暗量子色动力学中的 π-轴子与 π-轴子宇宙
高能物理 - 唯象学
2023-12-19 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
摘要
轴子与类轴子粒子（ALPs）是重要的暗物质候选者，其部分动机来自弦理论的轴子宇宙。类轴子粒子也可作为暗 sector 的复合自由度出现，例如暗量子色动力学（Quantum Chromo-Dynamics，QCD）中的暗π介子。在一个所有 6 种夸克味均轻、而光子具有质量的暗标准模型（SM）中，人们会发现丰富的低能稳定与超轻粒子谱，包括中性与带电暗标量，以及与 SM 介子类似的复中性标量，其质量分裂由暗夸克的质量与电荷决定。该模型通过暗光子与可见光子的动力学耦合找到通往可见 sector 的自然门户，并由此赋予暗物质毫电荷。暗物质可以是所有这些超轻玻色自由度的混合，并表现出宇称偶与宇称奇相互作用，使该理论可在多种实验中检验。在具有 种轻夸克味的暗 QCD 情形下，该场景预言了 个超轻类轴子粒子——实质上是由暗 QCD 产生的轴子宇宙。这一“π-轴子宇宙”与弦理论一致但无需诉诸弦理论，并与传统的弦理论轴子宇宙互补。
引用
@article{arxiv.2304.11176,
title = {The $\pi$-axion and $\pi$-axiverse of dark QCD},
author = {Stephon Alexander and Humberto Gilmer and Tucker Manton and Evan McDonough},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11176},
year = {2023}
}