×

费曼图中的暗物质束缚态。 (英语) Zbl 1388.83939号

摘要:如果暗物质直接与光力介质耦合,那么它可能会在早期宇宙和今天的非相对论性光晕环境中形成束缚态。在这项工作中,我们建立了一个场论框架,用于在长程相互作用的理论中计算有界态形成截面、失磁和衰减率。利用这种形式,我们对通过光标量或矢量介质相互作用的标量粒子进行了具体计算。在相互作用粒子的低相对速度下,索末菲效应加强了束缚态的形成。对于粒子-反粒子对,我们表明,在索末菲效应很重要的区域,有界态的形成可能比湮灭辐射更快。这里概述的场理论形式可以推广用于计算各种理论中的有界态形成截面,包括具有非阿贝尔(尽管非定义)相互作用的理论,例如弱电相互作用。

MSC公司:

83个F05 相对论宇宙学
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] D.N.Spergel和P.J.Steinhardt,自作用冷暗物质的观测证据,物理学。Rev.Lett.84(2000)3760[astro-ph/9909386]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.84.3760
[2] A.Kusenko和P.J.Steinhardt,自作用暗物质的Q球候选,Phys。修订稿87(2001)141301[astro-ph/0106008][INSPIRE]。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.87.141301
[3] 冯J.L.,涂H.和于海斌,隐藏区域的热遗迹,JCAP10(2008)043[arXiv:0808.2318][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2008/10/043
[4] A.勒布(A.Loeb)和N.韦纳(N.Weiner),具有Yukawa势的暗物质中矮星系的核心,物理学。Rev.Lett.106(2011)171302[arXiv:1011.6374]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.106.171302
[5] D.H.Weinberg、J.S.Bullock、F.Governato、R.K.de Naray和A.H.G.Peter,《冷暗物质:小尺度上的争议》,arXiv:1306.0913[启示]。
[6] A.H.G.Peter、M.Rocha、J.S.Bullock和M.Kaplinghat,《自交暗物质的宇宙学模拟II:光晕形状与观测》,周一。不是。罗伊。阿童木。Soc.430(2013)105[arXiv:1208.3026]【灵感】。 ·doi:10.1093/mnras/sts535
[7] M.Rocha等人,《自交联暗物质的宇宙学模拟I:恒定密度核心和亚结构》,孟买。不是。罗伊。阿童木。Soc.430(2013)81[arXiv:1208.3025]【灵感】。 ·数字对象标识代码:10.1093/mnras/sts514
[8] M.Vogelsberger、J.Zavala、C.Simpson和A.Jenkins,《CDM和带重子的SIDM中的矮星系:暗物质性质的观测探测》,孟。不是。罗伊。阿童木。Soc.444(2014)3684[arXiv:1405.5216]【灵感】。 ·doi:10.1093/mnras/stu1713
[9] J.Zavala、M.Vogelsberger和M.G.Walker,《将自相互作用暗物质与银河系矮椭球体约束》,英国皇家天文学会月报:Letters431(2013)L20[arXiv:12116.426][INSPIRE]。 ·doi:10.1093/mnrasl/sls053文件
[10] M.Vogelsberger,J.Zavala和A.Loeb,自相互作用星系暗物质晕中的亚晕,周一。不是。罗伊。阿童木。Soc.423(2012)3740[arXiv:1201.5892]【灵感】。 ·文件编号:10.1111/j.1365-2966.2012.21182.x
[11] H.Davoudiasl和R.N.Mohapatra,《论宇宙重子和暗物质的起源》,《新物理学杂志》14(2012)095011[arXiv:1203.1247][启示录]·Zbl 1448.85003号 ·doi:10.1088/1367-2630/14/9/095011
[12] K.Petraki和R.R.Volkas,《不对称暗物质综述》,国际期刊Mod。物理。A 28(2013)1330028[arXiv:1305.4939]【灵感】。 ·doi:10.1142/S0217751X13300287
[13] K.M.Zurek,《不对称暗物质:理论、特征和约束》,《物理学》。报告537(2014)91[arXiv:1308.0338]【灵感】·Zbl 1358.81167号 ·doi:10.1016/j.physrep.2013.12.001
[14] S.M.Boucenna和S.Morisi,重子不对称性和暗物质相关理论:迷你评论,Front。Phys.1(2014)33[arXiv:1310.1904]【灵感】。
[15] 富特和沃尔卡斯,普通物质是由镜像物质合成的吗?试图解释为什么欧米茄(重子)约等于0.2欧米茄,物理学。修订版D 68(2003)021304[hep-ph/0304261][INSPIRE]。
