WMAP Constraints on Decaying Cold Dark Matter
我们重新表述了衰变冷暗物质模型中的宇宙学扰动，并计算了宇宙学微波背景（CMB）各向异性。通过将我们的理论预测与威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）最近的观测数据进行比较，我们得出了一个新的衰减暗物质粒子的丰度和寿命的界限。我们表明，单独的WMAP数据不倾向于衰变冷暗物质模型：在68% C. L.时，寿命被限制在Γ^{-1}> 123 Gyr。(52 95.4% C.L.时的陀螺仪）当冷的暗物质只由这种衰变粒子组成时。我们还考虑了一个更一般的情况，其中冷暗物质由稳定粒子和衰变粒子组成，并证明了在95.4% C. L.，当γ ^{-1} > 5 Gyr时，该约束推广到Ω_{DDM} h ^2 < -0.5（Gamma^{-1}/1 Gyr）^{-1}+0.12。这些边界是鲁棒的和广泛适用的，因为它们仅来自引力效应，因此不依赖于衰变通道或衰变产物的细节。
2004-06-28 astro-ph hep-ph
Heavy Tau Neutrino as the Late Decaying Particle in the Cold Dark Matter Scenario
质量约为10 MeV的τ中微子可能是冷暗物质中形成宇宙结构的“晚期衰变粒子”。我们展示了如何实现这一点，特别是在最近提出的双峰Majoron模型。
1994-08-13 astro-ph hep-ph
Decaying Dark Matter and the PAMELA Anomaly
天体物理学和宇宙学观测并不要求暗物质粒子绝对稳定。如果它们确实是不稳定的，它们衰变成正电子的速率可能足够大，从而可以通过对宇宙正电子通量的异常贡献来间接探测暗物质。在本文中，我们讨论了PAMELA合作最近报道的衰变暗物质的情况下，在正电子分数过剩的影响。为此，我们已经进行了一个模型独立的分析可能的签名，通过研究各种衰变通道的情况下，一个费米子和标量暗物质粒子。我们发现，PAMELA测量的能量大于10 GeV的正电子分数的急剧上升，自然可以容纳在几个实现的衰变暗物质的情况。
2008-11-10 astro-ph hep-ph
Decaying Superheavy Dark Matter and Subgalactic Structure of the Universe
无碰撞冷暗物质（CCDM）模型预测了暗物质晕中过于密集的核心和过于丰富的次晕。我们指出，CDM是衰变的超重粒子，产生能量超过Greisen-Zatsepin-Kuzmin截止的超高能宇宙射线，这一观点可以同时解决CCDM模型中的亚星系结构形成问题.特别是Kuzmin-Rubakov的衰变超重CDM模型可以解释宇宙学常数的小值，为CDM实验研究提供了新的思路。
2004-05-03 astro-ph hep-ph
Resolving Cosmic Gamma Ray Anomalies with Dark Matter Decaying Now
暗物质粒子不需要完全稳定，事实上它们现在可能正在衰变。我们考虑这种可能性的框架下的普遍额外的维度和超对称性与非常晚的衰变的WIMP的卡鲁扎-克莱因引力子和引力子。漫射光子背景是一种敏感的探测器，即使对于远大于宇宙年龄的生命周期也是如此。值得注意的是，所观察到的MeV伽马射线过剩的能谱和通量都可以自然地用MeV质量分裂的暗物质衰变来解释。未来对连续谱和线光子通量的观测将检验这一解释，并可能对宇宙学参数提供新的约束。
2007-11-08 astro-ph hep-ph
Self-interacting Dark Matter and Invisibly Decaying Higgs
自相互作用的暗物质已经被提出，以克服银河系尺度上的冷暗物质模型的困难。我们认为，标量规范单线态耦合到希格斯玻色子，这可能导致一个不可见的衰变希格斯，是一个有趣的候选人，这种自相互作用的暗物质粒子。我们还提出了对这些粒子的丰度的估计，以及对非牛顿力的影响。
2000-03-23 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmology from decaying dark energy, primordial at the Planck scale
