双重暗门户

在大多数暗区模型中，暗物质在某种新对称性下带电以保持其稳定性。我们探讨了这样一种可能性：不仅是暗物质，连接它与可见区的力载体也在该对称性下带电。这种暗媒介子随后充当双重暗门户。我们在\emph{暗媒介子暗物质}模型（dmDM）中实现了这一设置，该模型具有一个费米子暗物质候选者 $\chi$，其与轻标量 $\phi_i$ 具有汤川耦合。标量通过算符 $\bar q q \phi_i^* \phi_j/\Lambda_{ij}$ 与标准模型夸克耦合。如果其中一个标量的质量 $\lesssim 10$ keV，这可能导致通过 $2\rightarrow3$ 过程 $\chi N \rightarrow \chi N \phi$ 产生巨大的直接探测信号。对于暗物质汤川耦合 $y_\chi \sim 10^{-3} - 10^{-2}$，dmDM 具有热遗迹暗物质候选者，同时实现了 SIDM 场景以改善矮星系模拟与观测之间的不一致性。我们对上述算符耦合到标准模型的轻标量进行了首次系统性约束调查。最强的约束源自对轻媒介子对恒星天体物理影响的详细检查。LHC 实验和宇宙学考量也得出了重要的界限。中子星冷却的观测排除了具有一个暗媒介子的最小模型，但具有两个暗媒介子的场景仍然可行，并可能产生强烈的直接探测信号。我们探讨了该场景的直接探测后果，发现质量为 $\mathcal{O}(100)$ GeV 的重 dmDM 候选者在不同实验中会伪装成不同的 $\mathcal{O}(10)$ GeV WIMP。dmDM 参数空间的大片区域在不可约中微子背景之上是可访问的。