GUTzilla dark matter
GUTzilla dark matter
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GUZilla 暗物质
DOI：
10.1007/jhep09(2016)014
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发表时间：
2016
影响因子：
5.4
通讯作者：
Lou, Hou Keong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Harigaya, Keisuke;Lin, Tongyan;Lou, Hou Keong
受规范耦合统一和暗物质的启发，我们提出了一个扩展的标准模型，两者都是通过添加一个额外的新物质多重态来实现的。这样的考虑导致了一个大统一理论，其中包含非常重的WIMPzilla暗物质，其质量大于107 GeV，并且必须在重新加热结束之前产生。自然，我们把这种情况称为GUTzilla暗物质。在这里，我们提出了一个最小的GUTzilla模型，增加了一个矢量夸克多重态的标准模型。质子衰变约束要求新的多重态既带色电荷又带电弱电荷，这促使我们包括一个新的约束SU（3）规范群，它将多重态束缚在中性复合暗物质候选者中。由于暗物质质量大，目前的直接探测限制被规避;同时，下一代直接探测和质子衰变实验将探测大部分参数空间。遗迹丰度强烈依赖于隐藏的封闭部门的动态，我们表明，在再加热时期的暗物质生产可以得到正确的丰度。
Motivated by gauge coupling unification and dark matter, we present an extension to the Standard Model where both are achieved by adding an extra new matter multiplet. Such considerations lead to a Grand Unified Theory with very heavy WIMPzilla dark matter, which has mass greater than∼ 10 7 GeV and must be produced before reheating ends. Naturally, we refer to this scenario as GUTzilla dark matter. Here we present a minimal GUTzilla model, adding a vector-like quark multiplet to the Standard Model. Proton decay constraints require the new multiplet to be both color and electroweak charged, which prompts us to include a new confining SU (3) gauge group that binds the multiplet into a neutral composite dark matter candidate. Current direct detection constraints are evaded due to the large dark matter mass; meanwhile, next-generation direct detection and proton decay experiments will probe much of the parameter space. The relic abundance is strongly dependent on the dynamics of the hidden confining sector, and we show that dark matter production during the epoch of reheating can give the right abundance.
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