自底向上视角的银河系中心超量辐射

近期研究表明，暗物质湮灭为底夸克能够很好地拟合 Fermi-LAT 数据中识别出的银河系中心伽马射线超量辐射。在 favored 的暗物质质量范围 $m\sim 30-40$ GeV 内，若要通过微扰耦合实现最佳拟合湮灭率 $\sigma v \sim 5\times 10^{-26}$ cm$^{3}$ s$^{-1}$，则需要一个亚 TeV 能标的媒介粒子，该粒子同时与暗物质和底夸克相互作用。在本文中，我们考虑了最小可行情景，即标准模型单态媒介粒子仅在暗物质与底夸克之间介导 s 道相互作用，重点考察轴矢量、矢量和赝标量耦合。利用包含在壳媒介粒子产生的模拟，我们表明现有的底超夸克搜索目前在解释伽马射线超量辐射的 favored 参数空间的大部分区域内提供了最强的灵敏度，特别是对于轴矢量相互作用。13 TeV 的 LHC 将具有更高的灵敏度；然而，它可能不足以完全覆盖 favored 参数空间，且赝标量情景仍将不受这些搜索的约束。我们还发现，由底夸克圈诱导的直接探测限制补充了对撞机界限，从而在媒介粒子质量大于两倍暗物质质量时排除了矢量流相互作用。我们还提出了一些简单的模型，这些模型主要产生由赝标量介导的向底夸克的湮灭。