热力学也要求考虑暗能量的量子，这就把暗能量的化学势引入了宇宙学方程。分离其主要贡献，我们得到的解决方案与暗能量衰减到物质或辐射。当占主导地位时，它们的能量密度逐渐趋于恒定比例，解释了当今的暗能量-暗物质巧合，并且与超新星红移数据和宇宙年龄约束一致。这也连接了普朗克和今天的时间尺度。这种衰变可能表现在最近探测到的最高能量的宇宙射线中。
2005-02-22 astro-ph hep-ph hep-th
Synchrotron Radiation from the Galactic Center in Decaying Dark Matter Scenario
讨论了不稳定暗物质情况下银河系中心的同步辐射通量。PAMELA合作组最近报道的正电子分数异常过剩的动机下，我们考虑的情况下，暗物质粒子是不稳定的（和长寿命），高能电子和正电子产生的衰变的暗物质。然后，发射的电子和正电子成为同步辐射的源。我们计算了衰变暗物质模型的同步辐射通量，这可以解释PAMELA正电子过剩。取暗物质的寿命为O（10^26秒），这是解释PAMELA异常的建议值，发现同步辐射通量为O（1 kJy/str）或更小，这取决于粒子物理学和宇宙学参数。
2008-11-27 astro-ph hep-ph
Cosmological Constraints on Decaying Dark Matter
我们提出了一个完整的分析宇宙学的约束条件衰减暗物质。以前的分析使用了宇宙微波背景和Ia型超新星。我们用最新的数据更新了它们，并扩展了分析，包括莱曼- $α$森林，大尺度结构和弱透镜观测。本文不考虑天体物理学约束。衰减暗物质寿命的界限主要由后期集成的萨克斯-沃尔夫效应的情况下，弱再电离，或CMB偏振观测时，有显着的再电离。对于各自的情况下，衰变的暗物质的寿命是$Γ^{-1} \gtrsim 100$ Gyr和$ (f Γ) ^{-1} \gtrsim 5.3 \times 10^8$ Gyr（在95.4%的置信水平），其中的唯象参数$f$是衰变能量沉积在重子气体的分数。这使我们能够约束粒子物理模型与暗物质候选人通过调查的暗物质衰变到标准模型粒子通过有效的运营商。对于$\sim 100$ GeV质量的衰变暗物质，我们发现负责暗物质衰变的有效维度-4算子中的耦合常数的大小一般为$ \lesssim 10^{-22}$。我们还探讨了我们的分析的规范介导的超对称性破缺，最小超引力和小希格斯理论的代表性模型的影响。
2009-01-30 astro-ph hep-ph
Dark Matter Decaying Now
暗物质的不稳定性可能会在宇宙伽马射线的光谱中产生可见的信号。我们认为这种可能性的框架中，额外的空间维度和超对称性。粒子的例子包括超弱相互作用的大质量粒子，如超对称模型中的引力子，具有普遍额外维度的模型中最轻的卡鲁扎-克莱因（KK）态，以及弱相互作用的大质量粒子，如柔性膜世界中的branon。
2007-08-02 astro-ph hep-ph
Constraints on parameters of radiatively decaying dark matter from the galaxy cluster 1E0657-56
我们推导出了辐射衰减的暖暗物质粒子的参数约束，例如，利用钱德拉X射线光谱对一个星系团1 E0657 -56（"子弹“星系团）的质量和混合角。约束是基于无菌中微子衰变发射线的非检测。这个星系团显示出炽热的星系际气体和暗物质之间的空间分离，有助于解开它们的X射线信号。它也有一个非常长的X射线观测和总质量通过引力透镜测量。这使得对不育中微子的限制与早期使用不同集群质量估计的结果互补。我们的限制与现有的最佳限制相当。
2006-11-06 astro-ph hep-ph
Decaying Gravity
本文讨论了标量-张量引力理论中标量场和物质场之间能量交换的可能性。这种交换提供了一种新的机制，可以驱动引力“常数”G的变化。我们找到了空间平坦的弗里德曼-罗伯斯顿-沃克宇宙学在这种情况下的演化的精确解，并讨论了他们的行为在早期和晚期。我们还考虑了这些模型的物理后果和观测约束。
