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暗物质相互作用的有效理论和中微子入口范式。 (英语) Zbl 1388.83932号

摘要:在本文中,我们讨论了具有未指定非平凡对称性的多组分暗扇区的一般有效理论描述及其与由重介质交换生成的标准模型的相互作用。然后,考虑到当前的实验敏感性,我们对相关的有效算符进行了分类,其中基础理论是弱耦合的,可重整化的,具有中性介质:标量或费米子。这种分类产生的一个有趣的场景是中微子入口,那里只有费米子介质,而暗扇区由费米子和标量组成,因此最轻的暗粒子是费米子,这种情况的特点是DM与除中微子以外的所有SM粒子的自然耦合受到抑制,并且在文献中很少受到关注。我们发现,在当前实验约束(遗迹丰度、直接和间接检测限)允许的参数空间中有一个较宽的区域;这一范式最清晰的特征是存在能量等于DM质量的单色中微子线,但在探测之前,必须大大提高实验灵敏度。

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83个F05 相对论宇宙学
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参考文献:

[1] J.L.Feng,《粒子物理学和探测方法中的暗物质候选者》,《天文年鉴》。《天体物理学》48(2010)495[arXiv:1003.0904]【灵感】。 ·doi:10.1146/anurev-astro-082708-101659
[2] SDSS合作,M.Tegmark等人,SDSS和WMAP的宇宙学参数,Phys。修订版D 69(2004)103501[astro-ph/0310723][INSPIRE]·Zbl 1405.83002号
[3] 超新星宇宙学项目合作,S.Perlmutter等人,42颗高红移超新星Ω和∧的测量,天体物理学。J.517(1999)565[astro-ph/9812133][灵感]·Zbl 1368.85002号
[4] 超新星搜索团队合作,J.L.Tonry等人,高z超新星的宇宙学结果,天体物理学。J.594(2003)1[astro-ph/0305008][灵感]。
[5] 超新星搜索团队合作,A.G.Riess等人,超新星加速宇宙和宇宙学常数的观测证据,Astron。J.116(1998)1009[astro-ph/9805201]【灵感】。
[6] 超级神冈合作,K.Choi等人,从超级神冈捕获的太阳低质量暗物质粒子的湮灭中寻找中微子,物理学。修订稿114(2015)141301[arXiv:1503.04858]【灵感】。
[7] IceCube的合作,M.G.Aartsen等人,《使用79级冰块探测器Phys搜索太阳中的暗物质湮灭》。Rev.Lett.110(2013)131302[arXiv:1212.4097]【灵感】。
[8] LUX合作,D.S.Akerib等人,第一个结果来自桑福德地下研究设施(物理)的LUX暗物质实验。修订稿112(2014)091303[arXiv:1310.8214]【灵感】。
[9] XENON100合作,E.Aprile等人,《暗物质是由225天的XENON1000数据产生的》,Phys。Rev.Lett.109(2012)181301[arXiv:1207.5988]【灵感】。
[10] 普朗克合作,P.A.R.Ade等人,普朗克2013年结果。十六、。宇宙学参数,阿童木。《天体物理学》571(2014)A16[arXiv:1303.5076]【灵感】。
[11] J.Goodman、M.Ibe、A.Rajaraman、W.Shepherd、T.M.P.Tait和H.-B.Yu,对撞机对暗物质的限制,Phys。版本D 82(2010)116010[arXiv:1008.1783]【灵感】。
[12] G.Bélanger,F.Boudjema,A.Pukhov和A.Semenov,MicrOMEGAs 2.2通用模型中的暗物质直接检测率,Comput。物理。Commun.180(2009)747[arXiv:0803.2360][灵感]·Zbl 1198.81033号 ·doi:10.1016/j.cpc.2008.11.019
[13] M.Duch,B.Grzadkowski和J.Wudka,标准模型与暗物质相互作用的有效算符分类,JHEP05(2015)116[arXiv:1412.0520][灵感]·Zbl 1388.83907号 ·doi:10.1007/JHEP05(2015)116
[14] A.Crivellin、F.D’Eramo和M.Procura,标准模型回路对暗物质有效理论的新约束,Phys。修订稿112(2014)191304[arXiv:1402.1173]【灵感】。 ·doi:10.1103/PhysRevLett.112.191304
[15] A.Crivellin和U.Haisch,规范玻色子环对暗物质直接探测的限制,物理学。版本D 90(2014)115011[arXiv:1408.5046]【灵感】。
