Sterile neutrino portals to Majorana dark matter: effective operators and UV completions
对暗物质与标准模型相互作用的严格限制表明，暗物质不参与规范相互作用。在这一点上，通过规范单在可见扇区和暗扇区之间进行通信的可能性似乎相当自然。我们考虑一个框架，其中的暗物质会谈的标准模型，通过其耦合到无菌中微子，产生活性中微子质量。我们专注于马约拉纳暗物质的情况下，其遗迹丰富的热冻结通过湮灭成不育中微子。我们使用有效场论的方法来研究可能的无菌中微子门户的暗物质。我们发现，轻子数守恒和轻子数违反运营商是可能的，产生一个有趣的连接与狄拉克/马约拉纳字符的活跃中微子。在第二步中，我们打开不同的运算符，并列出可能的可重正化模型。我们分析了最有希望的现象，包括一个特殊的情况下，在该马约拉纳质量的不育中微子辐射产生。
2022-08-18 hep-ph
Neutrino dipole portal at a high energy $μ-$collider
该研究针对未来μ子对撞机上连接活性与惰性中微子的量纲6偶极门户算符展开唯象分析，识别两种惰性中微子产生模式，发现电弱玻色子与标准模型轻子融合的模式灵敏度最优，可探测约10TeV量级的新物理标度。
2024-10-10 hep-ph
Probing Neutrino Dipole Portal at COHERENT Experiment
受COHERENT实验首次观测到的中微子-核相干弹性散射的启发，我们利用最近公布的CENS 10液氩实验数据和COHERENT实验的CsI数据，对引起标准模型中微子向无菌中微子跃迁的中微子偶极门进行了研究.执行这些数据的统计分析，我们展示了如何过渡磁矩可以约束为10千电子伏和40兆电子伏之间的无菌中微子质量的范围。
2021-08-30 hep-ph
Two portals to GeV sterile neutrinos : dipole versus mixing
Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）；INFN sezione di Bologna（博洛尼亚意大利国家核物理研究所）；University of Montpellier（蒙彼利埃大学）
研究GeV质量中性 sterile 中微子通过偶极子耦合和混合的相互作用，探讨其在NA62、SHiP和FASER2实验中的探测能力，发现SHiP实验可探测到极小的偶极子耦合。
2026-04-01 hep-ph
Probing Heavy Sterile Neutrinos at Ultrahigh Energy Neutrino Telescopes via the Dipole Portal
本文研究通过磁偶极门户在超高能中微子望远镜中探测重惰性中微子，发现未来tau中微子望远镜可探测高达30 TeV质量的惰性中微子。
2022-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Sterile Neutrino Portal Dark Matter from Semi-Production
本研究在$Z_3$对称性框架下探索惰性中微子门户暗物质，分析了费米子与标量单态构成的暗扇区的新产生通道与半过程引发的丰度指数增长，同时考察了相关现象学与宇宙学影响。
2023-08-24 hep-ph
Again on hidden sector of the Universe, accessible through photonic portal
我们更精确地描述了自发质量产生的机制，在先前提出的宇宙隐藏部门的模型。隐藏的扇区被证明是由无菌自旋1/2费米子（sterino）组成的，其质量由无菌标量玻色子（sterons）自发产生，而它们的相互作用则由无菌反粒子张量玻色子（A玻色子）介导。这样一个扇区通过一个光子入口与熟悉的标准模型扇区进行通信，光子入口在两个扇区之间起着微弱的作用（但比万有引力强）。这是由于光子，除了sterino和sterons，有助于A玻色子的来源。Sterinos可能是热冷暗物质的候选者。它们也可以通过标准模型带电粒子的高能碰撞中发射的虚光子以甾体-反甾体对的形式产生。Sterinos显示出由sterons自发产生的微小磁矩。
2008-09-17 hep-ph
Hidden-sector correction to Coulomb potential through the photonic portal
我们表明，在宇宙的隐藏扇区的模型中，通过光子入口与标准模型扇区相互作用，标准模型库仑势得到一个微小的隐藏扇区附加修正，这可能是令人兴奋的或致命的验证这个模型。
2011-01-03 hep-ph
Sterile Neutrino portal to Dark Matter II: Exact Dark symmetry
