利用t和b夸克的衰变过程唯象研究低质量的WIMP型暗物质
批准号:
11505144
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
16.0 万元
负责人:
贾连宝
依托单位:
学科分类:
A2605.标准模型精确检验与新物理
结题年份:
2018
批准年份:
2015
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘学文
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中文摘要
暗物质的直接探测通过观测暗物质与靶核的散射信号来寻找暗物质,这对质量为数十乃至数百个GeV的WIMP型暗物质来说是有效的,然而至今并未观测到确切的信号。如果暗物质的质量为几个GeV或更轻,因散射的能量很小,很难通过靶核散射的方式观测到。这里关注的就是此类暗物质。. 在重味粒子的一些FCNC衰变过程中,标准模型的贡献被压得很低,新物理的贡献可能超过标准模型的贡献,同时新的相互作用可能与暗物质区有关联。如t->c,b->s等过程中的不可见衰变产物,除中微子外,衰变到暗物质也会贡献很大的能量丢失。.研究中,我们将构造一个存在FCNC的作用形式,并分析t,b夸克的FCNC衰变过程的不可见末态的产生情况,进而对GeV和sub-GeV暗物质进行唯象研究。同时,来自对撞机实验及暗物质遗迹丰度对相应参数的限制也将被考虑。
英文摘要
The dark matter-target nucleus scattering signals are searched in direct detection of dark matter, and this is effective for WIMPs with mass of tens and hundreds GeV. However, no confident event was observed by now. If the mass of dark matter is a few GeV or lighter, with small scattering energy target nucleus obtained, it is very difficult to be observed via the target scattering. This type dark matter is of our concern. .In some FCNC processes of heavy flavor decays, the contributions from the standard model are deeply suppressed, and the new physics's effort would be predominant. Moreover, the new interaction may be related with dark sector. For example, the unobservable products in the process t->c,b->s, besides neutrinos, dark matter decay channel may contribute mostly to the missing energy.. We will discuss a lagrange with FCNC interacting form, and discuss the invisible decay prodcts in the FCNC decays of top and bottom quarks. With this method, we phenomenologically study the GeV and sub-GeV dark matter. The constraints of the parameters from the dark matter relic desity and collider are also considered.
研究中探究了MeV、GeV暗物质的寻找。2018年初,EDGES组发布了关于宇宙黎明时21-cm氢线吸收平均值的观测结果,该观测表明气体氢比标准的理论预言值更冷。一个可能的解释是占比约为1%左右的milli电荷MeV暗物质,通过光子传递的milli电荷暗物质与普通物质间的散射,冷却了中性氢。为了得到占比很小的milli电荷暗物质,研究中探究了8Be反常跃迁所预示的新粒子A,并把该粒子作为milli电荷暗物质湮灭时起主要作用的媒介子。研究中探讨了利用过程中K+ --> Pi+ Pi0过程不可见衰变来寻找milli电荷的MeV暗物质。. 最近的8Be实验揭示的反常可能来自于一个矢量的X玻色子, 该粒子迅速地衰变到e+ e-对.研究中探讨了X粒子相关的MeV暗物质的可能特性。我们得到矢量型和标量型暗物质的质量下限为13.6 MeV、10.4 MeV。对于MeV暗物质,可通过今后的暗物质—电子散射实验进行寻找。若暗物质的湮灭方式为级联湮灭,对于质量为11.6—15 MeV的暗Pi介子三重态,当前的特征湮灭截面刚好可解释银河系长期存在的511 keV线起源这个疑难。. 来自暗物质密集区的伽玛射线辐射可提供关于WIMPs的一些信息。最近关于银河系中心附近 1-3 GeV 伽玛射线超出和反质子谱的研究表明该超出可用WIMPs的湮灭来解释。研究中深入探讨了暗物质湮灭到一对媒介子这种湮灭方式,早期宇宙对于媒介子与标准模型粒子的耦合强度的限制可能在中微子背景之上。另外,速度依赖的暗物质湮灭既可解释银河系中心GeV伽玛射线超出,又可逃过矮星系的限制。
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Explanation of the 511 keV line: cascade annihilating dark matter with the Be-8 anomaly
511 keV线的解释:暗物质与Be-8异常的级联湮灭
DOI:10.1140/epjc/s10052-018-5555-0
发表时间:2018
期刊:European Physical Journal C
影响因子:4.4
作者:Jia Lian-Bao
通讯作者:Jia Lian-Bao
Could the 21-cm absorption be explained by the dark matter suggested by 8Be transitions?
21 厘米吸收可以用 8Be 跃迁暗示的暗物质来解释吗?
DOI:10.1140/epjc/s10052-018-6439-z
发表时间:2018
期刊:European Physical Journal C
影响因子:4.4
作者:Jia Lian-Bao;Deng Xian-Jin;Liu Chang-Fu
通讯作者:Liu Chang-Fu
Study of WIMP annihilations into a pair of on-shell scalar mediators
一对壳内标量介体的 WIMP 湮灭研究
DOI:10.1103/physrevd.94.095028
发表时间:2016-07
期刊:PHYSICAL REVIEW D
影响因子:5
作者:Jia Lian-Bao
通讯作者:Jia Lian-Bao
Interpretation of the gamma-ray excess and AMS-02 antiprotons: Velocity dependent dark matter annihilations
伽马射线过量和 AMS-02 反质子的解释:速度相关的暗物质湮灭
DOI:10.1103/physrevd.96.055009
发表时间:2017-03
期刊:PHYSICAL REVIEW D
影响因子:5
作者:Jia Lian-Bao
通讯作者:Jia Lian-Bao
The new interaction suggested by the anomalous 8Be transition sets a rigorous constraint on the mass range of dark matter
反常 8Be 跃迁所暗示的新相互作用对暗物质的质量范围设定了严格的限制
DOI:10.1140/epjc/s10052-016-4561-3
发表时间:2016
期刊:European Physical Journal C
影响因子:4.4
作者:Jia Lian-Bao;Li Xue-Qian
通讯作者:Li Xue-Qian
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