Monochromatic Neutrino Signals from Dark Matter Annihilation
太阳中的暗物质湮灭到中微子-反中微子对在中微子探测器如冰立方和KM 3中有显著的特征。我们对中微子从太阳中心传播到地球后的信号进行了独立于模型的研究。太阳中一个大的自旋相关DM捕获截面使得发现前景强劲。
2007-12-11 astro-ph hep-ph
Mixed Sneutrino Dark Matter and the Ratio Omega(b)/Omega(dm)
已知宇宙学重子密度（$Ω_{\rm{b}}$）和暗物质密度（$Ω_{\rm{dm}}$）具有惊人的相似值。然而，在早期宇宙的大多数理论中，每个密度都由单独的动力学来解释，因此这种观察没有令人信服的理由。在本文中，我简要地回顾了一个模型，其中的暗物质物种具有粒子-反粒子不对称性。这种不对称性决定了重子的不对称性，并强烈地影响着暗物质的密度，从而自然地将$Ω_{\rm{b}}$和$Ω_{\rm{dm}}$联系起来。在这些模型中，它表明，sneutrinos可以发挥这样的暗物质的作用。
2006-10-27 hep-ph
Electroweak-Symmetric Dark Monopoles from Preheating
如果暗扇区包含t Hooft-Polyakov单极子和足够小的暗规范耦合，暗单极子可能是宏观暗物质的候选者。它与标准模型的希格斯门耦合可以改变中微子内部的电弱真空。在最引人注目的情况下，暗单极子甚至可以包含电弱对称核，并在大体积探测器上产生多次击中信号。如果它们是在早期宇宙中通过参数共振产生的，那么半径达1微米、质量达10千吨的单极子就可以解释所有的暗物质。
2020-05-01 astro-ph.CO hep-ph
WIMPs with GUTs: Dark Matter Coannihilation with a Lighter Species
提出了一种新的超重暗物质热冻结机制。暗物质与较轻的不稳定物质共湮灭，导致湮灭率相对于标准WIMP呈指数级增强。这种情况使任何潜在的暗物质候选者都不稳定。为了与天体物理观测保持一致，我们的提议需要非常长的寿命状态，激发了与超重暗物质晚期衰变相关的惊人现象学，可能与大统一理论的尺度$M_\text{GUT} \sim 10^{16}$ GeV一样大。
2017-04-26 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Generation and Split Supersymmetry
我们分析了一个简单的分裂超对称方案，费米子质量来自异常调解，产生m_s ~ 1000 TeV，m_{3/2} ~ 100 TeV，和m_f ~ 1 TeV。我们认为非热暗物质生产中存在的模量，我们发现，衰减链的模量到LSP和模量到引力子到LSP产生暗物质更有效地比微扰冻结，允许光，大型强子对撞机可见光谱。这些衰减模量也可以削弱宇宙学对轴子衰减常数的约束。在夸克质量为1000 TeV的情况下，LHC胶子将从它们的主顶点衰减毫米，导致一个引人注目的实验签名，并且味道改变中性电流的抑制几乎足以允许夸克质量矩阵中的任意混合。
2006-11-30 hep-ph
Displaced Lepton Jet Signatures from Self-Interacting Dark Matter Bound States
我们在大型强子对撞机上研究自相互作用的暗物质特征。当$pp$碰撞中的重赝引力产生暗光子时，介导暗物质自相互作用的轻暗光子可以束缚暗物质粒子以形成束缚态。束缚态可以进一步湮灭成一对增强的暗光子，随后通过动力学混合入口衰变成带电轻子，导致引人注目的位移轻子喷流信号。在调整ATLAS实验中使用的分析后，我们探索了在$13~{\rm TeV}$运行时模型参数的范围，其中积分亮度为$300~{\rm fb^{-1}}$。对于重的暗物质，位移轻子喷流搜索可以超过传统的单喷流信号，在设定的伪暗物质的质量下限。如果探测到一个正信号，我们可以探测暗物质质量和暗耦合常数后，结合位移轻子喷流和单喷流搜索。我们进一步证明了CMS双μ子搜索对暗光子的末态辐射是敏感的。我们的研究结果表明，在寻找暗物质的自相互作用性质时，陆地对撞机实验补充了星系的天文观测。
2019-09-09 hep-ph
Flavor Anomalies, the Diphoton Excess and a Dark Matter Candidate
