简单的费米子暗物质模型与希格斯玻色子耦合
高能物理 - 唯象学
2015-06-15 v3
摘要
我们考虑标准模型(SM)的一个简单扩展，该扩展引入了一个马约拉纳费米子暗物质和一个带电标量粒子，并通过可重整化项与SM轻子耦合。另一个涉及带电标量和希格斯玻色子的可重整化项在单圈层次上引发了暗物质与SM夸克之间的相互作用，从而诱导了暗物质与原子核之间的弹性散射。同一项还通过带电标量的单圈图影响了希格斯玻色子到双光子的有效耦合。因此，我们的模型预测了暗物质-原子核弹性散射的自旋无关截面与希格斯玻色子到双光子有效耦合的新贡献之间的关联。当自旋相关截面大到足以在未来的直接暗物质探测实验中被检验时，希格斯-双光子衰变率显示出与SM预测的显著偏差。我们还考虑了费米子暗物质为狄拉克粒子的情况。大部分讨论与马约拉纳情况类似，但我们发现狄拉克费米子暗物质的磁偶极矩是圈诱导的，并且这种相互作用主导了暗物质-原子核弹性散射的自旋无关截面。我们发现由此产生的截面比当前实验界限低约一个数量级，因此可以在不久的将来得到检验。
引用
@article{arxiv.1304.2962,
title = {Simple fermionic dark matter models and Higgs boson couplings},
author = {Nobuchika Okada and Toshifumi Yamada},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.2962},
year = {2015}
}