我们分析了标准模型（SM）的一个简单的扩展与暗扇区组成的标量和费米子，SM规范群下的两个单线态下，但收费下的暗扇区对称群。不育中微子，这两个群体下的单线态，介导暗扇区和SM粒子之间的相互作用，并通过跷跷板机制产生质量的活动中微子。我们探索的参数空间区域中观察到的暗物质遗迹丰度是由湮灭成不育中微子，无论是费米子和标量暗物质粒子。标量暗物质的情况提供了一个有趣的替代通常的希格斯门户的情况。我们还研究了直接暗物质搜索的约束条件和通过无菌中微子衰变到轻子的间接检测的前景，这可能能够排除暗物质质量低于100 GeV左右。
2017-07-12 astro-ph.CO hep-ph
Sterile neutrino portal to Dark Matter I: The $U(1)_{B-L}$ case
在本文中，我们探讨了宇宙中的不育中微子和暗物质部门有一个共同起源的可能性。我们研究了这种假设的后果，在简单的情况下，耦合的黑暗部门的标准模型通过一个全球性的$U(1)_{B-L}$，打破了自发的暗标量。这个暗标量为暗费米子提供质量，并通过希格斯门耦合与希格斯进行通信。我们发现了一个有趣的相互作用之间的暗物质湮灭暗标量-CP-甚至混合与希格斯粒子和CP-奇数，成为戈德斯通玻色子，马约伦-和重中微子，以及碰撞探测器通过耦合到希格斯粒子。此外，暗物质湮灭成为无菌中微子及其随后的衰变以测量玻色子和夸克，带电轻子或中微子导致间接检测签名，其接近银河系中心和矮星系的伽马射线通量的当前界限。
2017-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining active-sterile neutrino transition magnetic moments at DUNE near and far detectors
我们考虑DUNE实验的灵敏度，一个重中性轻子，HNL（也称为无菌中微子）的质量范围从几个MeV到几个GeV，与标准模型通过过渡磁矩的活动中微子，所谓的偶极门户。HNL是通过活性中微子的上散射产生的，随后探测器内部的衰变提供了单光子信号。我们表明，τ中微子偶极门户可以有效地探测在DUNE远探测器，使用由中微子振荡产生的τ中微子通量，而近探测器提供更好的灵敏度的电子和μ子中微子偶极门户。DUNE将能够探索目前不受约束的参数空间的大区域，并具有与其他计划中的专用实验（如SHiP）相当的灵敏度。我们还简要地评论纯HNL混合的Tau中微子在DUNE远探测器的灵敏度。
2022-08-23 hep-ph
Photonic portal to the hidden sector and the electroweak symmetry
一个弱光子与宇宙的隐藏部门的相互作用，最近推出实现“光子门户”，（这样一个假设的部门负责冷暗物质），被证明是嵌入在一个更广泛的弱相互作用显示电弱对称性自发打破的标准模型希格斯机制。这是一个假设的新的弱相互作用之间的隐藏和标准模型部门的宇宙，出现在我们的模型除了传统的电弱相互作用在标准模型部门。
2009-05-25 hep-ph
Neutrino electromagnetic properties and sterile dipole portal in light of the first solar CE$ν$NS data
本文研究中微子电磁性质（磁矩、电荷及活性-惰性跃迁磁矩门户）对暗物质直接探测实验中$^8$B太阳中微子CE$ν$NS最新迹象的影响，并利用XENONnT和PandaX-4T数据首次推导出基于CE$ν$NS的电磁性质约束。
2024-12-19 hep-ex hep-ph
Sterile Neutrino Portal Dark Matter with $Z_3$ Symmetry
本文提出一种具有 $Z_3$ 对称性的惰性中微子入口暗物质模型，通过引入费米子和标量单态产生新的半湮灭过程，并在多种暗物质探测约束下分析参数空间，发现该模型现象与 $Z_2$ 模型显著不同，提供了区分两者的途径。
2023-06-25 hep-ph
A Naturally Light Sterile neutrino in an Asymmetric Dark Matter Model
最近提出的一个非对称镜像暗物质模型，其中镜像扇区通过一个右手中微子入口与可见扇区相连，如果入口仅由两个右手中微子组成，则自然会导致3+1活性-无菌中微子谱。在树的层次上，模型有四个无质量的中微子状态，三个活跃的和一个不育的。在单圈水平上，活跃的中微子通过最小辐射反跷跷板机制拾取微小的质量。回路效应也产生了大的太阳和大气混合，以及观察到的反应堆混合的模型的某些参数范围。对无菌中微子质量（$\sim$ eV）的主要贡献来自引力诱导的5维算符。产生活跃的无菌混合需要两个希格斯双重扩展SM和普通和镜像希格斯场之间的小混合，这在镜像模型中自然发生。
2013-10-20 hep-ph
Thermally modified sterile neutrino portal dark matter and gravitational waves from phase transition: The Freeze-in case
