标量暗物质动力学：希格斯与引力非最小耦合的效应

$R^2$ 引力的一个关键特征是将标量场标量场嵌入引力 sector 中。标量场通过普朗克抑制的耦合与标准模型（SM）物质场相互作用。如果标量场作为可行的暗物质（DM）候选者，它可以解释迄今为止在实验和观测探针中缺乏 DM 超引力相互作用的证据。将标量场实现为冷 DM 候选者取决于其与 SM 希格斯通过自身四次耦合产生的诱导三频互作用。本文引入了希格斯与引力的非最小耦合，该耦合额外贡献于诱导三频互作用，其现有的竞争性贡献源自 $R^2$ 引力。我们研究这两种贡献在早期宇宙中的相互作用，这决定了标量场的初始条件和演化，从而导致后期 epoch 的冷 DM 行为。当某些希格斯非最小耦合 ($\xi$) 和标量场质量 ($m$) 的组合下，三频互作用在主导阶跃上消失，从而通过错位机制设置标量场密度，如同轴粒子。在这种情况下，标量场 DM 质量为 $2.7 ~{\rm meV} \lesssim m \lesssim 0.7 ~\rm{MeV}$。下限由第五力约束决定，而上限则来自 INTEGRAL/SPI 对标量场衰变产生两个光子的额外伽马射线通量的限制。另一方面，当三频互作用非零且由希格斯自四次耦合主导时，DM 余密度通过 $m \simeq 3.6$ meV 满足。当希格斯非最小耦合占主导时，质量落在 10-770 meV 范围内。我们还首次在标量场-希格斯混合模型中获得 $|\xi m|$ 上限为 $1.5\times 10^{17}$ GeV，这来自 LHC 对希格斯质量的测量。