孪生子希格斯门户暗物质

许多极简暗物质（DM）模型或等级问题的经典解，要么被 LHC 与直接探测的零结果排除，要么受到严重约束。特别地，希格斯门户暗物质（HPDM）通过四次相互作用具有与希格斯场的标量耦合，而由热冻结获得所测 relic 密度会给出确定的直接探测预言，这些预言现几乎已被完全排除。孪生子希格斯通过引入与标准模型（SM）由离散对称性关联的孪生 sector 来解决小等级问题，而无需带色顶伴子。我们将 HPDM 推广到任意孪生子希格斯模型，并引入孪生子希格斯门户暗物质（THPDM），其具有一个与孪生希格斯标量 sector 有 $SU(4)$ 不变四次耦合的 DM 候选者。鉴于 DM 质量的二次修正大小，其最具动机的尺度靠近径向模的质量。在那种情况下，DM 湮灭以完整的孪生子希格斯门户耦合进行，而直接探测被 125 GeV 希格斯的 pNGB 性质所抑制。对于标准宇宙学历史，这导致 THPDM 的预言直接探测信号比 HPDM 低数个量级，且几乎不依赖于孪生 sector 的精确细节，从而规避当前界限但预言了下一代实验的可能信号。在许多孪生子希格斯模型中，孪生辐射对 $\Delta N_\mathrm{eff}$ 的贡献被非对称再加热机制抑制。我们通过扩展 $\nu$MTH 与 $X$MTH 模型以包含 THPDM，并根据最新 CMB 界限计算可行参数空间来研究这一点。注入的熵也稀释了 DM 丰度，导致直接探测在 neutrino floor 以下被额外抑制。