[论文解读] Dark Matter in Lepto-Baryonic Left-Right Theories

Sudhanwa Patra|arXiv (Cornell University)|Dec 15, 2015

Computational Physics and Python Applications被引用 3

一句话总结

本文提出一种规范对称的轻子-强子左右对称理论，其中轻子数和强子数对称性为局部对称，并识别出由费米子三重态的中性组分产生的可行暗物质候选者。规范反常抵消要求这些态存在，当理论通过希格斯机制电弱对称性自发破缺至标准模型时，它们自然地成为暗物质。

ABSTRACT

A Lepto-Baryonic Left-Right symmetric theory is considered where leptons and baryons are local gauge symmetries. These theories are generally anomalous and the possible gauge anomaly free solutions for these theories are presented here. This paper also shows different ways in which Lepto-Baryonic Left-Right theories are broken down to Standard Model gauge group which further breaks down to low energy by SM Higgs boson. It is found that the neutral component of fermion triplets can be a viable dark matter candidate originally introduced for gauge anomaly cancellation. The other dark matter possibilities within this Lepto-Baryonic Left-Right symmetric theories are also presented.

研究动机与目标

• 构建一个规范不变的轻子-强子左右对称理论，其中轻子和强子数对称性为局部对称。
• 通过识别一致的无反常解，解决此类理论中的规范反常问题。
• 探讨从左右对称规范群到标准模型规范群的对称性破缺模式。
• 在模型中识别可行的暗物质候选者，特别是来自中性费米子三重态的候选者。

提出的方法

• 构建具有局部轻子数和强子数对称性的非阿贝尔规范理论。
• 利用U(1)和非阿贝尔规范群的反常抵消条件分析规范反常。
• 通过希格斯机制构建从左右对称规范群到标准模型群的对称性破缺链。
• 从三重态表示中识别中性费米子态作为潜在的暗物质候选者。
• 通过检查其量子数和相互作用，评估这些态作为暗物质的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有局部轻子数和强子数对称性的轻子-强子左右对称理论中，存在哪些无反常的配置？
• RQ2 如何通过希格斯机制使左右对称规范对称性破缺为标准模型规范群？
• RQ3 由于规范反常抵消，费米子三重态的中性组分能否作为可行的暗物质候选者？
• RQ4 除中性三重态外，该理论框架中还存在哪些其他暗物质候选者？

主要发现

• 由于其源于规范反常抵消，费米子三重态的中性组分自然地成为可行的暗物质候选者。
• 该理论中的无反常解要求特定的费米子表示，包括包含暗物质候选者的表示。
• 该理论允许从左右对称群到标准模型群的多种对称性破缺路径。
• 由于其量子数，该暗物质候选者是稳定的，不会通过规范相互作用衰变。
• 该模型中还存在其他暗物质可能性，尽管中性三重态被突出为最自然的候选者。
• 该模型在不引入额外全局对称性的情况下实现了暗物质，其基础是规范结构和反常抵消。