Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Constraints on the dark photon from deep inelastic scattering
我们调查的暗光子所产生的深度非弹性散射（DIS）数据的分析约束。我们进行提取的部分子分布函数（PDF）与和不存在的暗光子，并允许暗光子混合参数和质量的变化。我们还包括矢量介子优势的影响，以确保正确的光生极限。通过考虑从这样的提取所产生的总$χ^2$的变化，我们推断排除限制暗光子的动力学混合参数的暗光子质量高达$80\ {\rm GeV}$。
2022-02-05 hep-ex hep-ph
Coherence from interference: a solvable model of sub-GeV dark matter-nucleus scattering
University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
研究暗物质与原子核相互作用从相干散射到非相干散射的过渡问题，采用一维N格点晶格模型精确计算暗物质散射，揭示相干与非相干散射区别及动量守恒约束变化，获三维晶体中相关计算的定量验证。
2026-07-29 hep-ex hep-ph
Light dark matter in neutrino beams: production modelling and scattering signatures at MiniBooNE, T2K and SHiP
分析了MiniBooNE、T2 K、SHiP、DUNE等中微子实验中产生的亚GeV轻暗物质的探测前景，提出了一个改进的产生模型，当暗物质通过暗光子或重子矢量介质耦合到强子态时，引入暗矢量的韧致辐射。除了弹性散射，我们还研究签名的光暗物质经历深非弹性或准弹性NC $π^0$ -类散射的检测器产生中性π介子，这对于某些实验可能提供最佳的灵敏度。一个广泛的附录提供了一个公开可用的模拟工具{ \tt BdNMC}的文档，可以应用于确定隐藏的部门暗物质的生产和散射率在一系列质子固定目标实验。
2017-01-30 hep-ex hep-ph
Scattering meets absorption in dark matter detection
Nikhef（荷兰国家核与亚原子物理研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Radboud University（拉德堡德大学）
研究暗物质通过轻介子与电子和核子的散射及介子吸收的相互作用，探索未来直接探测实验中暗物质的可行探测目标。
2025-01-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for Dark Matter Particles with Compton Scattering Approach
暗物质之谜是21世纪最重要的基础物理问题之一。毫无疑问，这一难题的解决将是人类在更深层次地认识自然母亲的道路上的一个新的里程碑。在这里，我们建议使用上海激光电子伽马源（SLEGS）搜索暗物质候选粒子，包括暗赝标量粒子，暗标量粒子和暗光子。我们的模拟表明，电子设施，如SLEGS与一些升级可能是有竞争力的平台，在寻找轻暗物质粒子的质量在几十keV。
2021-06-16 hep-ex hep-ph
Dependence of Dark Matter - Electron Scattering on the Galactic Dark Matter Velocity Distribution
暗物质-电子散射的速率取决于暗物质晕的速度分布。重要的是，暗物质-电子散射对高速尾特别敏感，这在各种暗物质晕模型中有很大不同。在这项工作中，我们总结了领先的晕模型，并讨论了进入它们的各种参数。我们建议根据最近的研究和测量更新这些参数的值。此外，我们量化的暗物质-电子散射率的晕模型和参数的选择上的依赖性，并演示这些选择如何传播到预测的横截面限制。速率对圆速度v0的变化最敏感;在硅靶中，我们发现速率预测的变化范围可以从O（0.01%）到O（100%）（接触相互作用）和O（10%）到O（100%）（长程相互作用）。
2020-11-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Scattering of non-relativistic finite-size particles and puffy dark matter direct detection
