THDM+a中自旋无关截面的极大值

我们研究了一种称为双希格斯二重态模型+a（THDM+a）的暗物质（DM）模型中自旋无关截面（$\sigma_\text{SI}$）的极大值。该模型可通过冻结机制解释所测得的DM能量密度。此外，$\sigma_\text{SI}$在树层级因动量转移而被压低，环路图给出其主导贡献。该模型对$\sigma_\text{SI}$的预测高度依赖于$c_1$和$c_2$的值，它们是规范单态CP奇态（$a_0$）与希格斯二重态场（$H_1$和$H_2$）之间的四次耦合，即$c_1 a_0^2 H_1^\dagger H_1$和$c_2 a_0^2 H_2^\dagger H_2$。我们通过研究电弱真空的稳定性、势能下有界条件以及微扰幺正性，讨论了$c_1$和$c_2$的上下界。我们发现电弱真空稳定性条件给出了$c_1$和$c_2$的上界。势能下有界条件给出了$c_1$和$c_2$的下界，同时也约束了两个CP奇态之间的混合角。微扰幺正性界限给出了DM与$a_0$之间的Yukawa耦合以及$a_0$四次耦合的上界。在这些理论约束下，我们发现对于$m_A =$ 600 GeV，$\sigma_\text{SI}$的极大值为$\sim 5\times 10^{-47}$ cm$^2$，且LZ和XENONnT实验可在不久的将来观测到该模型预言的DM信号。