标量U(1)B-L×Z2扩展中的右旋中微子暗物质与辐射中微子质量

"带有辐射中微子质量的右旋中微子暗物质，已测量-模型" 这篇科研文章探讨了一个基于标准模型的扩展理论，其中引入了标量U(1)B-L×Z2对称性，并添加了右旋中微子作为暗物质候选者。在这个模型中，B-L（Baryon-minus-Lepton数守恒）是基本的规范对称性，而Z2是对称性的另一个组成部分，使得一个额外的标量双峰在Z2下呈奇数，从而构建了一个名为“scotogenic scenario”的辐射中微子质量机制。 辐射中微子质量机制是一个解释中微子非零质量的理论框架，它涉及到中微子的自发对称性破缺，通过高能尺度的环图过程产生质量。在这个特定的研究中，右旋中微子不仅通过ZB-L规范玻色子进行常规的湮灭，还可以通过轻子门户相互作用实现其他共湮灭通道。这些新的湮灭方式允许暗物质的质量在满足遗迹丰度标准的情况下，不再局限于接近ZB-L共振区域的值，这意味着暗物质的质量范围可能更广泛，甚至远高于MDM ≈ MZB-L/2。 文章进一步指出，这个扩展模型与现有的中微子质量观测数据相一致，并且对于暗物质直接探测实验以及寻找带电轻子味违背衰变（如μ→eγ）的实验敏感。这些实验可以提供关于模型参数空间的额外约束，因为右旋中微子作为暗物质与这些现象可能存在关联。 此外，模型中的Z2奇数标量双峰可能成为次轻稳定粒子（NLSP），如果它的质量分裂δM相对于DM非常小。特别是在δM小于τ轻子质量mτ（约为1.77 GeV）的情况下，NLSP会产生明显的位移顶点签名，这在高能对撞机实验中可被探测到。这种NLSP的行为与中微子质量、轻子味违背和观测到的宇宙暗物质密度是一致的。 这篇文章展示了右旋中微子在带有辐射中微子质量机制的B-L扩展模型中作为暗物质的潜力，并讨论了这一理论如何与现有实验结果相协调，同时也指出了未来实验可能的检验方向，特别是对暗物质探测和味违背过程的观测。这种研究加深了我们对宇宙中微子和暗物质性质的理解，并可能为未来的粒子物理实验提供了新的理论依据。