[16] D.E.Kaplan、G.Z.Krnjaic、K.R.Rehermann和C.M.Wells,原子暗物质,JCAP05(2010)021[arXiv:0909.0753][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2010/05/021
[17] K.Petraki、M.Trodden和R.R.Volkas,重子对称宇宙中一级相变产生的可见和暗物质,JCAP02(2012)044[arXiv:11111.4786]【灵感】。 ·doi:10.1088/1475-7516/2012/02/044
[18] B.von Harling,K.Petraki和R.R.Volkas,阿弗莱克-迪内动力学和泛起源的黑暗部门,JCAP05(2012)021[arXiv:12012.200]【灵感】。 ·doi:10.1088/1475-7516/2012/05/021
[19] J.M.Cline、Z.Liu和W.Xue,密尔电荷原子暗物质,物理学。修订版D 85(2012)101302[arXiv:1201.4858]【灵感】。
[20] D.Fargion、M.Khlopov和C.A.Stephan,重双电荷轻子冷暗物质?,班级。数量。Grav.23(2006)7305[astro-ph/0511789][灵感]·Zbl 1110.83024号 ·doi:10.1088/0264-9381/23/24/008
[21] 富特(R.Foot)和西拉加泽(Z.K.Silagadze),同转矮星薄盘:耗散(镜像)暗物质的指纹?,物理。黑暗大学2(2013)163[arXiv:1306.1305][灵感]。 ·doi:10.1016/j.dark.2013.001
[22] R.Foot,Tully-Fisher关系,星系自转曲线和耗散镜暗物质,JCAP12(2014)047[arXiv:1307.1755][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2014/12/047
[23] R.Foot,来自镜像暗物质的暗物质比例关系,Phys。黑暗大学.5-6(2014)236[arXiv:1303.1727][INSPIRE]·Zbl 1291.85002号 ·doi:10.1016/j.dark.2014年5月14日
[24] R.Foot和S.Vagnozzi,耗散隐区暗物质,物理。版次:D 91(2015)023512[arXiv:1409.7174]【灵感】·Zbl 1345.81153号
[25] R.Foot,耗散暗物质解释旋转曲线,arXiv:1502.07817[灵感]·Zbl 1065.83064号
[26] J.Fan、A.Katz、L.Randall和M.Reece,《暗盘宇宙》,《物理学》。修订稿110(2013)211302[arXiv:1303.3271]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.110.211302
[27] N.Arkani-Hamed、D.P.Finkbeiner、T.R.Slatyer和N.Weiner,《暗物质理论》,物理学。版本D 79(2009)015014[arXiv:0810.0713]【灵感】。
[28] M.Pospelov和A.Ritz,隐蔽暗物质的天体物理特征,Phys。莱特。B 671(2009)391[arXiv:0810.1502]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.physletb.2008.12.012
[29] L.Pearce和A.Kusenko,自交非对称暗物质的间接检测,Phys。版本D 87(2013)123531[arXiv:1303.7294]【灵感】。
[30] L.Pearce、K.Petraki和A.Kusenko,光晕中暗原子形成的信号,物理学。版次:D 91(2015)083532[arXiv:1502.01755]【灵感】。
[31] M.T.Frandsen、F.Sannino、I.M.Shoemaker和O.Svendsen,《暗物质的X射线:好的、坏的和不可能的》,JCAP05(2014)033[arXiv:1403.1570]【灵感】。 ·doi:10.1088/1475-7516/2014/05/033
[32] K.K.Boddy、J.L.Feng、M.Kaplinghat、Y.Shadmi和T.M.P.Tait,《强相互作用暗物质:自我相互作用和keV线》,《物理学》。版本D 90(2014)095016[arXiv:1408.6532]【灵感】。
[33] J.M.Cline、Y.Farzan、Z.Liu、G.D.Moore和W.Xue,3.5 keV x射线作为暗原子的“<Emphasis Type=“Italic”>21厘米线”和与光不育中微子的联系,Phys。版本D 89(2014)121302[arXiv:1404.3729]【灵感】。
[34] W.Detmold、M.McCullough和A.Pochinsky,《暗核I:宇宙学和间接探测》,《物理学》。版本D 90(2014)115013[arXiv:1406.2276]【灵感】。