School of Electronic Engineering, Chengdu Technological University（成都工业学院电子工程学院）；Center for Theoretical Physics, Henan Normal University（河南师范大学理论物理中心）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School of Physics and Electronics, Henan University（河南大学物理与电子学院）
本文研究了非相对论有限尺寸粒子的散射特性，并将其应用于松散暗物质直接探测，发现粒子尺寸对散射截面有显著影响，尤其在非微扰区域的特性与点状暗物质不同。
2026-03-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
DarkELF: A python package for dark matter scattering in dielectric targets
我们提出了一个Python软件包来计算光暗物质在电介质材料中的相互作用率，包括屏蔽效应。材料的全部响应在材料的能量损失函数（ELF）方面被参数化，所述能量损失函数darkELF转换为直接暗物质电子散射和通过Migdal效应的微分散射率。此外，darkELF还可以计算亚MeV暗物质通过暗光子介质散射产生声子的速率，以及由暗光子组成的暗物质的吸收速率。该软件包包括用于Al、$\mathrm{Al}_2\mathrm{O}_3$、GaAs、GAN、Ge、Si、$\mathrm{SiO}_2$和ZnS的预先计算的ELF，并允许用户轻松地为任意材料添加自己的ELF提取。
2021-04-26 hep-ph
ALP-mediated Dark Matter-Nucleon Scattering
Radboud University（拉德堡德大学）；Nikhef（尼凯夫研究所）
通过轴子类粒子介导的暗物质-核子散射在特定条件下可被现有实验探测，并有望突破对撞机搜索的灵敏度。
2026-02-26 hep-ex hep-ph
Search for invisible dark photon in $γe$ scattering at future lepton colliders
首次考察了在未来的轻子对撞机ILC、CLIC和CEPC上$γe^-$散射中大质量暗光子的产生。DP的不可见衰减模式被解决。研究了康普顿背散射光子与极化电子的非极化散射和碰撞，给出了丢失的能量分布。我们考虑了DP质量$m_{A'}$的宽范围10 GeV - 1000 GeV。在95% C. L.在平面$(\varepsilon, m_{A'})$中，其中$\varepsilon$是动力学混合参数。
2022-04-11 hep-ex hep-ph
Constraints on Dark Photon from Neutrino-Electron Scattering Experiments
在中微子电子散射实验中，研究了与$U(1)_{\rm B-L}$群相关联的另一个轻规范玻色子$A^\prime$（暗光子）的可能表现。得到了耦合常数$g_{\rm B-L}$和暗光子质量$M_{A^\prime}$的不相容图。结果表明，暗光子与标准模型之间的干涉项的贡献是重要的。干扰效应进行了研究，并与从TEXONO，GEMMA，BOREXINO，LSND以及CHARM II实验的数据集进行了比较。我们的结果提供了更严格的界限参数空间的某些区域。
2015-04-01 hep-ex hep-ph
Some Thoughts on (the Incompleteness of) the (Double) Differential Event Rates for Elastic WIMP-Nucleus Scattering in (Directional) Direct Dark Matter Detection Physics
本文回顾了WIMP-核弹性散射的（双）微分事件率的表达式，并讨论了在（定向）直接暗物质探测物理学中使用这些表达式的一些不寻常的想法。几个不经常提到的（但重要的）问题将被详细论证和论证。
2021-10-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Direct detection of Sub-GeV Dark Matter via 3-body Inelastic Scattering Process
直接探测亚GeV暗物质是一项具有挑战性的工作，因为亚GeV暗物质的弹性散射产生的原子核或电子的反冲能量很难达到探测器的探测阈值。本文提出了一种通过三体非弹性散射过程直接探测亚GeV暗辐射的新方法，即$χ+ χ+ {\rm SM} \to η+ {\rm SM}$，其中$χ$是暗辐射候选，$η$是暗辐射复合态或任意暗辐射.这一过程在一大类DM模型中很常见，而无需假设早期宇宙的特定热历史。来自该过程的典型特征几乎是单能脉冲信号，其中反冲能量来自结合能或消耗的DM粒子。我们表明，可检测DM质量范围可以有效地扩大相比，弹性散射过程。
