矢量型费米子作为暗 sector 连接体的遗迹挑战
高能物理 - 唯象学
2023-01-25 v2
摘要
仅极微弱耦合于标准模型（SM）且由奇异场构成的新暗 sector 具有强有力的理论动机，并可能关乎解释暗物质（DM）的丰度。此类 sector 的一个重要问题是如何与 SM 连接。对于具有新规范相互作用的暗 sector，自然的连接来自同时携带可见与暗规范群电荷的重矢量型费米子。此类费米子的规范电荷意味着，在缺乏额外暗对称性破缺源时，其中一个或多个是稳定的。此类连接体的一个普遍挑战是：若它们曾在早期宇宙热化，可能产生过多暗物质或与原子核过强相互作用。本文在一个简单连接体理论中研究此挑战，该理论由新的矢量型电弱双重态与单态费米子组成，它们还在新（阿贝尔）规范力基本表示下变换；我们表明这些连接体在其最小形式下几乎总被现有直接 DM 搜寻排除。为应对此挑战，我们探讨两种方案。首先，我们研究通过为单态引入马约拉纳质量项来减弱对原子核的散射。其次，我们研究一种与 SM 轻子的混合，使连接体能够衰变，同时与宇宙学检验和带电轻子味破坏搜寻一致。两种方案都依赖于具有特定电荷的暗 Higgs 场。
引用
@article{arxiv.2209.14305,
title = {Relic Challenges for Vector-Like Fermions as Connectors to a Dark Sector},
author = {Alexandre Carvunis and Navin McGinnis and David E. Morrissey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.14305},
year = {2023}
}
备注
32 pages, 5 figures, added references, corrected plotting error, conclusions unchanged