来自 TeV 规模 seesaw 的躲避中子暗物质

本文探讨了在低尺度 seesaw 框架下，躲避中子暗物质候选人的现象学问题。该模型通过引入第二个复标量双重项 ($\Phi_{\nu}$) 来扩展 Type-I seesaw 模型，后者仅与重右手中子和 lepton 双重项耦合，从而产生中子 Dirac 质量项，而第一个标量双重项负责为剩余标准模型 粒子赋予质量。最轻的躲避中子 ($N_1$) 充当微弱相互作用大质量粒子 (FIMP)，通过 $W^\pm$、$Z$ 和额外标量的衰变产生。我们指出，$W^\pm$ 和 $Z$ 的贡献在先前研究中被忽略了，这些贡献实际上通过约 $10^{13}$ 的因数主导 $N_1$ 的产生，并且唯一决定该暗物质的残留丰度。将其纳入后，暗物质现象学将出现若干新现象，例如一种新的非热条件导致更小的 Yukawa 耦合系数。我们深入讨论了 $N_1$ 质量的增强可能性，这取决于第二个希格斯双重项的小真空期望值 ($v_{\nu}$)。在纳入最新的 Lyman-$\alpha$ 森林观测后，该设置可以容纳温暖和冷暗物质情形。