[35] J.D.March-Russell和S.M.West,WIMPonium和间接暗物质探测的增强因子,Phys。莱特。B 676(2009)133[arXiv:0812.0559]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.physletb.2009.04.010
[36] 富特,DAMA和CRESST实验对镜像物质型暗物质的影响,物理学。修订版D 69(2004)036001[hep-ph/0308254][灵感]。
[37] N.Fornengo、P.Panci和M.Regis,直接暗物质搜索中的长程力,Phys。版本D 84(2011)115002[arXiv:1108.4661]【灵感】。
[38] R.Foot,隐藏扇区暗物质解释了DAMA、CoGeNT、CRESST-II和CDMS/Si实验,Phys。版本D 88(2013)025032[arXiv:1209.5602]【灵感】。
[39] R.Foot,用镜面暗物质解释的直接探测实验,Phys。莱特。B 728(2014)45[arXiv:1305.4316]【灵感】·Zbl 1291.85002号 ·doi:10.1016/j.physlet.2013.11.019
[40] J.Hisano、S.Matsumoto和M.M.Nojiri,中性暗物质湮灭为两个光子的酉性和高阶校正,Phys。修订版D 67(2003)075014[hep ph/0212022][INSPIRE]。
[41] J.Hisano、S.Matsumoto和M.M.Nojiri,爆炸性暗物质湮灭,物理学。修订稿92(2004)031303[hep-ph/0307216][灵感]。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.92.031303
[42] M.Cirelli、A.Strumia和M.Tamburini,最小暗物质的宇宙学和天体物理学,Nucl。物理。B 787(2007)152[arXiv:0706.4071]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.nuclphysb.2007.07.023
[43] B.von Harling和K.Petraki,热遗迹暗物质和统一性的束缚态形成,JCAP12(2014)033[arXiv:1407.7874][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2014/12/033
[44] D.E.Kaplan、G.Z.Krnjaic、K.R.Rehermann和C.M.Wells,《暗原子:不对称性和直接检测》,JCAP10(2011)011[arXiv:1105.2073][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2011/10/011
[45] S.R.Behbahani、M.Jankowiak、T.Rube和J.G.Wacker,《近超对称暗原子》,《高级高能物理》2011(2011)709492[arXiv:1009.3523]【灵感】·Zbl 1234.83030号 ·doi:10.1155/2011/709492
[46] F.-Y.Cyr-Racine和K.Sigurdson,原子暗物质宇宙学,物理学。修订版D 87(2013)103515[arXiv:1209.5752]【灵感】。
[47] J.M.Cline、Z.Liu、G.Moore和W.Xue,暗原子和分子的散射特性,物理学。版本D 89(2014)043514[arXiv:1311.6468]【灵感】。
[48] K.Petraki,L.Pearce和A.Kusenko,耦合到轻质量暗光子的自相互作用非对称暗物质,JCAP07(2014)039[arXiv:1403.1077][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2014/07/039
[49] K.K.Boddy、J.L.Feng、M.Kaplinghat和T.M.P.Tait,来自非阿贝尔暗区的自相互作用暗物质,Phys。版本D 89(2014)115017[arXiv:1402.3629]【灵感】。
[50] G.Krnjaic和K.Sigurdson,《大爆炸暗物质合成》,arXiv:1406.1171[启示]。
[51] M.B.Wise和Y.Zhang,不对称暗物质的稳定束缚态,物理学。版本D 90(2014)055030[arXiv:1407.4121]【灵感】。
[52] M.B.Wise和Y.Zhang,大量费米子的Yukawa束缚态,JHEP02(2015)023[arXiv:1411.1772]【灵感】·Zbl 1388.83948号 ·doi:10.1007/JHEP02(2015)023
[53] R.Laha和E.Braaten,直接探测宇宙束缚态中的暗物质,物理学。版本D 89(2014)103510[arXiv:1311.6386]【灵感】。
[54] F.-Y.Cyr-Racine、R.de Putter、A.Raccanelli和K.Sigurdson,宇宙学对大规模暗声振荡的约束,物理学。版本D 89(2014)063517[arXiv:1310.3278]【灵感】。
