来自半湮灭的多条伽马射线谱线
高能物理 - 唯象学
2015-06-11 v2 高能天体物理现象
摘要
费米 (Fermi) 数据中来自银河系中心的 130 GeV 伽马射线谱线的迹象引发了人们对暗物质潜在伽马射线谱线特征的兴趣。基于暗物质湮灭对此谱线的解释面临参数张力，因为它们通常依赖于对圈图抑制截面的大幅增强。在本文中，我们探讨了一种替代可能性，即暗物质伽马射线谱线可能源于多个暗区态之间的“半湮灭”(semi-annihilation)。具有单个末态光子的半湮灭反应通常相对于普通的双光子湮灭有所增强。与湮灭所需的固定质量值相比，半湮灭允许更广泛的暗物质质量范围，从而为解释更高能量下的潜在暗物质信号提供了可能。半湮灭最显著的预测是存在多条伽马射线谱线，对于 N 个暗区态，可能有多达 O(N^3) 条谱线，从而实现暗区光谱学。在最简单的简并暗物质情形下会出现一个确凿的特征信号：一条位于 130 GeV 的强半湮灭谱线将伴随一条位于 173 GeV 的较弱湮灭谱线。作为原理验证，我们构建了两个明确的暗物质半湮灭模型，一个基于非阿贝尔矢量暗物质，另一个基于改进的 Rayleigh 暗物质。
引用
@article{arxiv.1210.7817,
title = {Multiple Gamma Lines from Semi-Annihilation},
author = {Francesco D'Eramo and Matthew McCullough and Jesse Thaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.7817},
year = {2015}
}
备注
15 pages of text, 8 figures. v2: refs added