Sự hủy diệt bán bao gồm của wino và higgsino thành LL′

Journal of High Energy Physics - Tập 2016 - Trang 1-27 - 2016
Matthew Baumgart1,2, Varun Vaidya1
1Department of Physics, Carnegie Mellon University, Pittsburgh, U.S.A.
2New High Energy Theory Center, Rutgers University, Piscataway, U.S.A.

Tóm tắt

Chúng tôi hệ thống hóa việc tính toán tỷ lệ hủy diệt cho wino và higgsino vào trạng thái cuối cùng có liên quan tới các thí nghiệm phát hiện gián tiếp, γ + X. Các sửa đổi bức xạ cho quá trình này được gia tăng bởi logarithm Sudakov vi phạm Bloch-Nordsieck lớn, log(2M χ /M W ). Chúng tôi tổng hợp các logarithm kép và bao gồm các logarithm đơn theo thứ tự cố định bằng một hình thức kết hợp lý thuyết trường hiệu quả phi tương đối và lý thuyết trường mềm-cận. Đối với trường hợp wino, chúng tôi cập nhật một sự loại trừ trước đó bằng cách điều chỉnh các kết quả của thí nghiệm HESS. Tại khối lượng di tích nhiệt độ là 3 TeV, các sửa đổi LL′ dẫn đến một sự giảm tỷ lệ ∼30% so với LL. Tuy nhiên, các logarithm đơn không cứu được wino, và nó vẫn bị loại trừ theo một bậc độ lớn. Các cắt nghiệm thu tạo ra một vùng điểm kết thúc mà, theo kết quả của chúng tôi, ảnh hưởng đáng kể đến tỷ lệ higgsino tại khối lượng di tích nhiệt độ gần 1 TeV và xứng đáng được nghiên cứu thêm.

Từ khóa

#wino #higgsino #tỷ lệ hủy diệt #thí nghiệm phát hiện gián tiếp #khối lượng di tích nhiệt độ #lý thuyết trường hiệu quả #sửa đổi bức xạ #logarithm Sudakov #HESS

