暗物质及中微子质量的三圈图产生模型

摘要

中微子质量和宇宙暗物质被认为是超出标准模型的两个可能信号，在本论文中我们考虑一个新的模型，在标准模型粒子之外增加了一个带电的标量单态，一个超荷为0的标量三重态，还有两个Majorana单态费米子，通过引入分立的Z2对称性保证中微子的质量只能在三圈水平上才能出现，很自然地产生极小的中微子质量，而且较轻的单态Majorana费米子是稳定的，可以成为暗物质的候选者。我们计算了模型中的中微子质量、轻子味破坏过程以及暗物质relic density，发现存在合理的参数空间符合相关的各种实验结果，还预言最轻的中微子质量为零，暗物质的质量在50 GeV到135 GeV左右，它与轻子之间的Yukawa耦合也相当可观，因此可以在未来的正负电子对撞机上进行寻找。此外，如果模型中的Yukawa耦合系数是复的，还可以在单圈图水平上实现衰变N2→N1γ，从而解释2014年在不少星系团中发现的3.55 keV X谱线。

目录

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摘要

第一章 引言

第二章 标准模型简介

2．1 电弱理论

2．2 对称性自发破缺和Higgs机制

2．3 标准模型的缺陷

2．4 新物理模型

2．5 本章小结

第三章 中微子质量的产生机制

3．1 标准模型的简单扩充

3．2 标准模型的其它扩充：一般性考虑

3．3 中微子质量的seesaw产生模型

3．3．1 第Ⅰ类seesaw机制

3．3．2 第Ⅱ类seesaw机制

3．3．3 第Ⅲ类seesaw机制

3．4 中微子质量的圈图产生机制

3．4．1 单圈和两圈的情形

3．4．2 三圈的情形

3．5 本章小结

第四章 中微子质量的三圈图产生模型

4．1 模型介绍

4．2 中微子的质量

4．3 暗物质的Relic Density

4．4 实验约束与数值结果

4．5 更多的暗物质现象

第五章 总结与展望

参考文献

致谢