我们考虑到热效应的暗物质生产过程的评估。在右手中微子的辅助下，冻结态大质量粒子暗物质的产生历史可以通过两步相变得到修正。衰变/逆衰变或湮灭过程的运动学可以受到宇宙冷却时有限温度效应的影响。该模型所遵循的对称性的历史可以通过DM遗迹丰度演化过程来揭示。可以探测由引力波产生的强一级电弱相变。层次问题的额外标量的数量可以通过LHC的希格斯离壳搜索来探测。
2018-10-07 astro-ph.CO hep-ph
The Neutrino Magnetic Moment Portal and Supernovae: New Constraints and Multimessenger Opportunities
本文利用SN1987A、未来银河系超新星及弥散光子与中微子信号，约束通过跃迁磁矩门户耦合的惰性中微子，并评估Fermi-LAT、DUNE等实验的多信使探测灵敏度。
2023-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Phenomenology: Sterile Neutrino Portal and Gravitational Portal in Extra-Dimensions
基本相互作用标准模型（SM）是物理学中最精确的理论之一。例如，在SM的预言中，我们发现了电子的反常磁矩$a_e = 0.001159652181643(764)$。这一预测与实验结果的一致性超过了10位有效数字，是物理学物理学史上最准确的预测。然而，现在我们有几个证据表明，SM只能解释宇宙物质含量的$5 \%$。另一个$95 \%$是由所谓的暗能量和暗物质组成的。正如它们的名字所暗示的那样，宇宙能量/物质含量的这两个组成部分的性质仍然不清楚，这对粒子物理学家来说是最重要的挑战之一。在这篇论文中，我们集中研究了宇宙中这些神秘成分之一的现象学，即暗物质。虽然我们有许多证据证明它的存在，但这种新型物质尚未被发现。因此，能够解释暗物质特性的模型前景是巨大的。在目前的工作中，我们提出并研究了几个暗物质模型，并通过使用实验结果设置限制。
2021-04-27 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Portal to Extra Dimensions: Unified Origin of Dark Radiation, Dark Matter, and Neutrino Decay
提出统一框架，利用大额外维度中的无菌中微子与马约龙耦合，同时解释暗辐射、暗物质及中微子衰变，并给出玻尔兹曼演化与可行参数空间。
2025-06-18 hep-ph
Shinning Light on Sterile Neutrino Portal Dark Matter from Cosmology and Collider
假设暗扇区由一个暗标量$ϕ$和一个暗费米子$χ$组成，且严格满足$Z_2$对称性，则无菌中微子$N$可以通过汤川耦合$λ_{ds} \barχϕN$充当暗扇区和标准模型之间的信使.在本文中，我们专注于特定的场景$m_N>m_ϕ+m_χ$与$χ$是一个FIMP暗物质。由于Yukawa耦合$λ_{ds}$和混合角$θ$的减小，暗标量$ϕ$的衰变宽度受到双重抑制。延迟衰变$ϕ\toχν$将对宇宙学观测，如大爆炸核合成、宇宙微波背景各向异性功率谱、相对论中微子有效数$N_{\rm eff}$和高能中微子通量等产生重大影响。同时，当$m_N<m_W$时，无菌中微子可以在对撞机上产生位移的顶点签名。暗标量$ϕ$也会在相对较大的四次耦合下引起可测量的希格斯粒子的不可见衰变。本文对宇宙学和对撞机的约束条件进行了综合分析。我们发现，几乎整个参数空间与$m_N<m_W$是在未来的实验。
2022-12-20 hep-ex hep-ph
Neutrino dipole portal at electron colliders
我们建议在质心能量为几个GeV的电子对撞机中寻找重中性轻子（HNL），也称为无菌中微子，包括BESIII，Belle II和拟议的Super Tau Charm Factory（STCF）。考虑HNL通过跃迁磁矩与标准模型中微子和光子相互作用，即所谓的偶极门，利用电子对撞机上的双光子信号，研究了HNL的活跃-惰性中微子跃迁磁矩$d$随HNL质量$m_N$的变化规律，发现BESIII、Belle II和STCF能将$d$的上限探测到1.3 $\times 10^{-5}\ {\rm GeV}^{-1}$，8 $\times 10^{-6}\ {\rm GeV}^{-1}$和1.3 $\times 10^{-6}\ {\rm GeV}^{-1}$，其中$m_N$在GeV量级，对电子-（$d_e$）和τ-中微子（$d_τ$）偶极门的参数空间具有灵敏度，其中$m_N$在几十到几千MeV量级.在$d_μ$中，Belle II和STCF也能提供HNL与μ中微子混合的主要约束。
2022-04-16 hep-ph
Is the electromagnetic field a source of a mediating field in hidden sector?