Tài liệu tham khảo

S. Dimopoulos, LHC, SSC and the universe, Phys. Lett. B 246 (1990) 347 [INSPIRE]. J. Fan and M. Reece, In Wino Veritas? Indirect Searches Shed Light on Neutralino Dark Matter, JHEP 10 (2013) 124 [arXiv:1307.4400] [INSPIRE]. J. Hisano, S. Matsumoto, M. Nagai, O. Saito and M. Senami, Non-perturbative effect on thermal relic abundance of dark matter, Phys. Lett. B 646 (2007) 34 [hep-ph/0610249] [INSPIRE]. M. Cirelli, A. Strumia and M. Tamburini, Cosmology and Astrophysics of Minimal Dark Matter, Nucl. Phys. B 787 (2007) 152 [arXiv:0706.4071] [INSPIRE]. T. Cohen, M. Lisanti, A. Pierce and T.R. Slatyer, Wino Dark Matter Under Siege, JCAP 10 (2013) 061 [arXiv:1307.4082] [INSPIRE]. HESS collaboration, A. Abramowski et al., Search for Photon-Linelike Signatures from Dark Matter Annihilations with H.E.S.S., Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 041301 [arXiv:1301.1173] [INSPIRE]. M. Baumgart, I.Z. Rothstein and V. Vaidya, Calculating the Annihilation Rate of Weakly Interacting Massive Particles, Phys. Rev. Lett. 114 (2015) 211301 [arXiv:1409.4415] [INSPIRE]. M. Baumgart, I.Z. Rothstein and V. Vaidya, Constraints on Galactic Wino Densities from Gamma Ray Lines, JHEP 04 (2015) 106 [arXiv:1412.8698] [INSPIRE]. W.E. Caswell and G.P. Lepage, Effective Lagrangians for Bound State Problems in QED, QCD and Other Field Theories, Phys. Lett. B 167 (1986) 437 [INSPIRE]. C.W. Bauer, S. Fleming and M.E. Luke, Summing Sudakov logarithms in B → X s γ in effective field theory, Phys. Rev. D 63 (2000) 014006 [hep-ph/0005275] [INSPIRE]. C.W. Bauer, S. Fleming, D. Pirjol and I.W. Stewart, An Effective field theory for collinear and soft gluons: Heavy to light decays, Phys. Rev. D 63 (2001) 114020 [hep-ph/0011336] [INSPIRE]. C.W. Bauer, D. Pirjol and I.W. Stewart, Soft collinear factorization in effective field theory, Phys. Rev. D 65 (2002) 054022 [hep-ph/0109045] [INSPIRE]. C.W. Bauer, S. Fleming, D. Pirjol, I.Z. Rothstein and I.W. Stewart, Hard scattering factorization from effective field theory, Phys. Rev. D 66 (2002) 014017 [hep-ph/0202088] [INSPIRE]. A. Di Cintio et al., The dependence of dark matter profiles on the stellar-to-halo mass ratio: a prediction for cusps versus cores, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 437 (2014) 415 [arXiv:1306.0898] [INSPIRE]. M. Kuhlen, J. Guedes, A. Pillepich, P. Madau and L. Mayer, An Off-center Density Peak in the Milky Way’s Dark Matter Halo?, Astrophys. J. 765 (2013) 10 [arXiv:1208.4844] [INSPIRE]. F. Marinacci, R. Pakmor and V. Springel, The formation of disc galaxies in high resolution moving-mesh cosmological simulations, Mon. Not. Roy. Astron. Soc. 437 (2014) 1750 [arXiv:1305.5360] [INSPIRE]. M. Bauer, T. Cohen, R.J. Hill and M.P. Solon, Soft Collinear Effective Theory for Heavy WIMP Annihilation, JHEP 01 (2015) 099 [arXiv:1409.7392] [INSPIRE]. G. Ovanesyan, T.R. Slatyer and I.W. Stewart, Heavy Dark Matter Annihilation from Effective Field Theory, Phys. Rev. Lett. 114 (2015) 211302 [arXiv:1409.8294] [INSPIRE]. I. Rothstein, Effective Field Theory, to appear. M. Baumgart and V. Vaidya, Constraints on Galactic Wino Densities from Gamma Ray Lines, to appear. J.-Y. Chiu, A. Jain, D. Neill and I.Z. Rothstein, A Formalism for the Systematic Treatment of Rapidity Logarithms in Quantum Field Theory, JHEP 05 (2012) 084 [arXiv:1202.0814] [INSPIRE]. J.-y. Chiu, A. Jain, D. Neill and I.Z. Rothstein, The Rapidity Renormalization Group, Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 151601 [arXiv:1104.0881] [INSPIRE]. J. Hisano, S. Matsumoto, M.M. Nojiri and O. Saito, Non-perturbative effect on dark matter annihilation and gamma ray signature from galactic center, Phys. Rev. D 71 (2005) 063528 [hep-ph/0412403] [INSPIRE]. N. Nagata and S. Shirai, Higgsino Dark Matter in High-Scale Supersymmetry, JHEP 01 (2015) 029 [arXiv:1410.4549] [INSPIRE]. L. Bergstrom, T. Bringmann, M. Eriksson and M. Gustafsson, Gamma rays from heavy neutralino dark matter, Phys. Rev. Lett. 95 (2005) 241301 [hep-ph/0507229] [INSPIRE]. R. Iengo, Sommerfeld enhancement: General results from field theory diagrams, JHEP 05 (2009) 024 [arXiv:0902.0688] [INSPIRE]. S. Cassel, Sommerfeld factor for arbitrary partial wave processes, J. Phys. G 37 (2010) 105009 [arXiv:0903.5307] [INSPIRE]. XENON10 collaboration, J. Angle et al., Constraints on inelastic dark matter from XENON10, Phys. Rev. D 80 (2009) 115005 [arXiv:0910.3698] [INSPIRE]. XENON100 collaboration, E. Aprile et al., Dark Matter Results from 225 Live Days of XENON100 Data, Phys. Rev. Lett. 109 (2012) 181301 [arXiv:1207.5988] [INSPIRE]. LUX collaboration, D.S. Akerib et al., First results from the LUX dark matter experiment at the Sanford Underground Research Facility, Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 091303 [arXiv:1310.8214] [INSPIRE]. D.M. Pierce, J.A. Bagger, K.T. Matchev and R.-j. Zhang, Precision corrections in the minimal supersymmetric standard model, Nucl. Phys. B 491 (1997) 3 [hep-ph/9606211] [INSPIRE]. S.P. Martin, A supersymmetry primer, hep-ph/9709356 [INSPIRE]. H. Burkhardt and B. Pietrzyk, Update of the hadronic contribution to the QED vacuum polarization, Phys. Lett. B 513 (2001) 46 [INSPIRE].