2006-05-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Decaying warm dark matter and neutrino masses
中微子质量可能产生于未规范轻子数的自发破缺。由于量子引力效应，相关的戈德斯通玻色子--马约子--将获得一个质量。我们确定宇宙微波背景观测所需的寿命和质量，以便大质量的majoron提供所观察到的宇宙暗物质。在中微子质量呈跷跷板状上升的模型中，大强子DDM方案非常适合，并可能导致其他可能的宇宙学含义。
2007-11-07 astro-ph hep-ph
Neutrino Signals from Annihilating/Decaying Dark Matter in the Light of Recent Measurements of Cosmic Ray Electron/Positron Fluxes
PAMELA卫星和ATIC气球实验测量到的宇宙线电子和正电子通量的过剩可以解释为暗物质湮灭或衰变为轻子的信号。在这封信中，我们表明，再现电子/正电子过剩的暗物质湮灭/衰变可能会从银河系中心产生大量的高能中微子。在这种情况下，未来更大的正方形大小的实验可能会证实这种情况，甚至超级神冈的结果已经对一些暗物质模型提出了限制。
2009-02-05 astro-ph hep-ph
Decaying cosmological parameter in the early universe from NKK theory of gravity
利用最近介绍的一种形式主义，我们研究宇宙的早期演化过程中的宇宙学参数的衰减，其演化是由真空状态方程。本文用随机方法对来自非紧Kaluza-Klein（NKK）理论的暴胀子场进行非微扰处理，研究早期宇宙中能量密度涨落的演化。
2005-11-15 astro-ph gr-qc hep-ph
Decaying Cold Dark Matter and the Evolution of the Cluster Abundance
星系团的丰度及其红移演化是约束质量涨落幅度σ_8和质量密度参数Ω_m0的有力工具。我们研究了冷暗物质粒子的有限衰变率对星系团丰度的影响。基于衰变冷暗物质宇宙中的球模型，计算了团簇的质量函数，并与观测到的团簇丰度进行了比较。我们发现冷暗物质粒子的衰变显著地改变了星系团丰度的演化。特别是，我们指出，暗物质粒子的寿命相当于宇宙的年龄降低了本地集群丰度的高红移集群丰度的比例，可以解释观察到的集群丰度的演变相当不错。星系团的丰度与暗物质的衰变率有很强的相关性，这表明遥远星系团的巡天可能会为暗物质的性质提供线索。
2003-07-15 astro-ph hep-ph
Superparticle Mass Window from Leptogenesis and Decaying Gravitino Dark Matter
引力子暗物质，连同热稀薄生成，意味着超粒子质量的上限。在R宇称破缺的情况下，原始核合成的约束自然得到满足，衰变的引力子导致高能宇宙射线的特征信号。我们分析了在大统一尺度下具有普遍边界条件的超引力模型的含义。与低能观测值一起，我们得到了一个超粒子质量的窗口，这将很快在大型强子对撞机上被探测到，以及一个允许的再加热温度范围。
2008-11-28 astro-ph hep-ph hep-th
Dark Matter and Structure Formation with Late Decaying Particles
由于很明显，宇宙结构形成的CDM模型预测的大尺度功率比观察到的要小，因此提出了许多替代方案。其中，后衰变粒子的存在可以通过推迟物质支配的开始，增加当时的视界长度来治愈它。我们讨论了这一方案的实现，并提出了轻中微子和轻轴子作为工作粒子物理模型的可能的例子。我们指出，这种情况下预测的亚星系尺度的能量增加可能导致丰富的亚星系结构。
1994-05-27 astro-ph hep-ph
Gamma-Rays from Decaying Dark Matter