我们继续讨论一个被提出的宇宙隐藏扇区模型，该模型由无菌自旋1/2狄拉克费米子（“sterinos”），无菌自旋0玻色子（“sterons”）与自发非零真空期望值，和无菌nongauge介导玻色子（“A玻色子”）描述的反张量场（一维）。标准模型电磁场（二维）乘以steron真空期望值以自发的方式成为A玻色子场的源，在隐藏扇区中介导新的弱相互作用，并且由于电磁场在两个扇区中的作用，在隐藏扇区和标准模型扇区之间提供弱耦合（“光子入口”）。提出的光子门户更加强调了电磁场在宇宙结构中的作用。
2009-12-09 hep-ph
Light sterile neutrinos from a late phase transition
轻无菌中微子代表了3-中微子范式的一个很好的扩展。然而，标准宇宙学和数据之间令人印象深刻的一致性对它们的存在提出了质疑。在这里，我们提出了一类方案，有力地避免这种紧张局势。在这些模型中，无菌中微子是一个新扇区的轻手征态，通过右手中微子入口与标准模型相互作用，关键是，活性-无菌中微子振荡需要隐藏扇区中的相变。我们探索隐藏的耦合/临界温度平面，并确定几个不育中微子可以容纳的区域。后期相变通常是优选的，并且还可以避免由拓扑稳定缺陷的形成所造成的潜在威胁。
2017-01-09 hep-ph
A Right-handed Neutrino Portal to the Hidden sector : Active Neutrinos and their Twins in an F-theory model
我们分析了具有一个可见扇区和一个双隐扇区的$SU(5)$ F理论模型中的中微子现象。在低能量下，两个扇区的强弱标度可能不同，但在可见（孪生）扇区中，状态谱由MSSM（MSSM $^\prime$）描述。该模型的特殊之处在于，存在通过汤川耦合耦合到两个扇区的右手中微子。结果表明，假设3个右手中微子的质量比弱标度大得多，在树能级上，跷跷板机制导致3个有质量的Majorana中微子和3个无质量的Majorana中微子。无质量的中微子通过辐射修正获得质量。在我们的分析中，无质量中微子主要是活跃中微子，而大质量中微子主要是不育中微子。我们拟合了活动中微子的质量和混合角，讨论了最轻的无菌中微子的现象。最后，我们考虑一些可能的宇宙学方案。
2022-12-01 hep-ph
Cosmology-friendly time-varying neutrino masses via the sterile neutrino portal
我们研究了随时间变化的中微子质量的一致性方案，并讨论了它对宇宙学，β衰变和中微子振荡实验的影响。这种随时间变化的质量被认为是由无菌中微子和超轻标量场之间的耦合产生的，超轻标量场反过来又通过混合影响轻中微子。此外，标量可以作为超轻暗物质的候选者。我们证明了各种宇宙学的界限，如来自大爆炸核合成，宇宙微波背景，以及大尺度结构，可以在这个模型中回避。这种情况下，可以进一步限制使用多个地面实验。特别是，对于像KATRIN这样的β衰变实验，即使时间变化很快并且达到平均值，也会引起电子光谱的非平凡扭曲。此外，随时间变化的质量的不育中微子的存在将改变的解释轻不育中微子参数空间的反应堆和镓异常的背景下。此外，我们还研究了这种随时间变化的中微子质量对BEST合作结果的影响，BEST合作最近加强了镓异常。如果得到证实，我们发现随时间变化的中微子质量假设可以更好地拟合最近的BEST数据。
2023-01-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino dark matter and the Higgs portal: improved freeze-in analysis
惰性中微子是暗物质的主要候选者之一。它们的质量可能来源于标量场的真空期望值。如果无菌中微子耦合非常小，并且它们与暴胀子的直接耦合被轻子数对称性所禁止，那么主要的暗物质产生机制就是冻结方案。我们研究这种可能性的中微子质量范围高达1 GeV，考虑到相对论生产率的基础上的玻色-爱因斯坦统计，热质量和相变效应。产生机制和主导模式的细节取决于标量和不育中微子质量之间的关系，以及标量是否热化。我们发现，所观察到的暗物质丰度可以产生在所有的情况下考虑。我们还重新审视冻结生产的希格斯门标量，指出融合模式的重要性，以及热化约束。
2020-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Collider Prospects for the Neutrino Magnetic Moment Portal
本研究在有效场论框架下，分析LEP及CEPC、FCC-ee等拟建轻子对撞机探测活性-惰性中微子跃迁磁矩的潜力，纳入新高能产生过程后灵敏度可达约10^-7 GeV^-1量级。
2025-10-29 hep-ex hep-ph
Direct Detection Experiments at the Neutrino Dipole Portal Frontier
重无菌中微子通常被用来容纳观测到的中微子质量，通过假定一个新的汤川项将这些新的状态连接到电弱双重态中的中微子。然而，鉴于我们对中微子部分的无知，我们应该探索这种无菌中微子可能与SM发生的其他相互作用。本文研究了将重态耦合到轻中微子和光子的五维算符。我们发现，最近的XENON1T直接检测数据可以提高这个“中微子偶极门”的限制高达一个数量级超过以前的界限。未来的直接检测实验可能能够将这些界限扩展到SN 1987 A探测的水平。
