通过希格斯门户媒介探测轻量热暗物质
高能物理 - 唯象学
2016-11-02 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 实验
摘要
我们系统研究了通过希格斯门户与可见物质热平衡的轻质量（< 几 GeV）暗物质(Dark Matter, DM)模型，并确定了可行参数空间中剩余空白。此类模型需要一个相对较轻的标量媒介与希格斯玻色子混合，以避免DM过量产生，并可根据该媒介是否（不可）见衰变进行分类。在一个以Dirac费米子DM为代表的基准模型中，我们发现，即使对DM–媒介耦合与质量比采用保守假设，媒介重于DM的情形已被对撞机、稀有介子衰变与直接探测限制的联合完全排除；包括NA62在内的未来及规划实验可进一步提高对希格斯门户相互作用不决定DM丰度的情形的灵敏度。相反，媒介轻于DM且后者湮灭为可见衰变媒介对的情形仍可行，但大部分参数空间已被稀有介子衰变、超新星冷却、束流倾倒与直接探测约束覆盖。几乎所有这些结论广泛适用于最简单的变体（例如标量或不对称DM）。包括SHiP、NEWS与Super-CDMS SNOLAB在内的未来实验可极大提升对此类模型的覆盖。
引用
@article{arxiv.1512.04119,
title = {Probing Light Thermal Dark-Matter With a Higgs Portal Mediator},
author = {Gordan Krnjaic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04119},
year = {2016}
}
备注
12 pages, 4 figures. Fixed typos, added plots to Fig. 2, minor draft reorganization, added references, matches journal version. Conclusions unchanged