我们研究了从衰变的暗物质（DM）中探测伽马射线的前景，特别关注R宇称破缺真空中的引力子DM。考虑到预测的伽马射线信号相对于湮灭DM的情况的基本上不同的角分布，以及相对差的（0.1 $^\circ$量级）伽马射线探测器的角分辨率，在这种情况下，探测的最佳策略是在高银河纬度寻找对伽马射线通量的外来贡献，其中，衰减的DM贡献类似于天体物理学的河外成分，类似于EGRET观测所推断的成分。即将进行的实验，如GLAST和AMS-02可能会识别这种外来的贡献，并将其与天体物理学来源区分开来，或者对DM粒子的质量和寿命进行重大限制。
2007-10-11 astro-ph hep-ph
X-ray photons from late-decaying majoron dark matter
产生中微子质量的一个有吸引力的方法是考虑到当前的中微子振荡数据，包括轻子数的自发破缺。由于重力的作用，产生的majoron可能会获得质量。如果它的质量是在千伏级，那么majoron可以扮演后期衰变暗物质（LDDM）的角色，主要衰变为中微子。一般来说，majoron也有一个次显性衰变到两个光子，导致单能发射线，可以用作LDDM方案的测试。我们比较预期的光子发射率与观测，以获得模型独立的相关参数的限制。我们还说明了由此产生的灵敏度内明确的跷跷板实现，其中的majoron耦合到光子由于希格斯三重态的存在。
2008-07-22 astro-ph hep-ph
Prospects for Detecting Neutrino Signals from Annihilating/Decaying Dark Matter to Account for the PAMELA and ATIC results
最近的PAMELA数据表明，正电子分数有超过几个GeV，而反质子的一个没有。此外，ATIC数据表明，电子/正电子通量从300 GeV到800 GeV有一个凸起。如果PAMELA和ATIC的主要最终产物是带电轻子（$e$、$μ$和$τ$），那么具有大推进因子的湮灭暗物质（DM）和具有$ 10^{26} s$附近寿命的衰变DM都可以解释它们的观测结果。在这项工作中，我们计算了中微子的流量产生的$μ$和$τ$，起源于湮灭/衰变DM，并估计了最终的μ介子率在中微子望远镜，即Ancavity和IceCube。由于其优异的角分辨率，Ancaster和IceCube有望在湮灭DM场景中发现来自银河系中心和/或大DM子晕的中微子信号，但在衰变DM场景中却极具挑战性。
2009-02-06 astro-ph hep-ph
Searching for decaying axion-like dark matter from clusters of galaxies
我们考虑的可能性约束的辐射衰减的暗物质粒子的星系团的灵感来自卡鲁扎-克莱因型的通用轴子的寿命。这样的轴子被用来解释太阳日冕X射线的发射。这些轴子或类似的粒子可以在恒星内部产生，其中一些仍然受到星系团深层引力势的限制。具体来说，我们考虑合并星系团（阿贝尔520和“子弹团”），在那里的引力透镜观测确定了大规模的，但重子穷人，结构内的区域。从分析这些质量浓度的X射线观测，以及预期的光子光谱的衰变太阳KK-轴子，我们得出的下限，这样的轴子的寿命τ约。10^23秒。然而，如果KK-轴子构成的暗物质质量小于百分之几，这种寿命约束类似于太阳KK-轴子。
2007-03-13 astro-ph hep-ph
PAMELA data and leptonically decaying dark matter
最近PAMELA公布了他们关于正电子和反质子比率的第一个结果。在新数据的激励下，我们研究了宇宙线的传播模型，计算了次级正电子和反质子谱。低能正电子比可以与对流传播模型中的数据相一致。高于$\sim 10$ GeV的PAMELA数据显示出明显的正电子比过剩。然而，次级反质子与数据大致一致。正电子过剩可能是暗物质湮灭或衰变的直接证据。我们通过假设暗物质湮灭或衰变到不同的最终状态，将正电子和反质子光谱与数据进行比较。PAMELA数据实际上排除了夸克对作为主要的末态，不利于规范玻色子末态。只有在轻子末态的情况下，正电子和反质子谱才能同时得到解释。我们还比较了衰变和湮灭的暗物质的情况下，占PAMELA的结果，更喜欢衰变的暗物质。最后，我们在R宇称破缺的超对称框架下考虑了一个衰变中性伴子暗物质模型。PAMELA数据与中性伴子质量$600\sim 2000$ GeV和寿命$\sim 10^{26}$秒拟合良好。我们还证明了质量在2TeV左右的中性伴子可以同时拟合PAMELA和ATIC数据。
