轻子味暗物质

在本工作中，我们解决了两个悖论。第一个悖论是：测量的暗物质残留密度可以通过 O(100 GeV - 1 TeV) 的新物理来满足，而直接探测实验的零结果却对新物理尺度给出了 O(10 TeV) 的下限。第二个谜题是：涉及电子的轻子味破坏过程（如 mu->3e, tau->e mu mu 等）受到严重抑制，这意味着对轻子相互作用的通用新物理贡献不可能存在于 O(10 - 100 TeV) 以下，而缪子 g-2 相对于标准模型的 3.6sigma 偏差却可以由 < O(1 TeV) 的新物理尺度来解释。在此，我们提出，缪子 g-2 和残留密度均可由 < 1 TeV 的新物理尺度满足可能并非巧合。我们考虑了一种规范轻子味相互作用的可能性，该相互作用在树图级别仅耦合到缪子和陶子味的轻子以及暗区。因此，暗物质在树图级别仅显著地与缪子和陶子味的粒子相互作用，而与夸克和电子的耦合则受到圈图抑制。值得注意的是，如果这种规范味相互作用存在于 O(100 GeV - 1 TeV) 尺度，它将允许一个自洽的现象学框架，该框架与缪子 g-2、残留密度、直接探测、间接探测、带电轻子衰变、中微子三叉戟产生以及强子和对撞机 e+e- 的结果相容。我们建议在対撞机和低能观测量方面对这些想法进行实验测试。