赝标量暗物质模型中暗物质-核子散射的单圈贡献

近期的暗物质（DM）直接搜寻对标准模型扩展中提出的潜在暗物质候选者施加了非常严格的约束。然而，存在一些模型规避了这些约束。最简单且最引人注目的例子之一来自一个具有软破缺 $U(1)$ 对称性的直截了当的希格斯门户赝标量暗物质模型。在该模型中，树级暗物质-核子散射截面在零动量转移极限下消失。也有论证表明，领头阶暗物质-核子截面出现于单圈水平。在本工作中，我们计算了零动量转移下领头阶即微扰展开单圈水平的精确截面。我们得出结论：与预期一致，散射过程的振幅是紫外有限的，并在暗物质质量趋于零时趋近于零。此外，我们阐明树级的有限暗物质速度修正相对于单圈贡献是次主导的。基于解析公式，我们的数值研究表明，对于典型的模型参数选择，暗物质核反冲截面远低于 ${\cal O}(10^{-50}~{\rm cm}^2)$，这表明该模型中的暗物质直接探测信号天然规避了当前对截面的强实验限制。