我们认为，双光子过剩最近报告的ATLAS和CMS可以解释，随着几个异常的味道部门，在模型中，标准模型单重标量共振质量$M \approx 750$ GeV的胶子融合通过循环包含标量色三重轻夸克$ϕ$。对于质量为$M_ϕ\lesssim$ 1 TeV的轻夸克，产生截面自然在10 fb范围内。一个大的$S \to γγ$分支比可以通过将标量S耦合到具有电弱尺度质量的新色单态费米子$χ$来获得，它可以是$SU(2)_L$多重态的一部分，其中性分量具有合适的质量和量子数，可以成为暗物质候选者。我们的模型揭示了味道异常之间的联系，暗物质的性质和一个新的标量，它作为一个调解人的黑暗部门。环介导的衰变$S \to τ^+τ^-$可能是该模型的一个引人注目的特征。
2016-06-28 hep-ph
Indirect Detection of Sub-GeV Dark Matter Coupling to Quarks
我们认为光子信号所产生的湮灭或衰变的低质量（亚GeV）的暗物质，主要耦合到夸克。在这种情况下，分支分数的各种运动学上可访问的强子末态可以在很大程度上确定手征微扰理论。这些最终状态中的几个在亚GeV光子谱中产生引人注目的光谱特征。新的实验，如e-ASTROGAM和AMEGO，正在开发中，以提高在这个能量范围内的灵敏度，我们讨论了他们的潜在灵敏度，这类模型。
2018-12-17 astro-ph.CO hep-ph
$E_6$ Inspired SUSY Benchmarks, Dark Matter Relic Density and a 125 GeV Higgs
我们探索了暗物质的残余密度和粒子谱的约束版本的$E_6$启发超对称模型与额外的$U(1)_N$规范对称性。在这个模型中，一个单一的精确保管对称禁止树级的变味跃迁和最危险的重子和轻子数违反运营商。我们提出了一组基准点显示的情况下，有一个SM样的希格斯质量为125 GeV和s粒子质量以上的LHC的限制。它们导致了引人注目的新物理特征，这些特征可以在大型强子对撞机第二次运行期间观察到，并且可以将该模型与SM的最简单的SUSY扩展区分开来。与此同时，这些基准情景与测量的暗物质丰度一致，并必然导致大的暗物质直接检测截面接近当前的极限，并很快在XENON1 T实验中观察到。
2016-06-22 hep-ph
The Diphoton and Diboson Excesses in a Left-Right Symmetric Theory of Dark Matter
我们探讨的可能性，最近报道的双光子过剩ATLAS和CMS可以容纳在一个最小的扩展左右对称模型。我们的设置是能够同时解释运行2双光子和运行1双玻色子过剩，同时提供了一个标准的热冻结出弱尺度暗物质。在这种情况下，750 GeV的中性右手希格斯三重态是造成双光子过剩的原因。这种状态与暗物质多重态的中性和带电成分的相互作用提供了产生和衰变的主要机制。这个模型的一个显著特征是在双光子通道中额外存在丢失的能量。
2016-01-07 hep-ex hep-ph
Towards detecting super-GeV dark matter via annihilation to neutrinos
本文评估KM3NeT的ORCA与ARCA探测器利用银河系中心中微子信号搜寻数GeV至100 TeV暗物质的最大似然灵敏度，并展示其可触及热遗迹线及新模型参数空间。
2022-11-22 hep-ph
Dark-matter induced neutron-antineutron oscillations
本研究探讨携带2个重子数的轻暗物质诱导中子-反中子振荡的可能性，分析轴子实现方案后发现真实QCD轴子模型无法产生该效应，需普通标量或类轴子暗物质背景，且其对应实验特征值得探索。
2024-12-09 hep-ph
Absolute neutrino mass scale and dark matter stability from flavour symmetry
我们探索一个简单的，但非常具有预测性的暗生模型的扩展。我们将暗生对称性$\mathbb{Z}_2$提升为味非阿贝尔对称性$Σ(81)$，它也能自动保护暗物质的稳定性。此外，$Σ(81)$导致了轻子领域惊人的预测：只有倒序被实现，绝对中微子质量标度被预测为$m_\text{lightest} \approx 7.5 \times 10^{-4}$ eV，并且马约拉纳相位以这样一种方式关联，即$|m_{ee}| \approx 0.018$ eV。该模型还导致太阳混合角$θ_{12}$和$δ_{CP}$之间的强相关性，这可能被下一代中微子振荡实验证伪。设置是最小的，在这个意义上，没有额外的对称性或黄酮是必需的。
2023-01-09 hep-ph
Distorted Neutrino Oscillations From Ultralight Scalar Dark Matter