2021-09-30 hep-ex hep-ph
Sensitivity of Parity-violating Electron Scattering to a Dark Photon
我们探讨的宇称违反电子散射（PVES）的弹性和深度非弹性散射的暗光子的属性的不对称性的敏感性。鉴于近年来实验能力的进步，在参数空间中有一些有趣的区域，PVES提供了在不久的将来发现新物理的机会。在某些情况下，暗光子的存在可能会显著改变我们对原子核和中子星结构以及部分子分布函数的理解。
2022-07-03 hep-ex hep-ph nucl-th
On the relation between Migdal effect and dark matter-electron scattering in isolated atoms and semiconductors
直接探测亚GeV暗物质的一个关键策略是寻找小的电离信号。这些可能会产生从暗物质-电子散射或当暗物质-核散射过程是伴随着一个“Migdal”electron. We表明，这两个过程的理论描述是密切相关的，这使得暗物质-电子和暗物质-核散射率之间的主要映射一旦指定的暗物质与物质的相互作用。我们探索这种参数关系的贵液目标，并首次提供了一个估计的“Migdal”的电离率在半导体中，是基于评估的晶体形状因子，占半导体能带结构。我们还提出了新的暗物质核散射限制下到暗物质质量为500千电子伏，使用已公布的数据从XENON 10，XENON 100，和SENSEI原型跳跃CCD。对于暗光子介质，暗物质-电子散射率占主导地位的迁移率低于100兆电子伏的暗物质质量。我们还提供了建议的实验与氙和硅目标的预测。
2020-02-03 hep-ph
DarkNews: a Python-based event generator for heavy neutral lepton production in neutrino-nucleus scattering
我们介绍DarkNews，一个轻量级的基于Python的蒙特卡罗生成器，用于超越标准模型的中微子-核散射。该发生器通过额外的矢量或标量介质以及过渡磁矩来处理重中性轻子的产生和衰变。DarkNews对预先计算的中微子-核上散射截面和重中微子衰变率进行了采样，以在加速器中微子实验中产生双轻子和单光子事件。我们提出了两个案例研究的模型，可以解释MiniBooNE过剩的差分分布。这个代码的目的是帮助中微子理论和实验社区进行搜索和灵敏度研究的新粒子产生的中微子上散射。
2022-07-08 hep-ex hep-ph
Optimizing Energetic Light Dark Matter Searches in Dark Matter and Neutrino Experiments
中微子和暗物质实验与大体积（$\gtrsim 1$吨）探测器可以提供卓越的灵敏度，从目前的宇宙高能光暗物质诱导的信号。以提升暗物质作为一个具体的例子，充满活力的光暗物质，我们仔细检查两个代表性的搜索通道，电子散射和质子散射，包括深度非弹性散射过程，在弹性和非弹性提升暗物质的背景下，在一个完全独立的方式检测器。在这项工作中，采用暗规范玻色子作为粒子来介导标准模型粒子和增强的暗物质之间的相互作用。我们发现，这两个通道的信号灵敏度高度依赖于（质量）参数区域探测，所以搜索策略和通道的设计，特别是在实验的早期阶段，应该是明智的。特别是，如果介质的质量低于（高于）$\mathcal{O}$（GeV），那么与准弹性质子散射相比，来自增强暗物质引发的深度非弹性散射的贡献可以是次要的（重要的）。我们演示了如何实际执行搜索和相关分析，采用示例检测器，如DarkSide-20 k，DUNE，Hyper-Kamiokande和DeepCore，并考虑到各自的检测器规格。对于其他潜在的探测器，我们提供了一个汇总表，收集相关信息，从类似的研究可以很容易地完成。
2020-07-14 hep-ex hep-ph
Scattering of Dark Matter and Dark Energy
我们展示了宇宙的两个主要组成部分，暗能量和暗物质，如何拥有一个大的散射截面，而不会对观测产生很大的影响。与涉及两种流体之间能量交换的模型不同，背景宇宙学保持不变，留下的观测信号较少。在简要回顾了宇宙学上重要的粒子之间的散射截面之后，我们探讨了暗物质和暗能量之间的弹性相互作用的含义。大尺度结构的生长受到抑制，但这种影响被发现是弱的，由于持续低的暗能量密度。因此，我们得出结论，暗物质-暗能量截面可能超过汤姆逊截面几个数量级。
