基于 CDMS II 更新结果的 WIMP 暗物质模型研究

CDMS II 的新观测结果倾向于低质量 WIMP。以 CDMS II 的新结果作为输入，我们考虑一种标准模型 (SM) 单态：即作为暗物质候选者的 darkon，它可以是标量、费米子或矢量。研究发现，最简单的 DM+SM 场景与 LHC 数据设定的严格约束相冲突。需要超出标准模型的新物理，在本文中，我们讨论了一个扩展标准模型 $SU_L(2)\otimes U_Y(1)\otimes U(1)'$，其中 $U(1)'$ 仅与 darkon 耦合。新的规范对称性破缺为 $U_{em}(1)$，并产生了两个中性玻色子 $Z^0$ 和 $Z'$，它们是 $W^3_{\mu},\; B_{\mu}\; X_{\mu}$ 的混合态。遵循文献并基于 CDMS 数据，我们对模型的有效性进行了完整分析。计算了 darkon 与核子之间弹性散射的截面，并在扩展场景下评估了暗物质残留密度。研究发现，考虑到宇宙学和对撞机实验的双重约束，只有当 $Z'$ 轻于 $Z^0$ 时，才能协调所有当前可用的数据。