经典标度不变模型中的 Majorana 暗物质

我们分析了一个标准模型的经典标度不变扩展，其中暗规范 $U(1)_X$ 被双电荷标量 $\Phi$ 破缺，留下一个剩余的 $Z_2$ 对称性。引入暗费米子作为暗物质候选者，出于反常消除的原因，我们引入了两个手征费米子。由于经典标度不变性，混合这两个态的裸质量项不存在，它们最终成为稳定的 Majorana 费米子 $N_1$ 和 $N_2$。我们计算了 $N_aN_a \to \phi\phi$、$N_aN_a \to X^\mu \phi$ 和 $N_2N_2 \to N_1N_1$ 湮灭通道的截面。我们利用 LHC 的 Higgs 搜寻、暗物质残留丰度以及 LUX 的暗物质直接探测限对该模型施加了约束。暗规范玻色子在 Coleman-Weinberg 机制中起着关键作用，其质量必须大于 680 GeV。暗物质的可行质量区域为 470 GeV 至几 TeV。在两个 Majorana 费米子具有不同质量的情况下，直接探测实验中的两个暗物质信号可提供该模型的独特特征。