冷，超轻（$\ll$ eV）玻色子暗物质与错位丰度可以诱导时间变化的质量和耦合的标准模型粒子。我们发现，中微子振荡参数的快速变化可以导致显着扭曲的中微子振荡（DiNOs），并在长基线实验产生惊人的签名。我们研究了几个有代表性的观测值来证明这种效应，并发现当前和未来的实验，包括DUNE和JUNO是敏感的范围广泛的可行的标量参数在几十年的质量范围。
2017-05-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A Little Higgs Model with Exact Dark Matter Parity
基于Krohn和Yavin最近的一个想法，我们构造了一个内部宇称不被反常Wess-Zumino-Witten项破坏的小Higgs模型。该模型是Arkani-Hamed等人和Cheng和Low的“最小驼鹿”模型的修改。新的宇称防止了对斜电弱参数的大的修正，并导致了一个可行的暗物质候选者。它示出了如何完整的标准模型粒子的内容，包括夸克和轻子连同他们的汤川耦合，可以实现。自然参数的选择成功地实现了电弱对称性破缺，并与电弱精度约束保持一致。在TeV尺度下，我们预测会有丰富的新粒子谱，其中一些粒子在大型强子对撞机上有相当大的产生截面和显著的衰变特征。
2011-01-03 hep-ph
Minding the MeV Gap: the Indirect Detection of Low Mass Dark Matter
我们认为间接探测低质量暗物质的前景占主导地位的夸克夫妇。如果质心能量低于280兆电子伏，运动学上允许的最终状态将由光子和中性π介子主导，在伽马射线望远镜上产生惊人的信号。事实上，已经提出了一系列新仪器，这将大大提高对这一能量范围内光子的灵敏度。我们发现，计划中的仪器可以提高目前的灵敏度，这种类型的暗物质模型高达几个数量级。
2015-09-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A balance for Dark Matter bound states
从天体物理学的角度来看，具有0.2 barn/GeV量级自相互作用的大质量粒子是有趣的暗物质候选者。目前和过去直接探测大质量暗物质粒子的实验都集中在普通物质的相对较低的截面上，但是由于大气和材料的屏蔽，他们不能排除非常大的截面，$σ/M > 0.01$ barn/GeV。宇宙学对宇宙中暗物质和重子之间存在大的相互作用有一个很强的间接限制，然而这样的限制不能排除暗物质的一个小的次主导成分的存在，它与我们的星系晕中的普通物质有不可忽略的相互作用。在这里，与普通物质的束缚态的存在的可能性，一个类似的暗物质候选人不可忽略的相互作用，被认为是。结合能大于$\sim$ 1 meV的束缚态的存在，将提供在实验室中测试谷仓（或更大）量级的捕获截面的可能性。由于可能的粒子积累，对低温样品质量增加的检测的特征将允许对质量高达GUT尺度的这些暗物质候选者进行调查。一个可能的检测设置和一些噪声源的评价的概念证明。
2017-03-15 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Partially Composite Dark Matter
在希格斯场以伪南武-戈德斯通玻色子的形式出现的一类理论中，通常假设产生汤川耦合的相互作用也提供了希格斯势。这样的情况一般需要对希格斯势的主导贡献有一点抵消，而电弱标度是由主导贡献和次主导贡献之间的平衡产生的。相反，我们考虑这样一种可能性，即暗物质粒子的贡献与顶夸克的贡献相平衡。新粒子的热遗迹解释了参数空间一致区域中暗物质的丰度，并且发现直接检测是有希望的。
2014-07-02 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric Sneutrino Dark Matter and the Omega(b)/Omega(DM) Puzzle
宇宙学重子和暗物质密度的推断值惊人地相似，但在早期宇宙的大多数理论中，对这一事实没有真正的解释;特别是，重子的不对称性和密度取决于未知的、{ \it a priori}未知的、可能很小的CP破坏相，这些相独立于决定暗物质密度的所有参数。我们考虑具有粒子-反粒子不对称性的暗物质模型，这种不对称性决定了重子不对称性，并强烈影响了暗物质密度，从而自然地将$Ω_{\rm{b}}$和$Ω_{\rm{dm}}$联系起来。我们表明，sneutrinos可以发挥这样的暗物质在以前研究的MSSM的变体，其中轻中微子质量的结果从更高的维度超光速破缺条款的作用。
