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PandaX对单态扩展MSSM中具有轻媒介子的轻暗物质的限制

吴佳骏  
【摘要】:粒子物理标准模型的成功毋庸置疑,但是它依然存在一些问题未能解决,暗物质的问题就是其中的重要一环。大量天体物理和宇宙学的观测预言了暗物质的存在,暗物质作为一种被广泛接受的概念得到了人们的重视并对它进行了大量的理论研究和实验探测。在理论方面,众多暗物质模型被提出,超对称模型是其中的中坚力量,它可以提供多种暗物质候选者。弱相互作用的大质量粒子(WIMP)是暗物质最有潜力的候选者,它能够产生正确的残留密度并良好的符合对宇宙的大尺度模拟,但是它对宇宙的小尺度结构却无能为力。在实验方面,众多基于不同原理的不同实验组在对暗物质进行探测,虽然尚未找到暗物质的踪迹,但大量的实验数据可以对暗物质模型进行限制。研究指出,若暗物质具有适当的自相互作用可以有效的解决小尺度结构问题。不含Z3对称性的一般单态扩展最小超对称模型(GNMSSM)中的暗物质可以具有足够的自相互作用以解决小尺度结构问题,含Z3对称性的单态扩展最小超对称模型(NMSSM)中的暗物质虽可以给出正确的残留密度但不能具有足够的自相互作用解决小尺度结构问题。利用PandaX最新的对有轻媒介子轻暗物质的限制数据,我们检验了它对GNMSSM和NMSSM参数空间的影响。结果表明,PandaX的数据会严格的限制单态希格斯与二重态希格斯场的耦合系数λ,进而限制GNMSSM的参数空间。对于NMSSM,媒介子质量小于GeV的GeV级暗物质被严格的限制。


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