2010-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Dark photon in parity-violating electron scatterings
本研究利用PVES探测暗光子，计算其在弹性与深度非弹性散射中对标准模型耦合的修正，并结合实验数据约束暗光子参数空间。
2025-05-12 hep-ex hep-ph
Determining Spin-Dependent Light Dark Matter Rates from Neutron Scattering
本研究针对轻暗物质与电子自旋相关相互作用的散射/吸收速率依赖靶自旋响应的问题，提出利用中子散射测量的动态磁化率编码该响应，通过现有中子散射数据计算候选靶材料的暗物质散射速率并与第一性原理计算一致，还指出互补实验可扩展技术适用范围并确定候选靶材料。
2025-08-21 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Laser induced Compton Scattering to Dark Photon or Axion-like Particle
本文提出利用强激光场中的非线性康普顿散射产生暗光子或类轴子粒子，为轻于1 MeV的不可见新粒子提供互补且具竞争力的探测方案。
2025-02-05 hep-ex hep-ph
Modulation Effects in Dark Matter-Electron Scattering Experiments
暗物质直接探测实验的下一个前沿之一是探索MeV到GeV的质量机制。这种轻的暗物质不携带足够的动能来产生可观测的核反冲，但它可以散射电子，产生可测量的信号。我们引入了一个半分析的方法来表征由此产生的电子散射事件在原子和半导体目标，改善以前的分析建议，低估了在高反冲能量的信号。然后，我们使用这个程序来研究电子散射信号的时间相关特性，包括调制分数，高次谐波模式和调制相位。的时间依赖性可以在一个非平凡的方式从核散射的情况下是不同的。此外，我们表明，暗物质在地球内部的相互作用可以显着扭曲的实验室帧相空间分布的亚GeV暗物质。
2017-09-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Coherent scattering of low mass dark matter from optically trapped sensors
我们提出了一个寻找低质量的暗物质粒子通过动量反冲所造成的散射被困，纳米尺度的对象。我们的预测表明，即使有一个适度的fg质量传感器阵列，参数空间超出了现有的实验可以探索。较小的情况下，银质量传感器也进行了分析-其中暗物质可以相干地从整个传感器散射-使散射截面相对于与单个原子核的相互作用有很大的增强。这种传感器的大型阵列有可能探索新的参数空间低至10千电子伏的暗物质质量。如果这种传感器探测到来自暗物质的反冲，它们固有的方向灵敏度将允许明确识别暗物质信号。
2022-03-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Macroscopic Quantum Interference in Dark Matter Wave Scattering with MICROSCOPE
National Gravitation Laboratory, MOE Key Laboratory of Fundamental Physical Quantities Measurement, and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（东京大学）；College of Science, China University of Petroleum (East China)（中国石油大学（华东）理学院）
利用MICROSCOPE嵌套测试质量实现暗物质波散射的宏观量子干涉，通过干涉效应产生旋转调制信号，对二次暗物质-核子耦合给出领先约束。
2026-06-05 hep-ex hep-ph
An Improved Bound on Accelerated Light Dark Matter
本文计算矢量传递子介导的加速暗物质—地球散射中的非弹性效应，发现传递子质量和暗物质动能谱会使重传递子情形的自旋无关截面排除限改变数十倍。
2024-01-22 hep-ex hep-ph
Dark Matter scattering in low threshold detectors
研究低阈值探测器中亚GeV暗物质散射的集体效应，通过声子有效理论和能量损失形式分别计算核子与电子耦合的散射率，并推导出晶体中Migdal效应的新公式。
