有质量自旋-2 Kaluza-Klein 态与物质的散射振幅

我们对五维引力理论中物质与引力 Kaluza-Klein (KK) 模的散射进行了全面分析。我们分别考虑了标量、费米子和矢量在额外维度的膜上局域化以及体中局域化的情况，并考虑了任意的扭曲背景。尽管朴素的幂次分析表明存在增长快至 ${\cal O}(s^3)$ 的振幅 [其中 $s$ 为质心散射能量的平方]，但我们证明了各项贡献之间的抵消使得总振幅的增长不超过 ${\cal O}(s)$。扩展了先前关于引力 KK 模自相互作用的工作，我们表明这些抵消的发生是由于模的耦合与质量之间的求和规则关系，而这些关系可以从描述引力与物质波函数的模方程的性质中得到证明。我们证明了这些性质与五维理论潜在的微分同胚不变性密切相关。我们讨论了当额外维度的尺寸通过 Goldberger-Wise 机制稳定时，我们的结果如何推广。我们的结论对于包含源自底层五维理论的自旋-2 入口的暗物质模型的冻结与冻入残余丰度计算具有特殊意义。