Thermal WIMPs and the scale of new physics: global fits of Dirac dark matter effective field theories - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Eur.Phys.J.C Année : 2021

Thermal WIMPs and the scale of new physics: global fits of Dirac dark matter effective field theories

Peter Athron
  • Fonction : Auteur
Neal Avis Kozar
  • Fonction : Auteur
Csaba Balázs
  • Fonction : Auteur
Ankit Beniwal
  • Fonction : Auteur
Sanjay Bloor
  • Fonction : Auteur
Torsten Bringmann
  • Fonction : Auteur
Joachim Brod
  • Fonction : Auteur
Christopher Chang
  • Fonction : Auteur
Jonathan M. Cornell
  • Fonction : Auteur
Ben Farmer
  • Fonction : Auteur
Andrew Fowlie
  • Fonction : Auteur
Tomás E. Gonzalo
  • Fonction : Auteur
Will Handley
  • Fonction : Auteur
Felix Kahlhoefer
  • Fonction : Auteur
Anders Kvellestad
  • Fonction : Auteur
Markus T. Prim
  • Fonction : Auteur
Are Raklev
  • Fonction : Auteur
Janina J. Renk
  • Fonction : Auteur
Andre Scaffidi
  • Fonction : Auteur
Pat Scott
  • Fonction : Auteur
Patrick Stöcker
  • Fonction : Auteur
Aaron C. Vincent
  • Fonction : Auteur
Martin White
  • Fonction : Auteur
Sebastian Wild
  • Fonction : Auteur
Jure Zupan
  • Fonction : Auteur

Résumé

We assess the status of a wide class of WIMP dark matter (DM) models in light of the latest experimental results using the global fitting framework GAMBIT. We perform a global analysis of effective field theory (EFT) operators describing the interactions between a gauge-singlet Dirac fermion and the Standard Model quarks, the gluons and the photon. In this bottom-up approach, we simultaneously vary the coefficients of 14 such operators up to dimension 7, along with the DM mass, the scale of new physics and several nuisance parameters. Our likelihood functions include the latest data from Planck, direct and indirect detection experiments, and the LHC. For DM masses below 100 GeV, we find that it is impossible to satisfy all constraints simultaneously while maintaining EFT validity at LHC energies. For new physics scales around 1 TeV, our results are influenced by several small excesses in the LHC data and depend on the prescription that we adopt to ensure EFT validity. Furthermore, we find large regions of viable parameter space where the EFT is valid and the relic density can be reproduced, implying that WIMPs can still account for the DM of the universe while being consistent with the latest data.

Dates et versions

hal-03266146 , version 1 (21-06-2021)

Identifiants

Citer

Peter Athron, Neal Avis Kozar, Csaba Balázs, Ankit Beniwal, Sanjay Bloor, et al.. Thermal WIMPs and the scale of new physics: global fits of Dirac dark matter effective field theories. Eur.Phys.J.C, 2021, 81 (11), pp.992. ⟨10.1140/epjc/s10052-021-09712-6⟩. ⟨hal-03266146⟩
47 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More