Monodromy Dark Matter
Monodromy Dark Matter
复制标题
单一性暗物质
DOI：
10.1088/1475-7516/2017/01/036
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发表时间：
2017
影响因子：
6.4
通讯作者：
L. T. Witkowski
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. Jaeckel;V. M. Mehta;L. T. Witkowski
轻赝南布-戈德斯通玻色子（pNGB），例如，轴子样粒子，是通过非热错位机制产生的有希望的暗物质候选者。pNGB的一个重要特征是它们的周期性势，其周期性的尺度控制它们的耦合。由于周期性的最大势能是有限的，因此，产生观测到的暗物质密度对允许的质量和耦合构成了显着的约束。在存在单值性的情况下，场范围以及电势的范围可以显著地扩展。正如我们在本文中所论证的，这具有重要的现象学后果。对质量和耦合的约束得到改善，与标准模型粒子的耦合可能会明显更强，从而开辟了相当多的实验机会。然而，单值模式也可以产生新的和性质不同的特征。作为周期性的残余，电势可以具有明显的“摆动”。当场通过它们时，量子涨落增强，并产生具有非零动量的粒子。在这里，我们对这种影响进行了第一次分析，并描述了在哪些情况下这变得重要。我们简要讨论一些可能的宇宙学后果。
Light pseudo-Nambu-Goldstone bosons (pNGBs) such as, eg axion-like particles, that are non-thermally produced via the misalignment mechanism are promising dark matter candidates. An important feature of pNGBs is their periodic potential, whose scale of periodicity controls their couplings. As a consequence of the periodicity the maximal potential energy is limited and, hence, producing the observed dark matter density poses significant constraints on the allowed masses and couplings. In the presence of a monodromy, the field range as well as the range of the potential can be significantly extended. As we argue in this paper this has important phenomenological consequences. The constraints on the masses and couplings are ameliorated and couplings to Standard Model particles could be significantly stronger, thereby opening up considerable experimental opportunities. Yet, monodromy models can also give rise to new and qualitatively different features. As a remnant of the periodicity the potential can feature pronounced``wiggles''. When the field is passing through them quantum fluctuations are enhanced and particles with non-vanishing momentum are produced. Here, we perform a first analysis of this effect and delineate under which circumstances this becomes important. We briefly discuss some possible cosmological consequences.
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