2018-11-29 hep-ex hep-ph
Hypothesis of photonic portal in the problem of dark matter and classical nature of gravitation
在我们的“光子入口”模型中，我们考虑了一种选择，即在这个扇区中介导并由（一维的）反光子张量场A_{μν}描述的大量无菌玻色子由（零维的）矢量场χ_μ规范。当爱因斯坦引力被引入到这个模型中时，人们认为时空的度规g_{μν}（x）与<χ_μ（x）χ_v（x）>_{vac}成比例，这样它的性质就成了经典的，而不是包括引力在内的整个量子理论中的量子化主题。我们尝试性地提出了一种拉格朗日密度（通常依赖于χ μ及其一阶和二阶导数），其中χ μ也出现在A_{μν}之外，破坏了我们早期模型关于规范场χ μ的平凡规范不变性。如果忽略宇宙学常数λ，则χ μ在A_{μν}之外的项为零。
2011-08-01 hep-ph
Photonic dark matter portal revisited
在我们以前的文章[1]中，我们研究了一个暗物质模型，其中暗扇区通过一个暗光子入口（HP）与标准模型粒子相互作用。我们研究了这种新的相互作用对氢原子的影响，得到了模型耦合的一个上界。在这项工作中，我们研究了HP对两个有趣的奇异原子，即μ素和正电子素的影响。我们得到一个更严格的上限耦合。我们还计算了由于HP在Aharonov-Bohm相位的变化（移位），发现相移是可以忽略不计的小（DM粒子质量在GeV范围内）。最近，美国XXM-牛顿X射线天文台报道了在73个星系团的光谱中观测到3.5keV的X射线谱线信号。由于在HP模型中DM粒子可以直接衰变为光子，所以我们最后用条件Δ E=3.5 keV计算了耦合常数f的值。
2015-11-18 hep-ph
Exotic Charges, Multicomponent Dark Matter and Light Sterile Neutrinos
通过抑制活动中微子质量的相同的跷跷板机制产生小的无菌中微子质量需要中性费米子质量矩阵中的特定结构。我们提出了一个模型，其中这种结构是由一个新的U（1）'规范对称性，自发破缺的TeV尺度。为了不破坏中微子的结构，异常抵消所必需的额外费米子需要携带奇异的电荷，并最终形成多组分冷暗物质。然后，活性-无菌混合将新粒子和标准模型连接起来--除了通常的希格斯粒子和动力学混合入口之外，还打开了一个新的入口--这导致暗物质湮灭几乎完全进入中微子。
2013-05-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Neutrino Up-scattering via the Dipole Portal at Forward LHC Detectors
大型强子对撞机在高快度下的显著中微子通量促使专用的前向探测器研究TeV能量下中微子的性质。我们研究磁偶极之间的相互作用，活跃的中微子和新的无菌状态在乳液和液氩实验，可以位于未来的正向物理设施（FPF）下游的ATLAS相互作用点。中微子从电子上散射产生电子反冲信号，可以探测高亮度LHC（HL-LHC）的参数空间的新区域，特别是由于低动量阈值的液氩探测器。我们还考虑了无菌中微子通过偶极算符的衰变，这导致了一个光子，可以从生产顶点位移。FPF探测器可以测试通过偶极门产生的重至1 GeV的无菌中微子状态，突出了高能LHC中微子作为新物理探测器的用途。
2022-03-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Photonic dark matter portal and quantum physics
我们研究了一个暗物质模型，其中隐藏的扇区通过一个隐藏的光子入口与标准模型粒子相互作用。我们研究了这种新的相互作用对氢原子的影响，包括斯塔克效应、塞曼效应和超精细效应。利用能量测量的精度，我们得到了该模型的耦合常数的一个上界。我们还计算了隐藏的光子入口对μ子反常磁矩的贡献，这为物理学超越标准模型提供了一个重要的探索。
2015-06-14 hep-ph hep-th quant-ph
Nongauge antisymmetric-tensor bosons mediating interactions in the hidden sector
在最近的一项工作中，我们构造了一个由无菌自旋1/2狄拉克费米子组成的宇宙隐藏扇区模型（“sterinos”），无菌自旋0玻色子（“sterons”）被激发以获得自发非零真空期望值，以及假定参与隐藏扇区和标准模型扇区的常规光子（在标准模型希格斯机制自发破缺电弱对称之后）。这提供了一个“光子门户”的隐藏部门作为替代流行的“希格斯门户”。此外，我们已经提出，要阻止新型规范玻色子在隐区中作为非引力相互作用的无菌介质的扩散，而要引入由（一维的）反对称张量场描述的非规范中介玻色子，它的源不仅由sterino-antissterino对给出，而且由steron-photon对给出。然后，常规光子除了与标准模型电流的常见规范耦合外，还表现出一种新的无菌反对称张量玻色子与steron光子对的非规范弱耦合，其中光子由规范不变电磁场F_{μν}描述。新的介质是不稳定的，例如，衰减成电子-正电子对。当它们成对相互作用时，它们可以简单地湮灭成两个光子。计算了相应的横截面。
2009-12-14 hep-ph
