純量場暗物質和第四代標準模型之研究

Abstract

我們考慮了最簡單的暗物質模型之一，SM3+D，此模型結合了標準模型和 一個新的規範單態實純量場，我們將這個新的純量場取名為暗子D，它可以作為 所謂的“弱作用大質量粒子 ”的暗物質候選者，同時我們也討論了一個延伸模 型，SM4+D，包含了暗子和第四代標準模型。 從弱作用大質量粒子的暗物質直接探測實驗，包括CDMS-II 和CoGeNT 以 及B 介子衰變成K 介子加上遺失能量的過程，我們探究出在SM3+D 和SM4+D 這兩個模型中暗子的質量限制，我們發現大部分的暗子質量參數空間跟實驗數據 依然可以相容。再者，因為暗子和希格斯粒子的交互作用可能可以顯著的提升希 格斯粒子不可觀測的衰變模式，因此，暗子的存在或許會導致在第四代標準模型 的情況下，希格斯粒子的質量限制會有所減弱。此外，暗子可以影響重夸克變成 輕夸克加上希格斯玻色子的味改變衰變過程，而希格子粒子可以再有不可觀測地 次衰變模式，所以我們也研究了包含暗子的味改變中性轉換，符合的過程像是頂 夸克衰變t → cDD，而其中有一些轉變可能可以在Tevatron 和LHC 中被觀測到， 因而提供了對SM4+D 模型的額外檢驗。