2004-12-14 astro-ph hep-ph
LHC Signals for a SuperUnified Theory of Dark Matter
一个新的WIMP暗物质理论已经被提出，其直接动机是来自PAMELA和ATIC合作的惊人数据。WIMP被认为是在一个隐藏的规范对称性G_Dark下带电的，在GeV尺度附近破裂;这也为INTEGRAL和DAMA信号的“兴奋”和“非弹性”暗物质解释提供了必要的成分。在这篇简短的笔记中，我们指出了在低能超对称性中最直接嵌入这个简单图像的后果，其中G_Dark在GeV尺度上的破缺通过辐射校正或普朗克抑制算子自然产生。该理论预测，在大型强子对撞机的超对称信号的主要补充。一个完全通用的预测是，G_Dark粒子可以在MSSM超伴子的级联衰变中产生，因为这些级联衰变以MSSM LSP对结束，这些LSP对又衰变成真正的LSP和暗扇区中的其他粒子。反过来，最轻的GeV尺度的暗希格斯玻色子和规范玻色子最终衰变回轻SM态，并主要衰变为轻子。因此，所有超对称事件的很大一部分将包含至少两个“轻子喷流”：n ≥ 2轻子的集合，具有小的角间距和GeV尺度不变的质量。此外，如果暗物质部分在标准模型下直接带电，规范耦合统一的成功意味着新的长寿命有色粒子的存在，这些粒子可以在LHC中大量产生。
2008-11-03 hep-ph
Effective description of dark matter self-interactions in small dark matter haloes
自相互作用的暗物质可能具有惊人的天体物理学特征，例如在合并的星系团中星系和暗物质之间可观察到的偏移。数值N体模拟用于预测这些观测值，通常将星系视为无碰撞的测试粒子，这是一个值得怀疑的假设，因为每个星系都嵌入在自己的暗物质晕中。为了使一个更准确的治疗，我们开发了一个有效的描述小暗物质晕考虑到两个主要的影响，由于暗物质自散射：减速和蒸发。我们指出，自散射可以有相当大的影响，星系的轨迹，减少星系和暗物质合并集群之间的分离。这种效应敏感地依赖于底层粒子物理，特别是自散射截面的角度依赖性，并且不能单独从动量传递截面预测。
2020-09-10 astro-ph.CO hep-ph
Loop-induced dark matter direct detection signals from gamma-ray lines
最近提出了改进的极限以及暗物质湮灭为伽马射线的试探性声明。在假设暗物质与原子核之间没有耦合的情况下，我们研究了暗物质湮灭为两个光子的直接探测截面。我们发现一个惊人的非标准反冲光谱由于不同的破坏性干扰贡献的暗物质核散射截面。虽然在s波湮灭的情况下，直接检测实验的电流灵敏度不足以与间接检测搜索竞争，但对于p波湮灭，直接搜索的约束是可比的。这将允许测试暗物质与p波湮灭的情况下，预测一个大的双光子湮灭截面在下一代的实验。
2012-12-03 astro-ph.CO hep-ph
NMSSM with Gravitino Dark Matter to be tested at LHC
我们提出了一个解决方案的引力子问题，这产生在NMSSM，允许从普通的引力介导的超对称性破缺与弱尺度引力子暗物质的sparticle光谱。这种耦合将单线态与MSSM扇区联系起来，增强了树能级的希格斯质量，为观测到的希格斯玻色子玻色子如此重提供了一个有吸引力的解释。同样的耦合诱导非常有效的对湮灭过程的中性伴子NLSP。它的遗迹丰度可以被充分抑制，以满足对原始核合成后期衰变遗迹的强约束-即使是很长的中性伴子寿命。对这种情况的惊人预测是，在LHC-14上寻找最高共振时检测到了赝标量希格斯玻色子玻色子，使其完全可以测试。
2013-08-12 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Strikes Back at the Galactic Center
先前的统计证据表明，银河系中心GeV过剩（GCE）主要来自点源，而不是来自湮灭的暗物质。我们研究未建模的源人口的影响，确定真正的起源GCE使用非泊松模板拟合（NPTF）的方法。在一个模拟数据的原理验证例子中，我们发现费米泡中的未建模源可能导致NPTF将暗物质信号错误归因为点源。我们发现了惊人的行为与真实费米数据中的错误建模效应一致，发现大型人工注入的暗物质信号完全错误地归因于点源。因此，我们得出结论，暗物质可能提供了一个主要的贡献，毕竟GCE。
2019-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Parallel World in the Dark
