准贴近中性的WIMP-核散射横截面：基于准Nambu-Goldstone暗物质模型
高能物理 - 唯象学
2024-11-26 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们研究了一个基于度量 SU(2)_x 和全局 SU(2)_g 对称性的准Nambu-Goldstone (pNG) 暗物质 (DM) 模型。这些对称性通过一个 SU(2)_x × SU(2)_g 双基本标量场的真空期望值（VEV）自发破缺为全局 U(1)_D 对称性。全局 SU(2)_g 对称性也被软性地破缺为全局 U(1)_D 对称性。在该模型设置下，出现一个复杂的 pNG 玻色子。它由 U(1)_D 稳定，成为 DM 候选物。其与核子的散射截面因小动量传递而大幅抑制，从而规避了 DM 直接探测实验的严格约束。假设暗子中所有耦合均为实数，离散对称性随之产生。因此，除了 pNG DM 外，来自双基本标量场的较轻的 SU(2)_x 规范玻色子 V^0 和 CP 奇标量玻色子 a_0 也可作为 DM 候选物。因此，模型提供了双组分 DM 场景。我们发现，DM 候选物的残留丰度解释了测量的 DM 能量密度。我们还发现，pNG DM 在参数空间的大区域是占主导地位的 DM 成分。与 pNG DM 不同，V^0 和 a_0 均可与核子散射，其散射截面未被抑制。然而，它们的散射事件率因其数密度而被抑制。因此，散射截面实际上被有效降低。我们表明，在双组分场景中，有效的 WIMP-核散射截面小于当前上限且位于中子雾之上。
引用
@article{arxiv.2411.15755,
title = {Tiny yet detectable WIMP-nucleon scattering cross sections in a pseudo-Nambu-Goldstone dark matter model},
author = {Tomohiro Abe and Kota Ichiki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.15755},
year = {2024}
}
备注
36 pages, 13 figures