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Toward a comprehensive exploration of flavored dark matter models

Belfatto, Benedetta 1; Blanke, Monika 2; Heisig, Jan; Krämer, Michael; Rathmann, Lena; Wilsch, Felix
1 Institut für Theoretische Teilchenphysik (TTP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Astroteilchenphysik (IAP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We present a comprehensive framework for the study of flavored dark matter models, combining relic density calculations with direct and indirect detection limits, collider constraints, and a global analysis of flavor observables based on SMEFT matching and renormalization-group evolution. The framework applies to scalar or fermionic dark matter, including both self-conjugate and non-self-conjugate cases. As a proof of principle, we analyze two scenarios with Majorana dark matter coupling to right-handed charged
leptons and to right-handed down-type quarks, assuming a thermal freeze-out. In the leptophilic case, flavor-violating decays such as μ → eγ dominate the constraints, while LHC
searches still leave sizable parameter space. For quark couplings, direct detection bounds and meson mixing severely restrict the allowed couplings, favoring hierarchical flavor structures. The toolchain presented in this paper is publicly available on GitHub


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000195672
Veröffentlicht am 27.07.2026
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1140/epjc/s10052-026-15960-1
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Theoretische Teilchenphysik (TTP)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsjahr 2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 1434-6052
KITopen-ID: 1000195672
Erschienen in The European Physical Journal C
Verlag Springer-Verlag
Band 86
Heft 7
Seiten Art.-Nr.: 802
Vorab online veröffentlicht am 13.07.2026
Nachgewiesen in OpenAlex
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
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