暗物質(zhì)在Seesaw機(jī)制擴(kuò)充的NMSSM模型中的對比研究.pdf

1、單位代碼10476學(xué)號1602182015分類號05722碩士學(xué)位論文暗物質(zhì)在Seesaw機(jī)制擴(kuò)充的NMSSM模型中的對比研究學(xué)科、專業(yè)：研究方向：申請學(xué)位類別：申請人：指導(dǎo)教師：物理學(xué)、理論物理新物理唯象研究理學(xué)碩士潘雨絲曹俊杰教授二。一八年四月摘要盡管標(biāo)準(zhǔn)模型在粒子物理領(lǐng)域的地位是毋庸置疑的，但是在暗物質(zhì)候選者和中微子質(zhì)量問題上卻無能為力。諸多宇宙和天文觀測實(shí)驗(yàn)(例如星系旋轉(zhuǎn)曲線、星系團(tuán)中X射線氣體的行為、引力透鏡、星系紅移和宇宙微

2、波背景輻射等)都證實(shí)了宇宙中存在大量的暗物質(zhì)；中微子振蕩實(shí)驗(yàn)則表明了中微子具有極小的非零質(zhì)量。暗物質(zhì)的存在和中微子質(zhì)量問題意味著新物理的出現(xiàn)，超對稱(SUSY)是最受歡迎的新物理模型之一，它包括最小超對稱標(biāo)準(zhǔn)模型(MSSM)、次最小超對稱模型(NMSSM)和入一SUSY等多種理論形式。當(dāng)R宇稱守恒時，NMSSM模型自然地提供兩個類一WIMP粒子sneutrino和neutrahno為暗物質(zhì)候選粒子。然而，sneutrino暗物質(zhì)由于湮滅

3、太快、產(chǎn)生的殘留密度太小而被排除，隨著暗物質(zhì)直接探測實(shí)驗(yàn)PandaXII、LUX和XENON一1T數(shù)據(jù)的不斷積累，對neutralino暗物質(zhì)的限制也越來越苛刻。我們希望構(gòu)建一個新的物理模型，同時能解決暗物質(zhì)候選者問題和中微子質(zhì)量問題。Seesaw機(jī)制通過引入右手中微子場來解決中微子質(zhì)量問題。將Type—ISeesawSDInverseSeesaw分別加入NMSSM模型中進(jìn)行擴(kuò)展，都可以得至lJsneutrino為最輕超對稱粒子(LSP

4、)的暗物質(zhì)候選粒子，同時可以賦予中微子質(zhì)量。Type—ISeesaw在NMSSM模型中加入一個右手中微子場N，但該模型中湯川耦合系數(shù)過小，導(dǎo)致對撞機(jī)上產(chǎn)生不了可觀測到的右手中微子。InverseSeesaw在NMSSM模型中加入兩個右手中微子場莎，又，該模型中右手中微子與標(biāo)準(zhǔn)模型中微子的混合很大，從而可以避免上述問題。在本文中，我們對sneutrino暗物質(zhì)分別在Type—ISeesaw矛NlnverseSeesaw擴(kuò)充的NMSSM模型

5、中的唯象學(xué)性質(zhì)做了對比性研究，結(jié)論如下：兩模型中的sneutrino暗物質(zhì)在LUX一2017和XENON一1T實(shí)驗(yàn)結(jié)果的限制下都有大面積的存活點(diǎn)，加入Fermi—LAT的限制后被排除的點(diǎn)也很少，成功地規(guī)避了暗物質(zhì)探測實(shí)驗(yàn)上的嚴(yán)苛限制。相比之下，ISS—NMSSM模型tType一工Seesaw模型具有更多的優(yōu)越性，它不但繼承了NMSSM并I]InverseSeesaw的所有優(yōu)點(diǎn)，而且比較容易逃脫暗物質(zhì)直接探測實(shí)驗(yàn)的限制。同時，我們還發(fā)現(xiàn)s