具有 B-L 不对称性的 GeV 尺度暗物质

暗物质的重要性质之一是其稳定性。U(1)$_{\rm B-L}$ 规范对称性是保证稳定性的最具吸引力的对称性。尽管该对称性预期在极高能标下破缺，以通过跷跷板机制解释微小的中微子质量，但 U(1)$_{\rm B-L}$ 的残余离散对称性可以自然地稳定暗物质。我们证明，当在电弱能标与 U(1)$_{\rm B-L}$ 破缺能标之间存在连接暗物质与标准模型粒子 B$-$L 荷的新物理时，暗物质的质量被明确预言为 (5--7)/$Q_{\rm DM}$ GeV（$Q_{DM}$ 是暗物质的 B$-$L 荷），这不仅与新物理的细节无关，也与其能标无关。我们还展示了两个有吸引力的例子。第一个是 B$-$L 荷为 1 的标量暗物质，它与当前的 CoGeNT 结果非常吻合。另一个是 B$-$L 荷为三分之一的费米子暗物质，从模型构建的角度来看也很有吸引力。