Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

Probing scalar, Dirac, Majorana and vector DM through spin-0 electron-specific mediator at the electron fixed-target experiments

Published 25 Dec 2023 in hep-ph | (2312.15697v1)

Abstract: We discuss the thermal target curves of Majorana, Dirac, scalar and vector light dark matter (DM) that are associated with the freeze-out mechanism via the annihilation into $e+e-$ pair through the electron-specific spin-0 mediator of dark matter. We also discuss the mechanism to produce the regarding DM mediator in the electron (positron) fixed-target experiments such as NA64e and LDMX. We derive the corresponding experimental reaches of the NA64e and LDMX that are complementary to the DM thermal target parameter space.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (44)
  1. L. Bergstrom, Annalen Phys. 524, 479 (2012), arXiv:1205.4882 [astro-ph.HE] .
  2. G. Bertone and D. Hooper, Rev. Mod. Phys. 90, 045002 (2018), arXiv:1605.04909 [astro-ph.CO] .
  3. N. Aghanim et al. (Planck), Astron. Astrophys. 641, A6 (2020), [Erratum: Astron.Astrophys. 652, C4 (2021)], arXiv:1807.06209 [astro-ph.CO] .
  4. T. Aoyama, Physics Reports 887, 1 (2020), the anomalous magnetic moment of the muon in the Standard Model.
  5. G. Krnjaic, Phys. Rev. D 94, 073009 (2016), arXiv:1512.04119 [hep-ph] .
  6. B. W. Lee and S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 39, 165 (1977).
  7. E. W. Kolb and K. A. Olive, Phys. Rev. D 33, 1202 (1986), [Erratum: Phys.Rev.D 34, 2531 (1986)].
  8. D. S. Akerib et al. (LUX), Phys. Rev. Lett. 118, 021303 (2017), arXiv:1608.07648 [astro-ph.CO] .
  9. E. Aprile et al. (XENON), Phys. Rev. Lett. 119, 181301 (2017), arXiv:1705.06655 [astro-ph.CO] .
  10. X. Cui et al. (PandaX-II), Phys. Rev. Lett. 119, 181302 (2017), arXiv:1708.06917 [astro-ph.CO] .
  11. J. McDonald, Phys. Rev. D 50, 3637 (1994), arXiv:hep-ph/0702143 .
  12. J. D. Wells, Perspectives on LHC Physics , 283 (2008), arXiv:0803.1243 [hep-ph] .
  13. R. M. Schabinger and J. D. Wells, Phys. Rev. D 72, 093007 (2005), arXiv:hep-ph/0509209 .
  14. G. Bickendorf and M. Drees, Eur. Phys. J. C 82, 1163 (2022), arXiv:2206.05038 [hep-ph] .
  15. R. Catena and T. R. Gray, JCAP 11, 058 (2023), arXiv:2307.02207 [hep-ph] .
  16. B. Holdom, Phys. Lett. B 166, 196 (1986).
  17. D. Gorbunov and D. Kalashnikov, Phys. Rev. D 107, 015014 (2023), arXiv:2211.06270 [hep-ph] .
  18. Y.-J. Kang and H. M. Lee, The European Physical Journal C 80 (2020), 10.1140/epjc/s10052-020-8153-x, arXiv:2001.04868 .
  19. Y.-J. Kang and H. M. Lee, Eur. Phys. J. C 81, 868 (2021), arXiv:2002.12779 [hep-ph] .
  20. M. Dutra, PoS LeptonPhoton2019, 076 (2019), arXiv:1911.11844 [hep-ph] .
  21. A. de Giorgi and S. Vogl, JHEP 11, 036 (2021), arXiv:2105.06794 [hep-ph] .
  22. A. de Giorgi and S. Vogl, JHEP 04, 032 (2023), arXiv:2208.03153 [hep-ph] .
  23. K. Jodłowski,   (2023), arXiv:2305.05710 [hep-ph] .
  24. Y. Nomura and J. Thaler, Phys. Rev. D 79, 075008 (2009), arXiv:0810.5397 [hep-ph] .
  25. L. Husdal, Galaxies 4, 78 (2016), arXiv:1609.04979 [astro-ph.CO] .
  26. E. W. Kolb and M. S. Turner, The Early Universe, Vol. 69 (1990).
  27. P. Gondolo and G. Gelmini, Nucl. Phys. B 360, 145 (1991).
  28. M. Cannoni, Int. J. Mod. Phys. A 32, 1730002 (2017), arXiv:1605.00569 [hep-ph] .
  29. J. D. Wells,   (1994), arXiv:hep-ph/9404219 .
  30. I. V. Voronchikhin and D. V. Kirpichnikov, Phys. Rev. D 107, 115034 (2023), arXiv:2304.14052 [hep-ph] .
  31. H. Bethe and W. Heitler, Proc. Roy. Soc. Lond. A 146, 83 (1934).
  32. J. F. Carlson and J. R. Oppenheimer, Phys. Rev. 51, 220 (1937).
  33. L. D. Landau, Proc. Roy. Soc. Lond. A 166 (1938), 10.1016/b978-0-08-010586-4.50041-9.
  34. Y.-S. Tsai and V. Whitis, Phys. Rev. 149, 1248 (1966).
  35. Y. M. Andreev et al., Phys. Rev. D 104, L091701 (2021), arXiv:2108.04195 [hep-ex] .
  36. Y. M. Andreev et al. (NA64), Phys. Rev. D 106, 032015 (2022a), arXiv:2206.03101 [hep-ex] .
  37. S. Agostinelli et al. (GEANT4), Nucl. Instrum. Meth. A 506, 250 (2003).
  38. Y. M. Andreev et al. (NA64), Phys. Rev. Lett. 129, 161801 (2022b), arXiv:2207.09979 [hep-ex] .
  39. Y. M. Andreev et al. (NA64),   (2023), arXiv:2307.02404 [hep-ex] .
  40. J. P. Lees et al. (BaBar), Phys. Rev. Lett. 119, 131804 (2017), arXiv:1702.03327 [hep-ex] .
  41. J. Mans (LDMX), EPJ Web Conf. 142, 01020 (2017).
  42. T. Åkesson et al., in Snowmass 2021 (2022) arXiv:2203.08192 [hep-ex] .
  43. R. L. Workman et al. (Particle Data Group), PTEP 2022, 083C01 (2022).
  44. A. I. L’vov, Phys. Atom. Nucl. 81, 748 (2018).

Summary

No one has generated a summary of this paper yet.

Sign Up to Summarize

Paper to Video (Beta)

No one has generated a video about this paper yet.

Sign Up to Generate All Videos Subscribe on YouTube

Whiteboard

No one has generated a whiteboard explanation for this paper yet.

Sign Up to Generate

Open Problems

We haven't generated a list of open problems mentioned in this paper yet.

Generate Now

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Generate Now

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

Sign Up

Tweets

Sign up for free to view the 1 tweet with 0 likes about this paper.

Sign Up for Free