多组分暗物质：矢量与费米子情形

多组分暗物质场景构成了标准单组分框架的自然扩展，并提供了可用来解决暗物质各种难题的、富有吸引力的新动力学。本文中，我们提出并阐述了一个最小紫外完备的矢量-费米子暗物质模型的性质，其中两个或三个暗扇区粒子是稳定的。我们考虑的模型是标准模型（SM）的扩展，通过自发破缺的额外 U(1)_X 规范对称性和一个狄拉克费米子实现。拉氏量中所有与假定对称性相容的项均被包含，因此该模型是可重整且自洽的。为给暗矢量 X_μ 产生质量，在暗扇区中采用了带有一个复标量单态 S 的希格斯机制。暗物质候选者是有质量矢量玻色子 X_μ 和两个马约拉纳费米子 ψ_±。所有暗扇区场在 SM 规范群下均为单态。对三个耦合的玻尔兹曼方程组进行了数值求解并加以讨论。我们在模型参数空间中进行了扫描，同时施加了总遗迹丰度和直接探测约束。矢量-费米子暗物质模型的动力学非常丰富，出现了各种有趣的现象，特别是当给定暗物质的标准湮灭被抑制时，暗扇区内的半湮灭、转换和衰变对于遗迹丰度的演化及其当前值至关重要。还讨论了增强自相互作用的可能性。