2023-08-01 hep-ph
Light Dark Matter Scattering in Gravitational Wave Detectors
我们提出了在引力波探测器中发现暗物质散射的前景。这项工作的重点是轻，粒子暗物质的质量低于1 GeV/c $^{2}$。我们研究了一个潜在的信号如何与热噪声和量子噪声等典型背景进行比较，首先在一个简单的玩具模型中，然后使用KAGRA作为一个现实的例子。这表明，对于一个发现，更轻和更冷的镜子将是必要的。我们还对天基实验和未来的原子干涉仪作了一些简要的评论。
2020-12-07 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Quantum Theory of Dark Matter Scattering
该研究利用Watson定理和Omnès解，建立了暗物质自散射截面与湮灭Sommerfeld增强因子间的直接关系，并证明可通过散射相移重现求解Schrödinger方程得到的增强因子。
2024-03-21 hep-ph
Transmon Qubit Constraints on Dark Matter-Nucleon Scattering
本文利用 transmon 量子比特的低能阈值优势，通过计算暗物质诱导的准粒子密度并结合最新实验测量，对 100 MeV 以下的暗物质-核子散射施加了现有最强的实验室限制之一，并展望了未来低准粒子密度器件的探测潜力。
2024-08-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Parton Models and the elastic scattering of supersymmetric dark matter off nucleons
在超对称暗物质与核子弹性散射的背景下，研究了味破缺SU（3）f动力学部分子模型的结果.结果表明，该模型的预测显着不同，从那些常用的“标准”部分子模型。最后给出并讨论了动力学部分子模型的一些显著性质。
2009-11-06 hep-ph
Inelastic Dark Matter Electron Scattering and the XENON1T Excess
探测暗物质（DM）的电子反冲可以揭示暗区的结构。我们考虑这样一种情况：较重的DM粒子非弹性地散射电子并转化为较轻的DM粒子。两个DM粒子之间的小质量差被转换成电子反冲能量。考虑到原子结构，我们研究了大质量暗光子介导的DM-电子相互作用，并计算了DM的非弹性散射率。结果发现，散射率显着增强，因为小的质量分裂，这使得一个小的动量转移匹配的电子波函数的大小。我们发现，存在一个可行的参数空间，解释了过量的电子反冲事件约2-3千电子伏最近报道的XENON 1 T实验。
2020-08-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Earth-Scattering Induced Modulation in Low-Threshold Dark Matter Experiments
针对亚GeV暗物质粒子，研究其经地球散射后在低阈值探测器中产生的恒星日周期信号调制，分析不同媒介子及靶材特性，指出该方法可探测当前实验阈值附近的新参数空间。
2025-11-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
On the scattering of a high-energy cosmic ray electrons off the dark matter
研究了高能宇宙线电子与暗物质粒子的相互作用。特别地，在超色扩展的标准模型中，我们预言了宇宙电子在超π介子上的非弹性散射会导致宇宙电子能谱的减弱。计算和研究了相应的二次中微子截面和角分布。我们还简要地讨论了这种类型的散射过程的一些影响。
2018-09-30 hep-ph
Plasmon production from dark matter scattering
我们提出了第一次计算的等离子体激元生产率在半导体从原子核反冲对暗物质。这个过程类似于横向光子模式的韧致辐射，但是发射的是纵向等离子体激元模式。对于10 MeV - 1 GeV质量范围内的暗物质，我们发现等离激元韧致辐射率比弹性散射的韧致辐射率小4-5个数量级，但比横向韧致辐射率大4-5个数量级。由于等离子体激元可以衰减成电子激发，并具有由等离子体频率$ω_p$给出的特征能量，其中Si晶体中的$ω_p \approx 16$ eV，等离子体激元产生提供了独特的签名和新方法来检测来自亚GeV暗物质的核反冲。
