自然稳定的右手中微子暗物质

我们指出，一类基于规范群 $SU(3)_C \times SU(2)_L\times SU(2)_R\times U(1)_{Y_L}\times U(1)_{Y_R}$ 的非超对称模型，具有一个自动的、精确的 $Z_{2}$ 对称性。在此对称性下，$SU(2)_R\times U(1)_{Y_R}$ 扇区（称为 $R$-扇区）中的费米子是奇的，而标准模型扇区（称为 $L$-扇区）中的费米子是偶的。这种对称性不同于通常左右对称模型中的宇称对称性，即使在规范对称性破缺到 $SU(3)_C \times U(1)_{\rm EM}$ 之后，它在轻子扇区中仍然存在。这使得最轻的右手中微子自然稳定，从而使其能够扮演宇宙中暗物质（DM）的角色。通常的左右模型与此处提出的模型之间存在几个区别：(i) 我们的模型可以有两个版本，一个没有宇称对称性，因此 $L$ 和 $R$ 扇区中的耦合与质量无关，另一个具有宇称对称性，因此耦合相关；(ii) 在两种情景中，$R$-扇区费米子都被选取得比 $L$-扇区的重得多；最后 (iii) 轻中微子和重中微子都是马约拉纳费米子，轻中微子质量源自纯 II 型跷跷板机制。我们讨论了该模型的 DM 遗迹密度、直接和间接探测前景以及相关的对撞机特征。与当前的对撞机和直接探测约束相比较，我们发现 DM 质量的下限约为 1 TeV。我们还指出了一种通过熵稀释机制，在我们的模型中对于大得多的 DM 质量放宽 DM 幺正性界限的方法。该模型的一个额外特征是，如果需要，可以通过允许上述 $Z_{2}$ 对称性的弱破缺，使 DM 变得非常长寿命。我们的模型还预言了长寿命有色粒子的存在，这些粒子可以在 LHC 上进行寻找。