单标量暗物质:希格斯门户的重启与新扩展

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"Reopening the Higgs Portal for Single Scalar Dark Matter" 这篇学术文章探讨了单重态标量暗物质模型,该模型通过希格斯玻色子与标准模型相互作用。希格斯门户是一种理论框架,允许暗物质与普通物质之间存在微弱的相互作用,这种交互主要通过希格斯玻色子作为媒介进行。然而,随着实验技术的进步,特别是直接和间接暗物质探测实验,以及大型强子对撞机(LHC)的观测结果,单重态标量暗物质模型的参数空间已被大量排除。 文章提出了一种最小的、可重整化的理论扩展,以应对当前的实验限制。这一扩展包括在暗物质领域引入一个额外的实数单重态标量场。通过分析这个扩展模型,作者发现新的湮灭和/或共湮灭通道可以解释正确的暗物质剩余密度,同时避开对于质量大于50 GeV的暗物质粒子的直接和间接探测限制。 文章进一步指出,在特定的参数空间区域,额外的粒子可以被整合出去,形成一个"智能"的有效理论。这个理论仅涉及暗物质粒子和希格斯粒子,其基本行为与原始的单重态标量模型相符。这样的简化使得理论更易于处理,并可能帮助解释尚未被现有实验排除的区域。 JHEP05(2017)036是文章的引用格式,表明它发表于2017年5月的《欧洲核子研究组织的高能物理杂志》(Journal of High Energy Physics)。该研究由SISSA(国际高等研究院)授权,由Springer出版,反映了粒子物理学和暗物质领域的最新研究动态。 这篇论文提供了一种创新的方法来重新考虑希格斯门户中的单重态标量暗物质模型,通过理论扩展和新的湮灭机制,以应对实验挑战并保持模型的可行性。这对于理解宇宙中的暗物质成分及其与标准模型粒子的相互作用具有重要意义。