具有辐射中微子质量的最小暗物质模型:从拉格朗日量到可观测量

在本硕士论文中,对 arXiv:1308.3655 中引入的具有辐射中微子质量的最小暗物质模型进行了一般性考察,并以模型 T1-3-B ($\alpha = 0$) 为代表进行了更详细的研究。在此过程中,既展示了此类模型如何构建,也建立了一条数值分析工具链,尽可能自动化地从最开始(从给定场内容推导拉格朗日量)到最末(计算诸如暗物质遗迹密度、直接探测截面以及中微子质量与混合矩阵等可观测量)的诸步骤。作为奠定数学基础的一项重要结果,建立了 SU(2) 表示的一种约定,其此种形式未见诸以往著作。另一项主要成果是开发了程序 minimal-lagrangians,论文中描述了其功能。它对于构建新模型的拉格朗日量以及对其进行验证或快速普查都极有用处。minimal-lagrangians 可应用于其设计所处理类别内的任何模型,将其实用性扩展到远超仅对单一模型一次性获得的结果。最后,迈出了分析模型 T1-3-B ($\alpha = 0$) 的第一步。表明该模型在相应极限下可重现单态-双重态费米子暗物质模型与惰性三重态模型。此外,给出了中微子质量矩阵,并证明该模型能满足当前对中微子质量的限制。最后,研究了暗物质遗迹密度依赖于负责产生中微子质量的参数的行为。对模型 T1-3-B ($\alpha = 0$) 的进一步深入研究已在另一独立出版物(arXiv:1812.11133)中进行。