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最小希格斯门户模型中超越$p$波湮灭的轻热暗物质

高能物理 - 唯象学 2024-05-31 v2 高能天体物理现象

摘要

本研究探索了一个最小可重整化暗物质(DM)模型,包含亚GeV马约拉纳DM和一个标量单态粒子ϕ\phi。利用标量和赝标量相互作用(耦合csc_scpc_p),我们研究了DM探测的含义,考虑了DM湮灭截面中的ss波、pp波和组合(ss+pp波)贡献,以及DM-核子弹性散射的圈修正贡献。在2σ2\sigma允许区域内识别出一个广泛的参数空间(10MeV<mχmϕ10 \,\rm{MeV} < m_\chi \lesssim m_\phi),我们探索了不同情景(cscp\left|c_s\right|\gg \left|c_p\right|cscp\left|c_s\right|\ll \left|c_p\right|,以及cscp\left|c_s\right|\approx \left|c_p\right|)。我们发现:(i)与之前纯标量耦合情况相比,非零赝标量耦合缓解了直接探测约束;(ii)CMB观测对赝标量相互作用主导的情况设置了严格限制,使得ss波湮灭仅在mχ>1GeVm_\chi>1\,\rm{GeV}时可行;(iii)偏好的ϕ\phi共振区域可以在未来的间接探测实验(如e-ASTROGAM)中得到检验。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.02721,
  title  = {Light Thermal Dark Matter Beyond $p$-Wave Annihilation in Minimal Higgs Portal Model},
  author = {Yu-Tong Chen and Shigeki Matsumoto and Tian-Peng Tang and Yue-Lin Sming Tsai and Lei Wu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.02721},
  year   = {2024}
}

备注

35 pages, 4 figures