通过半湮灭重新开启Z门户

在单分量暗物质（DM）场景中，通常假设标量WIMP必须是超荷为零的 $SU(2)_L$ 多重态的一部分，或者具有被抑制的与 $Z$ 规范玻色子的矢量相互作用，以规避严格的直接探测（DD）限制。在本工作中，我们证明了具有与 $Z$ 玻色子矢量型相互作用的暗标量二重态的多分量场景，也与DD搜索产生的限制兼容。具体而言，我们考虑了标准模型的一个简单扩展，其中暗区由一个二重态和一个复单态 $\phi$ 组成，二者在 $Z_6$ 对称性下带荷。我们发现，半湮灭过程大幅减少了二重态中性分量 $H^0$ 的遗留丰度，从而充分减弱了其与核子之间较大的 $Z$ 介导弹性散射截面的影响，以满足DD限制。尽管 $H^0$ 对总遗留丰度的贡献几乎可以忽略不计（由 $\phi$ 占主导），但这两个暗物质分量都有望在正在进行的和未来的DD实验中被探测到。该模型的可行性在多个理论和实验限制下进行了检验，得到了一个在电弱尺度上具有非简并质量谱的参数空间。