A new mechanism of sterile neutrino dark matter production
我们考虑一个场景，其中的暗物质候选者是一个无菌的中微子与相当大的自相互作用，描述了一个六维算子，并与标准模型的相互作用可以忽略不计。遗迹丰度由暗扇区等离子体中4比2湮灭的冻结而定，并且当无菌中微子质量在$\sim 500\,{\rm keV} - 20\,\,{\rm GeV}$范围内时再现了观测到的暗物质丰度。与标准模型的微弱相互作用可能导致暗物质衰变的可观测信号。此外，自相互作用可以影响小尺度结构的形成。我们还实现了这种机制，在一个具体的模型中，无菌中微子自相互作用是由于单重标量的交换，我们讨论的相关性的标量门户建设一个完整的热历史的黑暗部门的相互作用。
2018-07-20 hep-ph
On Maxwell's equations unified with the dynamics of cold dark matter
提出了新的简单场方程（方程。(5))统一了标准模型电动力学的麦克斯韦方程组（在电弱对称性自发破缺之后）和冷暗物质的动力学。冷的暗物质在这里由无菌自旋1/2狄拉克费米子（sterino）表示，其质量由无菌标量场（sterons）的非零真空期望值自发产生，而它们的相互作用由具有大质量的无菌反对称张量场的量子介导。新的场方程包括标准模型电磁场与无菌场的特定弱耦合。它具有自发的准磁性结构。这样一个耦合在标准模型世界和无菌世界之间打开了一个光子入口。
2008-08-29 hep-ph
The Neutrino Magnetic Moment Portal: Cosmology, Astrophysics, and Direct Detection
我们重新审视中微子磁矩的物理学，特别关注的情况下，右手的，或无菌，中微子比左手的标准模型中微子更重（高达几兆电子伏）。讨论的中心是在中微子或暗物质实验中检测由跃迁磁矩介导的上散射事件的想法。考虑到中微子从所有已知的来源，以及包括所有可用的数据从XENON1T和Borexino，我们得到最强的最新的排斥限制的活动到无菌中微子的过渡磁矩。然后，我们研究补充约束天体物理学和宇宙学，执行，特别是一个彻底的分析BBN。我们发现，这些数据集仔细检查了大部分相关的参数空间。解释过渡磁矩的XENON1 T过剩是勉强可能的，如果保守的假设，采用超新星1987 A和CMB的约束。最后，我们讨论了建模的挑战，出现在场景中，功能大磁矩，同时保持中微子质量远低于1电子伏特。我们提出了一个成功的紫外线完整的模型，这种类型的基础上TeV尺度的leptoquark，建立与μ子磁矩，B物理异常，并在大型强子对撞机的对撞机搜索的联系。
2021-05-06 hep-ph
Neutrino magnetic dipole portal with low energy neutrino nucleus scattering data
本文利用Dresden-II、COHERENT及暗物质直接探测实验的核与电子反冲数据，约束0.1–50 MeV惰性中微子的电子、μ和τ味磁偶极子入口参数空间。
2024-06-11 hep-ex hep-ph
Thermal Dark Matter Through the Dirac Neutrino Portal
研究了热暗物质通过中微子入口湮灭为标准模型中微子的简单模型。一个（伪）狄拉克无菌中微子作为可见光和暗区之间的媒介，而近似的轻子数对称性允许一个大的中微子汤川耦合，反过来，有效的暗物质湮灭。暗区由两个粒子组成，一个是狄拉克费米子，另一个是复标量，它们在对称性下带电，确保了暗物质的稳定性。该模型的一个一般性预测是一个具有大的活性-无菌混合角的无菌中微子，其衰变主要是不可见的。我们从直接探测实验、对撞机、稀有介子和τ衰变、电弱精密测试和小尺度结构观测中得出现有的限制和未来的预测。随着这些唯象测试，我们调查的后果微扰和标量质量微调模型参数空间。一个简单的，保守的计划，以面对各种测试与热文物目标的概述，我们证明了宇宙学动机的参数空间已经受到约束。我们还确定了这种情况下，如多体K介子衰变和Drell-Yan生产的$W$玻色子在大型强子对撞机的新探针。
2017-09-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Sterile Neutrinos from Dark Matter: A $ν$ Nightmare?
我们提供了一个全面的研究可观察到的光谱从暗物质对湮灭或衰变成不育（右手）中微子。例如，在中微子入口暗物质模型中，无菌中微子充当了暗物质和标准模型扇区之间的入口。右手中微子随后的衰变产生了可探测的标准模型粒子，特别是光子、正电子和中微子。我们研究的现象模型的右手中微子质量低于GeV规模，以及模型，他们在，或显着重于TeV规模。在这两种情况下，由于不同的原因，包括蒙特卡罗模拟在内的标准工具既不充分又不准确。我们提出了一个完整的框架来计算右手中微子衰变的相关分支比和次级光子，正电子和中微子的光谱范围广泛的暗物质和右手中微子的质量。我们讨论了这些信号的一般特征，并将光谱与暗物质湮灭/衰变成底夸克的标准信号进行了比较。此外，我们还提供了可用于计算此类光谱的开源代码1。该代码可在https://github.com/LoganAMorrison/blackthorn上获得。
2022-11-11 astro-ph.HE hep-ph
A new weak-isospin triplet of scalars and "electroweak portal" to hidden sector of the Universe
