发条框架中的热暗物质：稳定性与衰变

"发条WIMP机制是一种在发条框架内构建热暗物质候选粒子的理论模型。这一机制的关键特点是能够稳定暗物质粒子，防止其在宇宙学尺度上衰变成标准模型粒子，同时允许暗物质粒子对通过无抑制的湮灭来设定剩余密度。这种缓慢衰变是由所谓的‘发条’粒子引起的，这些粒子可能是轻量级的，可能在现有的或未来的对撞机实验中被探测到。发条粒子也可能参与湮灭过程，从而在暗物质湮灭和衰变之间建立直接联系，限定发条状态的质量尺度在TeV级别或更轻。研究进一步探讨了在平坦时空中解析额外维度的可能性，以及这种发条机制可能如何诱导马约拉纳中微子的质量，使得跷跷板机制的尺度达到TeV量级或以下，且与统一的 Yukawa耦合相关联。文章详细分析了这些概念并进行了理论建模。" 在本文中，"发条WIMP"的概念引入了一个新的暗物质理论框架。暗物质是宇宙中一个关键但未被直接观测到的成分，它通过引力作用与普通物质相互作用。发条框架是一种理论构造，它利用一系列近似的对称性来控制粒子的性质，此处用来稳定暗物质粒子并调整其衰变速率。这种机制的一个独特之处在于，尽管暗物质粒子自身受到抑制不衰变，但它们仍能通过湮灭与标准模型粒子相互作用，这与宇宙早期的热历史相符合。 发条粒子是实现这一机制的关键，它们非常轻，可能在现有或未来的高能物理实验如大型强子对撞机(LHC)中可被探测到。这些粒子不仅影响暗物质的衰变，还直接参与暗物质的湮灭过程，使得这两个过程之间存在内在联系，这有助于我们理解暗物质的宇宙密度是如何形成的。 此外，研究者提出，发条机制可能与马约拉纳中微子的质量生成有关。马约拉纳中微子是自己的反粒子，其质量机制可以通过跷跷板模型解释，而发条机制可以将这一机制的尺度压缩到TeV级别，这意味着相关的物理过程可能在实验上更易检验。Yukawa耦合的阶统一进一步强化了这个理论框架的吸引力，因为它提供了一种自然解释不同粒子间耦合强度相似性的方法。 "发条WIMP"的研究为理解和探索暗物质、额外维度以及可能与之相关的马约拉纳中微子质量生成提供了新的视角和理论工具。这一工作不仅深化了我们对宇宙基本成分的理解，也为实验物理学提供了新的探索方向。