2008-11-26 astro-ph hep-ph
Diffuse MeV Gamma-rays and Galactic 511 keV Line from Decaying WIMP Dark Matter
高纬度地区弥漫的MeV伽马射线辐射和来自银河系隆起的511 keV线通量的起源是不确定的。以前的研究已经引用了暗物质物理学来独立地解释这些观测结果，尽管还没有人能够在弱相互作用大质量粒子（WIMP）的良好框架内解释这两种发射。在这里，我们使用一个不稳定的WIMP暗物质模型，以表明它实际上是可能的，同时调和这两个观测，并在此过程中显示出一个显着的巧合：衰变暗物质与MeV的质量分裂可以解释这两个观测，如果正电子和光子产生类似的分支分数。我们用一个不稳定的branon来说明这个想法，branon是一个标准的WIMP暗物质候选者，出现在具有大额外维度的膜世界模型中。我们表明，因为通过三体末态衰变的branons，他们是另外不受约束的银河兆电子伏的伽马射线线搜索。因此，这种不稳定的长寿命暗物质粒子提供了新颖而独特的特征，可以通过未来对MeV伽马射线的观测进行测试。
2008-01-04 astro-ph hep-ph
Constraints on the parameters of radiatively decaying dark matter from the dark matter halo of the Milky Way and Ursa Minor
本文改进了以前对无菌中微子形式的暗物质参数的限制。这些结果是在没有观测到银河系X射线光谱中的DM衰变线的情况下获得的（使用最近的XMM-牛顿PN空白天空数据）。我们还提出了一个类似的约束来自最近的XMM-牛顿观测小熊座-黑暗，X射线安静的矮球状星系。新的银河系数据改善了现有的限制（质量约为3.5 keV的数量级）。虽然小熊座的观测数据相对较差，但其约束条件与最近使用大麦云或M31的观测结果相当。这证实了最近的一项提议，即MW矮卫星是DM搜索的非常有趣的候选者，并且应该为此目的进行专门的研究。
2007-05-29 astro-ph hep-ph
Constraints on decaying Dark Matter from XMM-Newton observations of M31
利用仙女座星系（M31）的XMM-牛顿EPIC谱，推导出辐射衰减暗物质（DM）粒子参数的约束条件。利用M31外围（5 '-13'）部分的观测，我们改进了现有的约束条件。对于无菌中微子DM的情况，结合我们的约束条件和Dodelson-Widrow（DW）方案中最新的无菌中微子丰度计算结果，我们得到了质量下限ms < 4 keV，这比最近由Aesthetal.（2007）[hep-ph/0612182]得到的ms < 6 keV更强.将该极限与Viel等人（2007）[arXiv：0709.0131]（m_s > 5.6 kev）的莱曼α森林分析的最新结果进行比较，我们认为排除了所有DM都是通过DW机制产生的情况。然而，我们讨论其他的生产机制，并指出，不育中微子仍然是一个可行的候选人的暗物质，无论是温暖或寒冷。
2008-09-10 astro-ph hep-ph
Non-thermal Production of Dark Matter from Late-Decaying Scalar Field at Intermediate Scale
我们研究非热暗物质生产后期衰变的标量场，特别注意D=5的非重整化运营商，通过该标量场衰减到标准模型粒子和它们的超伙伴。我们表明，几乎相同数量的超粒子的粒子通常产生的衰变。为了避免引力子产生过剩的问题，衰变倾向于通过与中间截止尺度M << M_P的相互作用进行。轴子的玻色子超对称伙伴，即，Saxion被提出作为这种后期衰减的标量场的自然候选。我们发现在弱标度和轴子衰变常数F_A = O（10^{9-12}）GeV附近，对于质量为O（100）GeV的介子质量，可以得到适量的wino/higgsino暗物质.
2006-06-26 astro-ph hep-ph hep-th