一个新的标量玻色子的弱同位旋三重态被引入到标准模型中，以确保在宇宙的一个隐藏扇区（负责冷暗物质）和标准模型扇区（现在包括新的三重态）之间的一个新的弱耦合的电弱对称性。所考虑的耦合可以称为“电弱门户”的结构隐藏的部门。在标准模型Higgs机制自发破缺电弱对称性之后，它包含了我们以前介绍的所谓“光子门”。
2012-11-22 hep-ph
Probing active-sterile neutrino transition magnetic moments at LEP and CEPC
本文研究了惰性中微子通过偶极门户与活性中微子和光子的相互作用，分析了 LEP 和未来 CEPC 对光子耦合的约束，发现 Z 衰变测量比单光子搜索更严格，且 CEPC 能探索新参数空间。
2023-05-23 hep-ph
Freeze-in and freeze-out of sterile neutrino dark matter
提出一种通过复标量单重态衰变和湮灭产生keV质量惰性中微子暗物质的新机制，结合暗区冻入与相对论性冻出过程，确定了暗区热化的参数空间及相关宇宙学可观测量。
2023-04-10 hep-ph
Cosmological Histories in Neutrino Portal Dark Matter
本文研究由 Dirac 惰性中微子连接标准模型与含复标量及费米子暗物质的暗 sector，通过求解 Boltzmann 方程划分并分析四类热宇宙学历史及多途径探测可能。
2025-06-10 astro-ph.CO hep-ph
Conformal Freeze-In from Neutrino Portal
本文提出通过中微子门户与标准模型耦合的共形暗区，利用“共形冻结产生”机制解释暗物质遗迹密度，并给出可被未来X射线观测检验的复合惰性中微子候选者。
2024-11-29 hep-ph
Leptogenesis and Neutrino Oscillations in the Classically Conformal Standard Model with the Higgs Portal
标准模型中加入了希格斯门相互作用，没有明确的质量项，这是一个经典的标度不变理论。在这种情况下，电弱对称性破缺的尺度可以通过在一个隐藏扇区中运行的科尔曼-温伯格机制辐射诱导，然后通过希格斯门传递到标准模型。与我们经典的标度不变有效理论的UV截止值相比，希格斯粒子的vev和质量的生成值很小，这一机制自然可以解释。我们展示了这些经典共形模型如何产生宇宙的重子不对称性，而不需要手工引入质量标度或对其进行共振微调。我们考虑的极小模型是耦合到在$U(1)_{B-L}$规范群下带电的Coleman-Weinberg标量场的标准模型。异常消除需要自动包含三代右手中微子。它们的GeV尺度的Majorana质量是由Coleman-Weinberg场诱导的，并通过标准的跷跷板机制导致活性中微子质量的产生。轻子生成是通过右手无菌中微子的味振荡发生的，并通过电弱球重子转换为重子不对称性。
2013-09-26 hep-ph
More about the hypothesis of a new weak interaction of electromagnetic field in the hidden sector
新的假设场方程（Eqs. (1)和（2））进行了进一步讨论，统一麦克斯韦方程的标准模型（电弱对称性自发破缺后）与动力学的隐藏部门（预计负责冷暗物质）。隐藏的扇形由无菌自旋1/2狄拉克费米子（sterino）和无菌自旋0玻色子（sterons）表示，它们的质量由非零真空期望值的steron场自发产生，而sterino和steron相互作用由具有大质量尺度的反粒子张量场的无菌自旋1量子（A玻色子）介导。这些相互作用被认为是弱的，但比万有引力强。除了sterino和sterons，标准模型光子也被包含在无菌A玻色子的来源中，因此，它们成为隐藏扇区和标准模型扇区之间的联系（隐藏扇区的“光子入口”）。无菌A玻色子反张量场的相对论结构可以分裂为矢量场和轴向三维场（自旋为1，宇称为-和+），这样，标准模型电场和磁场就分别参与了这两种无菌A玻色子辐射源。
2009-03-30 hep-ph
Self-Interacting Dark Matter through the Higgs Portal
我们研究通过希格斯门耦合到标准模型的自相互作用暗物质。我们考虑一个场景，其中暗物质是一个热遗迹，具有足够强的自相互作用，可以减轻无碰撞冷暗物质的问题。我们研究直接探测搜索，大型强子对撞机和大爆炸核合成的约束。我们表明，这些约束和需要足够强的自相互作用与光介质之间的紧张关系可以通过耦合介质，无论是活跃或无菌中微子。未来的直接探测数据提供了巨大的潜力，可以用来寻找光介质的证据，并验证暗物质通过远程自相互作用散射。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
New avenues for the neutrino dipole portal exploration at the energy frontier
本文通过量纲-6偶极算符研究能量前沿的中微子偶极门户，评估HL-LHC、FCC-hh和10 TeV μ子对撞机上电弱玻色子引发过程的探测灵敏度。
2025-07-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
