根据AMS-02，DAMPE和Fermi-LAT数据，具有标量暗物质的II型跷跷板机制下载

weixin_39821260 2020-09-24 11:00:33

由II型跷跷板和SM标尺-单标量暗物质（DM）补充的标准模型（SM）是一个非常简单的框架，可以合并观察到的中微子振荡并提供合理的DM候选对象。在此框架中，标量DM自然具有亲脂性，其对主要消灭II型跷跷板的SM SU（2）L三重态希格斯标量，继而衰减成轻子。在这项工作中，我们考虑了这种亲脂性DM的间接特征，并检查了来自银河晕中DM对an灭的宇宙射线电子/正电子通量的光谱。给定宇宙射线电子/正电子通量的天体背景光谱，我们发现DM hil灭的贡献可以很好地拟合AMS-02，DAMPE和Fermi-LAT合作的观测数据，并具有多TeV范围的DM质量和O（1000）的DM ni没截面的提升因子。
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由II型跷跷板和SM标尺-单标量暗物质（DM）补充的标准模型（SM）是一个非常简单的框架，可以合并观察到的中微子振荡并提供合理的DM候选对象。在此框架中，标量DM自然具有亲脂性，其对主要消灭II型跷跷板的SM SU（2）L三重态希格斯标量，继而衰减成轻子。在这项工作中，我们考虑了这种亲脂性DM的间接特征，并检查了来自银河晕中DM对an灭的宇宙射线电子/正电子通量的光谱。给定宇宙射线电子/正电子通量的天体背景光谱，我们发现DM hil灭的贡献可以很好地拟合AMS-02，DAMPE和Fermi-LAT合作的观测数据，并具有多TeV范围的DM质量和O（1000）的DM ni没截面的提升因子。对于矮球状星系的伽玛射线，助推因子与费米-拉特（Fermi-LAT）数据之间的关系具有张力，而CMB各向异性的局限性则可以提高，这可以通过提高局部DM密度来改善约2倍。

我们根据AMS-02和Fermi-LAT观测到的宇宙射线对简化的暗物质模型进行了分析。我们假设费米子，标量或矢量暗物质粒子带有疏疏的spin-0介体，该介体仅通过标量和/或伪标量双线性耦合到标准模型夸克和暗物质。宇宙射线的传播和注入参数由观察到的来自AMS-02的核通量确定。我们发现AMS-02观测值与不确定性内的暗物质框架一致。 AMS-02反质子数据更喜欢30（50）GeV-5 TeV暗物质质量，并且需要在4×10-27（7×10-27）-4×10-24 cm3 / s范围内的有效an灭横截面用于简化的费米子（标量和矢量）暗物质模型。大约100 GeV暗物质质量，低于2×10-26 cm3 / s的横截面可以逃避费米-拉特矮星系的约束。

在这项工作中，我们在简化的暗物质模型的框架内对最近的AMS-02反质子通量和反质子与质子比进行了分析。为了预测AMS-02观测值，我们采用由观测到的核通量确定的传播和注入参数。我们假设暗物质粒子是狄拉克费米子暗物质，具有仅与标准模型夸克和暗物质粒子耦合的疏疏伪标量或轴向向量介体。我们发现AMS-02观测值与不确定性内的暗物质框架一致。反质子数据更倾向于使用伪标量介体V灭700 GeV-5 TeV区域中的暗物质（介质）质量，使用轴向矢量介体the灭分别大于700 GeV（200 GeV-1 TeV），大约为68％置信度。对于使用伪标量（轴向矢量）介体的简化模型，AMS-02数据需要有效的暗物质an灭横截面在1×10 -25 -1×10 -24（1×10 -25 -4×10 -24）cm 3 / s的范围内。还讨论了LHC和Fermi-LAT的约束。

我们建立了一个通过共振介导的an灭的热暗物质模型，以解释通过PAMELA，Fermi-LAT和AMS-02观察到的正电子过量，同时满足了来自宇宙微波背景（CMB）测量的约束。挑战性的要求是，共振的暗物质质量达到了百万分之一的两倍。我们通过引入自发地分解为SU（2）f×U（1）f的SU（3）f黑暗风味对称来实现此目的。共振是暗物质风味多重峰中最重的状态，所需的质量关系受到真空结构和超对称性的保护，不受辐射校正。暗味对称性破坏产生的准纳姆布-戈德斯通玻色子（PNGB）可能比一个GeV轻一些，仅从运动学上就主要衰变成两个μ子，随后衰变成正电子。 PNGB通过共振暗物质半semi灭产生，其中两个暗物质粒子dark灭为反暗物质粒子和PNGB。通过拟合热文物丰度，AMS-02数据和CMB约束，我们模型中的暗物质质量被限制在1.9 TeV以下。标准模型（SM）粒子的超级伙伴可以将衰变与SM粒子级联为轻型PNGB，从而在对撞机上产生该模型的相关信号。有趣的特征之一是SM希格斯玻色子加上两个准直的介子的共振，这在LHC Run 2具有极好的发现潜力。

有人建议将mDM≈（10–40）GeV的暗暗物质into灭到标准模型费米子中，这可能是费米-拉特数据中GeV能量下伽马射线过量的可能起源。在本文中，我们在其他实验（例如AMS-02，对撞机和宇宙微波背景（CMB））测量中检查了此类暗物质模型的可能与模型无关的特征。我们指出，现有的实验数据不利于第一代费米子的最终态。当前，AMS-02正电子测量为暗物质ni灭的横截面提供了进入轻子最终状态的严格界限，并且如果不排除这种限制，e + e-最终状态将处于严重的紧张状态。 e + e-信道将在ILC的早期阶段和将来的CMB测量中进行补充验证。轻夸克的最终状态（qq）受到LHC和暗物质直接检测实验的强烈限制，即使这些范围与模型有关。从an灭进入qq通道的暗物质信号将受到AMS-02反质子数据的约束，该数据将在不久的将来发布。在乐观的情况下，来自附近星系（团）和银河中心的漫射无线电辐射可能为暗物质matter灭提供另一个提示或限制。

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