具有 $Z_4$ 规范对称性的自共振暗物质

我们提出了一个由两个复标量场组成的双分量标量暗物质 (DM) 新模型。在此模型中，由于剩余的 $Z_4$ 规范对称性（即 $U(1)^\prime$ 局部对称性的残余），两个 DM 分量均是稳定的。当满足 DM 质量的共振条件时，我们证明两个暗物质分量之间的弹性共散射过程（$u$-道过程）因较轻 DM 介导子的具有小有效质量的汤川势而得到增强，因此我们可以利用此类暗物质共散射过程来解释星系的小尺度问题。此外，还存在半湮灭过程，即两个暗物质分量湮灭为一个暗物质粒子与一个暗光子/Higgs，这些过程被 $u$-道 Sommerfeld 因子增强。聚焦于满足观测 relic density 的双分量暗物质基准模型，我们由 boosted dark matter 的直接探测获得了暗光子入口耦合的界限，该 boosted dark matter 产生于星系中心的半湮灭过程。