最小Majoron暗辐射与暗物质模型的重整化群研究

我们研究了早先由我们构建的最简单单态Majoron模型中的单圈重整化群方程跑动，该模型用于容纳宇宙中的暗辐射与暗物质成分。我们进行了全面的数值研究以探索整个模型参数空间。较小的有效中微子数 $\triangle N_{eff}\sim 0.05$，或高于粲夸克质量的Majoron退耦温度，是受到偏好的。我们发现，标量势的稳定性以及为中微子质量提供运作的I型跷跷板机制，要求质量为 $1.5-4$ TeV 的重标量暗物质 $\rho$。还预言了质量在 $10-100$ GeV 范围内的中性标量 $S$，及其与标准模型希格斯玻色子的混合最大可达 $0.1$。主导衰变模式为 $S$ 衰变为 $b\bar{b}$ 和/或 $\omega\omega$。敏感的探测将来自稀有 $Z$ 衰变，通过链 $Z\rightarrow S+ f\bar{f}$（其中 $f$ 为标准模型费米子），随后 $S$ 衰变为一对Majoron和/或b夸克。由于显著的 $S\rho \rho$ 耦合导致的暗物质束缚态的有趣后果也进行了讨论。特别地，表观中微子能量在 $M_\rho$ 的簇射状事件可能对地下中微子探测器（如IceCube）中观测到的有效中微子通量有贡献。