2020-06-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter Substructure under the Electron Scattering Lamppost
我们研究了暗物质-电子散射实验与盖亚数据所暗示的附近可能存在的新的暗物质亚结构之间的相互关系。我们展示了运动学子结构如何影响半导体中暗物质-电子散射的平均光谱和调制光谱，以及未来实验对这些目标的发现。相反，我们展示了未来的数据可以探测和约束的子结构暗物质部分，即使它构成了次主导的局部暗物质密度的组成部分。
2020-07-27 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining dark matter-nucleon scattering cross section by the background electron anti-neutrino flux data
恒星和行星等天体可能能够通过暗物质-核子散射捕获大量的暗物质粒子。以往的许多研究都将太阳和地球等不同的天体作为天然的暗物质探测器，并得到了暗物质-核子散射截面的一些严格界限。在这项研究中，我们使用由超级神冈实验获得的$\sim 10$ MeV电子中微子通量极限，并考虑地球作为一个大的天然暗物质探测器来约束暗物质-核子散射截面。我们表明，这种方法通常可以得到更严格的限制。对于一定范围内的暗物质质量湮灭通过$b\bar{b}$通道，截面的极限的同位旋无关的散射和质子唯一的散射可以得到更严格的比在PICO直接检测实验。
2022-01-07 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Nucleon scattering with higgsino and wino cold dark matter
大多是wino或higgsino的中微子被证明是兼容的，与最近的DAMA年度调制信号。这些暗物质候选者的核子散射率通常比通常考虑的bino高一个数量级。尽管早期宇宙中希格西诺和维诺数密度的热演化表明它们不是暗物质的候选者，但非热源，如引力子或反常介导的超对称性破缺中的模量衰变，表明它们可能是冷暗物质的主要来源。它们在高能对撞机上的隐蔽性更是推动了核子散射探测方法的分析。我们还提出了计算其预测的散射率与锗探测器，这还没有看到WIMP散射的证据。
2001-01-19 hep-ph
Detecting meV-Scale Dark Matter via Coherent Scattering with an Asymmetric Torsion Balance
Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）；Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；China University of Petroleum (East China)（中国石油大学（华东））；University of Tokyo（东京大学）
本文提出利用非对称扭力平衡实验探测meV量级暗物质，通过不同几何尺寸的测试体增强暗物质与宏观物体的相干散射效应，从而获得该质量范围内的最强核子散射截面约束。
2025-04-22 hep-ph
Search for dark matter at high-power laser facilities : flawed luminosity calculations in QPS -- Quasi parallel scattering
我指出的错误使用，在最近发表的几篇论文中，众所周知的两个粒子束的正面碰撞的亮度的表达式，在QPS -准平行散射-配置，其中两个光束是共同传播的，和单个粒子的碰撞发生在一个小角度wrt共同传播。
2013-11-21 gr-qc hep-ex hep-ph
Investigation of CMB constraints for dark matter-helium scattering
我们研究了早期宇宙中的暗物质-氦散射及其对宇宙微波背景（CMB）各向异性测量约束的影响。我们描述了可能的理论框架暗物质-核子相互作用通过标量，赝标量，或矢量介体，这种相互作用引起氢和氦散射，与截面，有一个幂律依赖于相对速度。在这些框架内，我们考虑三种情况：暗物质耦合到只有中子，只有质子，中子和质子具有相同的强度。对于这些不同的情况下，我们使用\textit{Planck} 2018温度，偏振和透镜各向异性数据来限制暗物质与氢和/或氦的散射，暗物质质量在10 keV和1 TeV之间。对于任何模型，允许氦和氢散射与非负幂律速度依赖，我们发现，氦散射占主导地位的约束暗物质质量远高于质子质量。此外，我们放置在暗物质，散射占主导地位/专门与氦在早期宇宙的第一CMB的限制。