New Production Mechanism for keV Sterile Neutrino Dark Matter by Decays of Frozen-In Scalars
我们提出了一种新的keV无菌中微子暗物质产生机制。在我们的设置中，我们假设存在一个标量单线态粒子，它在早期宇宙中从未进入热平衡，因为它只通过一个非常小的希格斯门相互作用耦合到标准模型场。对于合适的耦合值，标量可以经历所谓的冻结过程，并以这种方式在早期宇宙中有效地产生。然后这些标量衰变成keV的无菌中微子，并产生正确的暗物质丰度。虽然类似的设置中的标量没有进入热平衡，然后冻结之前已经研究过，这里提出的机制是新的，并代表了一个通用的扩展已知的情况。我们进行了详细的数值计算DM生产使用一组耦合玻尔兹曼方程，我们说明了成功的区域中的参数空间。我们的生产机制甚至可以在完全不存在活性-无菌混合的模型中工作。
2013-06-17 astro-ph.CO hep-ph
Probing Neutrino-Portal Dark Matter at the Forward Physics Facility
正向物理设施（FPF）计划在大型强子对撞机的ATLAS相互作用点附近运行，为探索TeV能量尺度的中微子特性提供了令人兴奋的新领域。它将达到一个前所未有的制度，为地面中微子实验，并提供机会，揭示新的物理中微子在更高的能量尺度。我们表明，未来的探测器在FPF有可能发现新的介质，主要是中微子耦合，质量在0.3和20 GeV之间，小耦合尚未探测到现有的搜索。这样一个亲中微子介质是很好的动机，以解决几个中微子门户暗物质候选人的起源，包括热冻结和无菌中微子暗物质的情况。在实验上，相应的签名包括中微子带电电流散射事件与大失踪的横向动量，和过度明显的τ中微子事件。我们讨论了FPF探测器的能力，需要这种搜索，最重要的是强子能量分辨率。
2021-11-10 hep-ex hep-ph
Isocurvature Constraints on Portal Couplings
我们认为门户模型是超弱耦合的标准模型，并面对他们的观测约束暗物质丰度和等曲率扰动。我们假设隐藏扇区包含一个实单重标量$s$和一个通过赝标量汤川项耦合到$s$的无菌中微子$ψ$。在暴胀过程中，产生了由单重标量$s$组成的原始凝聚体，它对等曲率扰动的贡献被印在暗物质丰度上。我们计算了总的暗物质丰度，其中包括来自标准模型扇区的冷凝衰变和非热产生的贡献。然后，我们使用普朗克极限等曲率扰动，推导出一个新的约束连接暗物质的质量和单线态自耦合与膨胀的规模：$m_{\rm DM}/{\rm GeV}\lesssim 0.2λ_{\rm s}^{\scriptscriptstyle 3/8} \left(H_*/10^{\scriptscriptstyle 11}{\rm GeV}\right)^{\scriptscriptstyle -3/2}$。这个约束在大多数与标准模型超弱耦合并包含轻单重标量场的门户模型中是相关的。
2016-06-16 astro-ph.CO hep-ph
Quasi-Sterile Neutrinos from Dark Sectors I. BSM matter effects in neutrino oscillations and the short-baseline anomalies
准无菌中微子是暗扇区通过中微子和矢量入口与标准模型（SM）扇区相互作用的自然结果。本质上，准无菌中微子是亮暗扇区费米子，具有两个一般性质：（i）它们与SM的活性中微子混合，（ii）它们在与SM物质弱耦合的矢量介体下带电。这类粒子产生了各种有趣的现象学结果。在这篇文章中，我们调查这样一个后果：新的，超越SM物质的影响，可以改变介质中的中微子振荡。特别是，对于能量和物质密度的特殊窗口，活性中微子可以共振振荡成无菌中微子。我们利用这一特点来建立一个准无菌中微子模型，可以解释MiniBooNE和LSND异常，同时保持与长基线反应堆和加速器为基础的中微子实验的观测兼容。该模型也可能与MicroBooNE合作报告的最新结果兼容（尽管由于迄今为止MicroBooNE的公开数据发布中缺乏信息，我们无法精确量化这一说法）。太阳中微子和$ν_e$消失搜索的影响也进行了简要讨论。
2022-08-04 hep-ex hep-ph
Indirect Detection of Neutrino Portal Dark Matter
我们在一个简单的模型中研究了利用中微子入口间接探测暗物质的可行性。该模型非常经济，右手中微子通过I型跷跷板机制产生中微子质量，同时介导与暗物质的相互作用。考虑到I型跷跷板中预期的小中微子汤川耦合，在这种情况下直接探测和加速器探测暗物质是具有挑战性的。然而，暗物质可以有效地湮灭为右手中微子，然后通过弱相互作用通过活性-无菌混合衰变，导致各种间接的天文特征。我们从普朗克宇宙微波背景测量、费米矮球状星系和银河中心γ射线观测以及阿尔法磁谱仪-02反质子观测中得出了这一假设存在的限制，并讨论了费米望远镜和切伦科夫望远镜阵列的未来前景。热湮灭率已经被探测到的暗物质轻于约50 GeV，这可以扩展到暗物质质量的100 GeV和更高的未来。这种情况下也可以提供一个暗物质的费米银河中心伽马射线过剩的解释，我们面对这种解释与其他间接的限制。最后，我们讨论了一些令人兴奋的影响，扩展的极小模型与大中微子汤川耦合和希格斯门耦合。
2018-12-13 astro-ph.HE hep-ph
