质量量纲为一的费米子暗物质的对称性与幺正相互作用

由Elko构造的费米子场有几个意想不到的性质。它们满足Klein-Gordon方程但不满足Dirac方程，并且质量量纲为一而不是二分之三。从Klein-Gordon拉格朗日量出发，我们开始仔细研究这些费米子及其高自旋推广的对称性和相互作用。我们发现，尽管费米子质量量纲为一，但四点费米子自相互作用在高能下违反幺正性。因此，它不能是该理论的基本相互作用。由此可见，对于自旋1/2费米子，可重整化和幺正性的要求禁止四点相互作用，只允许Yukawa相互作用。对于自旋j>1/2的费米子，它们没有可重整化或幺正的相互作用。由于该理论由Klein-Gordon拉格朗日量描述，由包含四点相互作用的局域$U(1)$规范对称性生成的相互作用被可重整性的要求排除。在标准模型背景下，这些性质使得自旋1/2费米子成为自然的暗物质候选者。