[55] W.Shepherd、T.M.P.Tait和G.Zaharijas,弱相互作用暗物质的束缚态,物理学。修订版D 79(2009)055022[arXiv:0901.2125][灵感]。
[56] A.Kusenko,标准模型超对称扩展中的孤子,Phys。莱特。B 405(1997)108[hep-ph/9704273]【灵感】。 ·doi:10.1016/S0370-2693(97)00584-4
[57] A.Kusenko和M.E.Shaposhnikov,作为暗物质的超对称Q球,Phys。莱特。B 418(1998)46[赫普/9709492][灵感]。 ·doi:10.1016/S0370-2693(97)01375-0
[58] S.Kasuya和M.Kawasaki,通过Affleck-Dine机制形成Q球,Phys。修订版D 61(2000)041301[hep-ph/9909509][灵感]。
[59] M.Postma,Q球的Solitosynthesis,Phys。修订版D 65(2002)085035[hep-ph/0110199][灵感]。
[60] A.Kusenko、L.Loverdge和M.Shaposhnikov,超对称暗物质Q-球及其在物质中的相互作用,物理学。修订版D 72(2005)025015[hep-ph/0405044][INSPIRE]。
[61] S.J.Brodsky和R.F.Lebed,最小QED原子的产生:真钚(μ+μ−),物理学。修订稿102(2009)213401[arXiv:0904.2225]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.102.213401
[62] A.Sommerfeld,《Ann.Phys.403》(1931)257·Zbl 0003.14204号 ·doi:10.1002/和p.19314030302
[63] H.A.Bethe和E.E.Salpeter,单电子和双电子原子的量子力学,Cademic出版社,美国纽约(1957年)·Zbl 0089.21006号 ·doi:10.1007/978-3-662-12869-5
[64] A.I.Akhiezer和N.P.Merenkov,轻子束缚态产生理论,J.Phys。C 29(1996)2135。
[65] R.Iengo,Sommerfeld增强:场论图的一般结果,JHEP05(2009)024[arXiv:0902.0688][灵感]。 ·doi:10.1088/1126-6708/2009/05/024
[66] S.Cassel,任意部分波过程的Sommerfeld因子,J.Phys。G 37(2010)105009[arXiv:0903.5307]【灵感】。 ·doi:10.1088/0954-3899/37/10/105009
[67] C.Itzykson和J.Zuber,量子场论,McGraw-Hill教育(1980)·Zbl 0453.05035号
[68] Z.K.Silagadze,Wick-Cutkosky模型:简介,hep-ph/9803307[灵感]。
[69] P.Hoyer,束缚态-从QED到QCD,arXiv:1402.5005[INSPIRE]·Zbl 1470.81002号
[70] M.E.Peskin和D.V.Schroeder,《量子场论导论》,威斯特维尤出版社(1995年)。
[71] K.Griest和M.Kamionkowski,《暗物质粒子质量和半径的统一极限》,《物理学》。Rev.Lett.64(1990)615【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.64.615
[72] A.Hryczuk,标量粒子的Sommerfeld增强及其在热共湮没区中的应用,物理学。莱特。B 699(2011)271[arXiv:1102.4295]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.physletb.2011.04.016
[73] A.Hryczuk、I.Cholis、R.Iengo、M.Tavakoli和P.Ullio,《间接检测分析:wino暗物质案例研究》,JCAP07(2014)031[arXiv:1401.6212][INSPIRE]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2014/07/031
[74] M.Beneke、C.Hellmann和P.Ruiz Femenia,《Sommerfeld增强的重中和遗迹丰度——pMSSM场景研究》,JHEP03(2015)162[arXiv:11411.6930][INSPIRE]。 ·doi:10.1007/JHEP03(2015)162
[75] B.Bellazzini,M.Cliche和P.Tanedo,自相互作用暗物质的有效理论,Phys。修订版D 88(2013)083506[arXiv:1307.129][灵感]。
[76] A.Messiah,《量子力学》,爱思唯尔出版社,荷兰霍兰德北部(1962年)·Zbl 0102.42602号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。