Probing light dark matter with a hadrophilic scalar mediator
Probing light dark matter with a hadrophilic scalar mediator
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用亲水性标量介体探测光暗物质
DOI：
10.1103/physrevd.100.095020
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
McKeen, David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Batell, Brian;Freitas, Ayres;Ismail, Ahmed;McKeen, David
我们研究了亚GeV亲水暗区域的热宇宙学、地球和天体物理现象学。在这项工作中探索的具体结构特征是一个狄拉克费米子暗物质候选者与一个轻标量介体相互作用，该介体主要耦合到上夸克。正确的冻结遗迹丰度可以通过暗物质直接湮没到强子或通过隐蔽的湮灭到标量介体来实现。在这个场景中，出现了丰富而独特的现象学，探测器来自精密介子衰变、质子束倾倒实验、对撞机、直接探测实验、超新星和核合成。在未来，NA62、Redtop、SHIP、SBND和NEWS-G等实验将能够探索宇宙学驱动的参数空间的很大一部分。
We investigate the thermal cosmology and terrestrial and astrophysical phenomenology of a sub-GeV hadrophilic dark sector. The specific construction explored in this work features a Dirac fermion dark matter candidate interacting with a light scalar mediator that dominantly couples to the up-quark. The correct freeze-out relic abundance may be achieved via dark matter annihilation directly to hadrons or through secluded annihilation to scalar mediators. A rich and distinctive phenomenology is present in this scenario, with probes arising from precision meson decays, proton beam dump experiments, colliders, direct detection experiments, supernovae, and nucleosynthesis. In the future, experiments such as NA62, REDTOP, SHiP, SBND, and NEWS-G will be able to explore a significant portion of the cosmologically motivated parameter space.
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