Relic challenges for vector-like fermions as connectors to a dark sector
Notice bibliographique
Résumé
Abstract New dark sectors consisting of exotic fields that couple only very feebly to the Standard Model (SM) have strong theoretical motivation and may be relevant to explaining the abundance of dark matter (DM). An important question for such sectors is how they connect to the SM. For a dark sector with a new gauge interaction, a natural connection arises from heavy vector-like fermions charged under both the visible and dark gauge groups. The gauge charges of such fermions imply that one or more of them is stable in the absence of additional sources of dark symmetry breaking. A generic challenge for such connectors is that they can produce too much dark matter or interact too strongly with nuclei if they were ever thermalized in the early universe. In this paper we study this challenge in a simple connector theory consisting of new vector-like electroweak doublet and singlet fermions that also transform under the fundamental representation of a new Abelian gauge force, and we show that these connectors in their minimal form are almost always ruled out by existing direct DM searches. To address this challenge, we investigate two solutions. First, we study mitigating scattering on nuclei by introducing a Majorana mass term for the singlet. And second, we investigate a mixing with SM leptons that allows the connectors to decay while remaining consistent with cosmological tests and searches for charged lepton flavour violation. Both solutions rely on the presence of a dark Higgs field with a specific charge.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,005 |
| Communication savante | 0,003 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,007 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».