2022-08-05 astro-ph.CO hep-ph
Producing a new Fermion in Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering: from Neutrino Mass to Dark Matter
本文研究了弹性中微子-核相干散射中新的MeV级费米子的产生。计算了对可测核子反冲谱的影响。假设新的费米子通过单线标量耦合到中微子和夸克，我们使用相干数据对其质量和耦合进行了限制，并确定了CONUS实验的灵敏度。我们研究了新的费米子与中微子质量产生的可能联系。本文还讨论了这种新的费米子作为暗物质粒子的可能性。
2018-12-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Halo-Independent Analysis of Direct Dark Matter Detection Through Electron Scattering
亚GeV质量的暗物质粒子与原子核的碰撞不会产生足够的能量来被探测到，而是可以通过它们与电子的相互作用来揭示。对直接探测实验数据的分析通常需要假设局部的暗物质晕速度分布。在晕独立的分析方法中，该分布的性质是从直接的暗物质探测数据中推断的，这允许比较不同的数据，而不对不确定的局部暗晕进行任何假设。这种方法迄今已发展并应用于暗物质从原子核的散射。在这里，我们演示了如何将这种分析应用于散射电子。
2022-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Scattering of Dark Particles with Light Mediators
我们提出了一种治疗的高能量散射的暗狄拉克费米子从核，介导的交换的光矢量玻色子。暗费米子是由固定靶中的质子-核相互作用产生的，在穿过屏蔽层筛选出强相互作用产物后，看起来类似于探测器中的中微子中性流散射。以费米实验室E613实验为例，我们对一个隐蔽的暗物质场景进行了限制。在探测器中的可见光散射既包括熟悉的制度的大动量转移到原子核（$Q^2$）所描述的深度非弹性散射，以及小$Q^2$运动学所描述的交换矢量介质波动成一个夸克-反夸克对，其与原子核的相互作用是由饱和模型。我们发现，低$Q^2$散射的改进的描述导致重要的修正，导致更强大的约束，在一个政权的描述完全在深非弹性散射不能信任。
2014-07-09 hep-ph
Probing ultra-light dark photon from inverse Compton-like scattering
暗光子不仅提供了一个连接暗区粒子和普通物质的入口，而且也是一个很好的暗物质候选者。我们提出通过逆类康普顿散射过程$p+γ^\prime \to p+γ$探测暗光子暗物质。由于超高能初级宇宙射线，我们发现这样的方法能够探测从$10^{-2}$ eV到$10^{-19}$ eV的暗光子质量，具有eROSITA $X$射线望远镜的预期灵敏度，这可以将木星磁场实验的暗光子质量下限扩展约三个数量级。
2022-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Terrestrial Effects on Dark Matter-Electron Scattering Experiments
一个经过充分研究的可能性是，暗物质可能存在于一个与标准模型隔绝的扇区中，除了所谓的光子入口：普通光子和暗光子之间的动力学混合。这种相互作用可以在暗物质直接探测实验中进行探测，而涉及探测暗物质-电子散射的新实验技术为亚GeV暗物质提供了新的灵敏度。然而，通常隐含地假设暗物质在穿过地球到达探测器时没有改变。本文详细研究了地球阻止对暗物质暗光子模型的影响，发现地球阻止显著降低了XENON 10和DAMIC模型的灵敏度。特别地，我们发现XENON 10仅排除在（5-3000）MeV范围内的质量，而DAMIC仅探测（20-50）MeV。它们相应的截面灵敏度降低到XENON 10的$(5\times 10^{-38}-10^{-30})~{\rm cm}^{2}$和DAMIC的$\sim 10^{-31}~{\rm cm}^{2}$周围的小窗口之间的截面窗口。我们还研究了未来DAMIC运行的影响。
2017-07-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
New Dissipation Mechanisms from Multi-level Dark Matter Scattering
