在众多暗物质可能性中,大质量弱相互作用粒子（WIMP）一直被认为是暗物质的最佳候选者,它被流行的超对称理论采用并被广泛研究达三十余年。但是另一方面,近年来暗物质直接探测实验结果表明暗物质和原子核之间的相互作用至多为微弱相互作用,这和WIMP的基本观点有较大偏离,因此简单的WIMP暗物质理论变得不再自然。由于最小超对称模型（MSSM）和次最小超对称模型（NMSSM）都是基于简单的WIMP暗物质理论,它们的合理性受到广泛质疑。在过去三年多的时间里,我们团队仔细分析当前暗物质寻找实验和大型强子对撞机（LHC）寻找超对称粒子实验对MSSM和NMSSM的强烈限制,总结出为了自然地满足这些实验限制,WIMP暗物质必须具备的条件。进一步我们指出如果选取中微子的超对称伴子Sneutrino作为暗物质,它和原子核的散射可以被自然地压低,并且可以有效减弱LHC寻找超粒子带来的限制。沿着这个思路,我们构造了最经济的自然超对称理论,即Seesaw机制扩充的次最小超对称模型。这类理论在解释中微子振荡实验的基础上,可以自然地预言电弱对称性破缺以及自然地与现有实验结果一致,它为超对称理论的发展指明一条可能的出路,目前国际上尚无沿这个思路开展的研究。在Sneutrino暗物质性质方面,我们率先发现并指出这类理论具有如下核心特点:·该暗物质可以和单态场为主的Higgs粒子或Sterile中微子组成一个独立于粒子物理标准模型的理论结构。在该结构中,暗物质可以湮灭到以单态场为主的Higgs粒子对或Sterile中微子对,这能够自然地预言实验观测到的暗物质密度。·由于单态场Higgs粒子与Sneutrino以及Higgsino均存在较强的相互作用,在宇宙早期它可以将Sneutrino暗物质和Higgsino维持在同一个热力学系统中。此时在不需要精细调节理论参数的前提下,Higgsino对的湮灭也可以保证暗物质在今天的宇宙中有正确的密度。·在上述两种湮灭机制中,Sneutrino暗物质与标准模型粒子的耦合非常弱,这使得暗物质与原子核的散射被自然地压低。·由于Sneutrino暗物质和传统的Neutralino暗物质在性质上有很大不同,重超对称粒子的衰变模式以及它在对撞机上的信号可以和MSSM和NMSSM的预言截然不同,这有效减弱了LHC实验寻找超对称粒子带来的限制。关于对NMSSM进行Seesaw机制扩充,我们团队已完成六篇工作[1-6],其中三篇论文[1-3]致力于研究这类理论的基本特点,两篇论文[4,5]讨论这类理论的应用,还有一篇论文[6]是在不同超对称理论中深入讨论暗物质和原子核的散射。本学位论文将围绕上述核心特点重点介绍论文[1-3],具体如下:·在论文第四章,我们考虑Type-Ⅰ Seesaw扩充的NMSSM（以下简称Type-ⅠNMSSM）中最轻Sneutrino作为暗物质候选者,对该理论开展整体拟合研究[1]我们利用Multinest算法对模型的参数空间进行非常细致的扫描,构造的似然函数包括LHC对125 GeV的Higgs粒子性质的测量结果、Planck卫星对暗物质残留密度测量结果、暗物质直接探测实验XENON1T-2018结果、Fermi-LAT卫星实验寻找矮星系结果以及B物理测量结果等。通过对扫描结果进行贝叶斯和频率论分析,我们得到理论的一系列特点（由于考虑了众多最新的实验结果,这些特点和以前的研究结论是截然不同的）。我们的工作是目前国际上唯一对Type-Ⅰ NMSSM开展整体拟合的研究,借助团队先进的计算集群,我们共花费约100万核小时完成上述计算。·鉴于在Type-Ⅰ NMSSM中中微子过小的Yukawa耦合是非常不自然的,我们在论文第五章对NMSSM进行Inverse Seesaw机制扩充,提出的理论简称为ISS-NMSSM[2]。和Type-I NMSSM相比,我们在ISS-NMSSM中额外引入一类Sterile中微子场X场,这样做的优点在于Sneutrino暗物质和Sterile中微子的质量都能够自然地位于电弱标度,并且理论以更加灵活和自然的方式与现有实验结果保持一致,此时唯象学也变得非常丰富。在论文第五章第二小节,我们通过解析公式对Sneutrino暗物质的湮灭以及它和原子核的散射进行分析,指出该理论具有的特点。此外,我们还利用马尔可夫链算法对模型参数空间进行扫描,并考虑各种实验对理论的限制,通过数值结果验证了我们关于这些特点的猜测[2]。最近我们意识到上述研究需要完善,同时也忽略了中微子幺正性对理论的限制。在第五章第三小节,我们着重考虑了幺正性对理论的要求,并以非常简洁的形式给出不同情况下Sneutrino暗物质与原子核散射的截面公式[3]。我们通过数值计算验证了这些公式的有效性,并系统展示幺正性以及暗物质直接探测实验对理论特点的影响。这个研究加深了我们对ISS-NMSSM的理解,为开展整体拟合研究打下基础1。