[16] T.Appelquist和J.焦灰,《红外奇点和大质量场》,《物理学》。修订版D 11(1975)2856[灵感]。
[17] A.Drozd、B.Grzadkowski和J.Wudka,标准模型的多尺度单角扩展——暗物质和不可见希格斯玻色子的情况,JHEP04(2012)006【Erratum ibid.11(2014)130]【arXiv:1112.2582】【INSPIRE】。
[18] S.Bhattacharya、A.Drozd、B.Grzadkowski和J.Wudka,双组分暗物质,JHEP10(2013)158[arXiv:1309.2986][灵感]。 ·doi:10.1007/JHEP10(2013)158
[19] H.Kumar和S.Alam,《弱自相互作用冷暗物质:GLSB星系核心-手结构的新理论》,arXiv:1307.7469[灵感]。
[20] V.Silveira和A.Zee,《标量幻影》,《物理学》。莱特。B 161(1985)136[启发]。 ·doi:10.1016/0370-2693(85)90624-0
[21] J.McDonald,作为冷暗物质的标准单线标量,Phys。修订版D 50(1994)3637[hep-ph/0702143][INSPIRE]。
[22] C.P.Burgess、M.Pospelov和T.ter Veldhuis,非重子暗物质的最小模型:单重标量,Nucl。物理学。B 619(2001)709[hep-ph/0011335]【灵感】。 ·doi:10.1016/S0550-3213(01)00513-2
[23] M.C.Bento、O.Bertoma、R.Rosenfeld和L.Teodoro,自相互作用暗物质和无形衰变希格斯粒子,物理学。修订版D 62(2000)041302[astro-ph/0003350][灵感]。
[24] D.E.Holz和A.Zee,碰撞暗物质和标量幻影,物理学。莱特。B 517(2001)239[hep-ph/0105284]【灵感】·Zbl 0971.83106号 ·doi:10.1016/S0370-2693(01)01033-4
[25] L.Lopez Honorez、E.Nezri、J.F.Oliver和M.H.G.Tytgat,《惰性双光子模型:暗物质的原型》,JCAP02(2007)028[hep-ph/0612275][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2007/02/028
[26] A.Falkowski、J.T.Ruderman和T.Volansky,轻生作用中的非对称暗物质,JHEP05(2011)106[arXiv:1101.4936]【灵感】·Zbl 1296.81164号 ·doi:10.1007/JHEP05(2011)106
[27] S.Baek、P.Ko和W.-I.Park,将标准跷跷板模型的Singlet门户扩展到局部暗对称的暗扇区,JHEP07(2013)013[arXiv:1303.4280]【灵感】。 ·doi:10.1007/JHEP07(2013)013
[28] A.Falkowski、J.Juknevich和J.Shelton,通过中微子入口的暗物质,arXiv:0908.1790[灵感]。
[29] J.Heeck和H.Zhang,奇异电荷、多组分暗物质和光不育中微子,JHEP05(2013)164[arXiv:121.0538][灵感]·Zbl 1342.81681号 ·doi:10.1007/JHEP05(2013)164
[30] Y.Farzan,《来自暗物质湮灭的奇异单色中微子通量》,JHEP02(2012)091[arXiv:11111.1063][INSPIRE]·Zbl 1309.81298号 ·doi:10.1007/JHEP02(2012)091
[31] M.Lindner、A.Merle和V.Niro,《将暗物质湮灭增强为中微子》,《物理学》。修订版D 82(2010)123529[arXiv:1005.3116][灵感]。
[32] N.Cosme、L.Lopez Honorez和M.H.G.Tytgat,轻生和暗物质相关?,物理。修订版D 72(2005)043505[hep-ph/0506320][灵感]。
[33] H.An,S.-L.Chen,R.N.Mohapatra和Y.Zhang,轻生作为物质和暗物质的共同起源,JHEP03(2010)124[arXiv:0911.4463][灵感]·Zbl 1271.81182号 ·doi:10.1007/JHEP03(2010)124
[34] E.W.Kolb和M.S.Turner,《早期宇宙》,Front。Phys.69(1990)1【灵感】。