具有对角和非对角相互作用的多能级暗物质在其自散射中表现出丰富的现象学。如果相互作用是由质量小于暗物质的粒子介导的，索末菲效应可以导致散射的共振增强。对于比能级分离轻的介质，暗物质粒子可以上散射到激发态，并通过发射这些介质去激发。我们计算这些横截面，以上和以下的运动学阈值，在一个通用的两个组件的暗物质模型，并确定大的非弹性横截面作为两个状态之间的最大混合的结果。一个新的路线冷却大暗物质晕和一个新的阻力之间的两个碰撞的晕被确定和所产生的纯粹的非弹性散射。
2018-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Ray-Dark Matter Scattering: a New Signature of (Asymmetric) Dark Matter in the Gamma Ray Sky
我们考虑了银河宇宙射线电子和质子在末态光子辐射下被暗物质散射的过程。这一过程为用伽马射线寻找银河系暗物质提供了一种新的方法。我们认为，对于一个通用的弱相互作用的大质量粒子，如共同湮灭或速度依赖的横截面的影响，伽马射线发射的宇宙射线散射的暗物质通常小于从暗物质对湮灭。然而，如果暗物质粒子不能成对湮灭，例如在非对称暗物质场景中的情况，则具有终态光子发射的宇宙射线散射提供了一个独特的窗口来检测来自暗物质的伽马射线信号。我们估计预期的通量水平和它的光谱特征为一个通用的超对称设置，我们还讨论了偶极和发光的暗物质。我们表明，在某些情况下，伽马射线发射可能是大到足以检测到的费米大面积望远镜。
2011-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
$ν$ limits from Super-Kamiokande on dark matter-electron scattering in the Sun
该研究利用 Super-Kamiokande 的大气中微子测量，对太阳内暗物质–电子散射及俘获湮灭设定严格截面限制，并评估 Hyper-K 的未来灵敏度。
2025-03-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cold Dark Matter Detection via the LSP-Nucleus Elastic Scattering
研究了LSP-核弹性散射截面的动量转移依赖性。在唯象允许的参数空间中得到了新的输入超对称性参数，并利用这些参数计算了各种核系统的相干率和所提出的$^{207}Pb$靶的自旋矩阵元。结果进行了比较，从其他冷暗物质探测目标。
1997-01-02 hep-ph
Electric Dipole Moments From Missed Dark Matter Scattering
本文研究了超轻类轴子暗物质与标准模型粒子的集体散射，发现该散射通过单圈量子电动力学图将反常磁矩转化为电偶极矩，从而对类轴子粒子与电子和质子的耦合给出了分别高达11和6个数量级的强约束。
2024-12-19 hep-ph
Dark matter-electron scattering in dielectrics
许多直接探测实验正在寻找亚GeV暗物质散射产生的电子激发。我们提出了一种替代配方的暗物质-电子散射的材料的介电响应。对于与电子耦合的暗物质，这种方法自动考虑了介质屏蔽效应，这在以前的半导体目标速率计算中没有包括在内。我们表明，标量和矢量介体都出现了筛选效应。其结果是使用介电材料作为目标的直接检测实验的范围不可忽略地减少。我们还探讨了不同的介电响应的测定，包括第一性原理密度泛函理论（DFT）计算和数据驱动的解析近似使用Mermin振荡器模型。
2021-01-20 hep-ph
Directly detecting sub-GeV dark matter with electrons from nuclear scattering
质量在亚GeV范围内的暗物质（DM）粒子是较重的弱相互作用大质量粒子的有吸引力的替代品，但直接检测这种轻粒子是具有挑战性的。然而，如果DM-核散射导致反冲原子的电离，即使核反冲是不可观测的，产生的电子也可以被检测到。我们证明，包括这种效果显着提高直接检测灵敏度亚GeV DM。现有的实验设定了世界领先的限制，未来的实验可能会探测与热冻结相关的截面。
2018-08-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Higgs-portal Scalar Dark Matter: Scattering Cross Section and Observable Limits
从暗物质自相互作用对大尺度结构形成的影响出发，研究了最简单的Higgs门暗物质模型.我们显示的共振和大质量区域的直接检测极限。最后，我们还比较了这些限制在LHC和氙1T实验。
2016-11-22 astro-ph.CO hep-ph
