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简单隐藏扇区中的强相变、暗物质与真空稳定性

高能物理 - 唯象学 2015-07-15 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

受解释暗物质丰度与强电弱相变可能性的启发,我们考虑了包含通过标量门户与标准模型耦合的单重态场的标准模型简单扩展。具体而言,我们研究了一个具有 Z2Z_2 对称性的单重态标量构成的基本门户模型,以及一个通过单重态标量门户与标准模型场相连的单重态费米子模型。我们对每个模型的参数空间进行了蒙特卡洛分析,发现这两种情况下的暗物质丰度均可通过冻结出(freeze-out)或冻结入(freeze-in)机制产生,但仅在后一种模型中才能获得成功电弱重子生成所需的强电弱相变。我们施加了直接搜索限制,并系统地考虑了该模型仅产生部分暗物质丰度的可能性。我们还研究了模型耦合的重正化群演化,以确定模型的标量扇区在高能标下是否保持稳定且处于微扰论范围内。通过弱能标下耦合常数的具体基准值示例,我们证明了这是可行的。此类模型还受到以下可能性的进一步激励:暴胀结束时希格斯场的偏移量可能很大,从而能够直接探测标准模型的不稳定区域。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.0688,
  title  = {Strong phase transition, dark matter and vacuum stability from simple hidden sectors},
  author = {Tommi Alanne and Kimmo Tuominen and Ville Vaskonen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.0688},
  year   = {2015}
}

备注

20 pages, 7 figures. Published version, except in v2 fig. 2, eqs. (2.8) and (3.15), and thermal corrections in sec. 3.2 are corrected