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双组分暗物质模型中的混合 WIMP-FIMP 场景

高能物理 - 唯象学 2025-10-13 v2

摘要

我们考虑在具有 Z2×Z4Z_2 \times Z_4 对称性的双组分暗物质模型中的混合 WIMP-FIMP 场景,其中引入一个介于标量 SS 和马洛夫纳费子 χ\chi 作为暗物质候选者。我们还引入另一个标量 S0S_0,其具有非零的真空期望值,以便在自发对称性破缺后,费米子暗物质能够获得质量。要么通过“减震”机制生成 SSχ\chi 的余辉密度。相反,另一种暗物质候选者的余辉密度通过“冻结进”机制获得,因此我们有两种不同的情况。在 χ\chi 为 WIMP 且 SS 为 FIMP 的情况下,我们进行随机扫描以估算符合暗物质约束的允许参数空间。结果表明,该情况在广泛的暗物质质量范围内都是可行的,仅当 S0S_0χ\chi 的 Yukawa 耦合大于 1 时。相反,在 SS 为 WIMP 且 χ\chi 为 FIMP 的情况下,受直接探测实验的约束,允许的参数空间更受限制,我们有两个区域,mS62.5m_S \approx 62.5 GeV 和 mS>400m_S>400 GeV,在这些约束下,结果符合单色标量暗物质的结果,但标量暗物质质量可低至数百 GeV 甚至更低。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.04610,
  title  = {Mixed WIMP-FIMP scenario in a two-component dark matter model},
  author = {XinXin Qi and Hao Sun},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04610},
  year   = {2025}
}

备注

arXiv admin note: text overlap with arXiv:2504.12876