[35] G.Bélanger,F.Boudjema,A.Pukhov和A.Semenov,MicrOMEGAs3:计算暗物质观测值的程序,Compute。物理。Commun.185(2014)960[arXiv:1305.0237]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.cp.2013.2016年10月
[36] A.Belyaev,N.D.Christensen和A.Pukhov,CalcHEP 3.4,标准模型内外对撞机物理计算。物理。Commun.184(2013)1729[arXiv:1207.6082]【灵感】·Zbl 1286.81009号 ·doi:10.1016/j.cpc.2013.01.014
[37] A.Alloul、N.D.Christensen、C.Degrade、C.Duhr和B.Fuks,FeynRules 2.0——一个完整的树级现象学工具箱,计算。物理。Commun.185(2014)2250[arXiv:1310.1921]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.cpc.2014.04.012
[38] ATLAS合作,寻找与ATLAS中Z玻色子相关联产生的希格斯玻色粒子的不可见衰变,物理学。修订稿112(2014)201802[arXiv:1402.3244]【灵感】。
[39] A.古尔德,地球直接和间接捕获WIMP,天体物理学。J.328(1988)919【灵感】。 ·doi:10.1086/166347
[40] J.Lundberg和J.Edsjo,《WIMP在太阳系中的扩散,包括太阳损耗及其对地球捕获率的影响》,Phys。版本D 69(2004)123505[astro-ph/0401113][INSPIRE]。
[41] G.Jungman、M.Kamionkowski和K.Griest,超对称暗物质,物理学。报告267(1996)195[hep-ph/9506380][灵感]。 ·doi:10.1016/0370-1573(95)00058-5
[42] M.Cirelli、N.Fornengo、T.Montaruli、I.A.Sokalski、A.Strumia和F.Vissani,《暗物质湮灭中微子光谱》,Nucl。物理学。B 727(2005)99[勘误表同上B 790(2008)338][hep-ph/0506298][灵感]。
[43] A.Esmaili和Y.Farzan,《关于太阳内部暗物质湮灭产生的中微子振荡》,Phys。修订版D 81(2010)113010[arXiv:0912.4033][INSPIRE]。
[44] A.Esmaili和Y.Farzan,从中微子望远镜数据中提取暗物质参数的新方法,JCAP04(2011)007[arXiv:1011.0500][灵感]。 ·doi:10.1088/1475-7516/2011/04/007
[45] B.Dasgupta和R.Laha,冰立方/KM3NeT中的中微子作为星系团中暗物质亚结构的探针,Phys。版本D 86(2012)093001[arXiv:1206.1322]【灵感】。
[46] Super-Kamiokande协作,T.Tanaka等人,在Astrophys的Super-kamiokade,使用3109.6天的向上μ子在太阳中间接搜索WIMP。J.742(2011)78[arXiv:1108.3384]【灵感】。
[47] H.Yuksel,S.Horiuchi,J.F.Beacom和S.Ando,暗物质全湮灭截面上的中微子约束,Phys。修订版D 76(2007)123506[arXiv:0707.0196][灵感]。
[48] G.Bertone、D.Hooper和J.Silk,《粒子暗物质:证据、候选和约束》,《物理学》。报告405(2005)279[hep-ph/0404175]【灵感】。 ·doi:10.1016/j.physrep.2004.08.031
[49] IceCube合作,M.G.Aartsen等人,《对IceCubedata进行多极分析以搜索星系晕中积累的暗物质》,《欧洲物理学》。J.C 75(2015)20[arXiv:1406.6868]【灵感】。
[50] H.Georgi,壳内有效场理论,Nucl。物理学。B 361(1991)339【灵感】。 ·doi:10.1016/0550-3213(91)90244-R
[51] J.Wudka,《电弱有效拉格朗日数》,国际期刊Mod。物理学。A 9(1994)2301[hep-ph/9406205]【灵感】。 ·doi:10.1142/S0217751X94000959
[52] C.Arzt,简化有效拉格朗日函数,物理学。莱特。B 342(1995)189[hep-ph/9304230]【灵感】。 ·doi:10.1016/0370-2693(94)01419-D
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