重子和暗物质的巧合是一个长期存在的问题。有趣的是，最近的观测表明暗辐射的存在，如果得到证实，将提出另一个巧合问题，即为什么暗辐射的密度与光子的密度相当。这些惊人的巧合可以追溯到暗区，暗区的粒子含量和相互作用与标准模型非常相似，如果不是完全相同的话：一个黑暗的平行世界。它自然地解决了暗物质和暗辐射的符合问题，并预言了质量为${\cal O}(0.1 - 1)$ \，eV的无菌中微子，以及由普通重子对应物组成的自相互作用暗物质。我们发现了一个强有力的预测之间的关系的丰富的暗辐射和不育中微子，这可以作为吸烟枪的证据，黑暗的平行世界。
2013-02-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter Superfluidity and Galactic Dynamics
我们提出了一个统一的框架，调和MOND在星系尺度上的惊人成功与宇宙尺度上的LambdaCDM模型的胜利。这是通过超流物理学实现的。暗物质由自相互作用的类轴子粒子组成，这些粒子在星系中热化和凝聚形成超流体，其临界温度为~mK。超流声子介导重子物质的MOND加速度。我们的框架很自然地区分了星系（MOND成功的地方）和星系团（MOND不成功的地方）：星系团中的暗物质具有更高的温度，因此处于超流和正常相的混合物中。超流物理学的丰富和充分的研究导致了许多惊人的观测信号。
2015-06-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sparticle spectrum and dark matter in type I string theory with an intermediate scale
超对称粒子谱是在I型弦论中计算的，它被表述为IIB型弦论的定向折叠紧化。假设弦尺度为中间值$10^{11}-10^{12}$ GeV，并引入额外的类矢量物质态，以允许规范耦合常数在此尺度下统一。将谱的定性特征与弱耦合杂化弦的Calabi-Yau紧化和$M$ -理论的11维超引力极限进行了比较。观察到一些显著的差异。假设宇宙中最轻的中性伴子提供了暗物质，得到了对超粒子谱的进一步限制。估计了暗物质的直接探测率。
2000-08-29 hep-ph hep-th
Self Destructing Atomic DM
自毁暗物质（SDDM）是一类暗扇区模型，其中暗扇区粒子与地球碰撞导致其迅速衰变为标准模型粒子，在中微子探测器上产生独特的信号。SDDM固有的脆弱性使得它不太可能从早期宇宙中存活下来，这意味着它是一种晚期的产生机制。我们提出了一个有效的后期生产机制SDDM的基础上原子重排，负责μ子或反质子捕获氢的机制。在这个模型中，原子重排过程发生在我们的星系中，将暗原子转换为高度激发的束缚态-我们的SDDM候选者。虽然由此产生的SDDM只是暗物质通量的一小部分，但其惊人的自毁信号意味着在超级神冈实验的现有数据中有重大发现。
2020-02-05 hep-ex hep-ph
Gamma Lines from the Hidden Sector
我们讨论了从暗物质湮灭的伽马线的可见性。我们指出一类理论的暗物质预测存在的伽马线与惊人的功能。在这些理论中，末态辐射过程被高度抑制，人们可以很容易地从连续谱中区分出γ线。我们讨论了主要的实验界限，并表明，可以测试的背景下，在不久的将来简单的规范理论的暗物质的伽马线的预测。
2019-11-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
One-loop contribution to dark matter-nucleon scattering in the pseudoscalar dark matter model
最近的暗物质（DM）的直接搜索非常严格的限制，在标准模型的扩展中提出的可能的DM候选人。然而，有一些模型可以避免这些限制。一个最简单和最引人注目的例子来自一个简单的希格斯门赝标量DM模型，具有软破缺的$U(1)$对称性。在这个模型中，在零动量转移极限下，树能级DM-核子散射截面为零。也有人认为，领先阶DM核子截面出现在单圈水平。%，其太小而不能通过实验来约束。在这项工作中，我们计算了零动量转移的准确截面在领先的顺序，即，在微扰膨胀的单圈水平上。我们得出的结论是，与预期一致，散射过程的振幅是UV有限的，并在DM质量消失的极限接近零。此外，我们清楚地表明，有限DM速度校正在树级是次主导的单圈的贡献。基于解析公式，数值计算表明，对于典型的模型参数选择，DM核反冲截面远低于${\cal O}(10^{-50}~{\rm cm}^2)$，这表明该模型中的DM直接探测信号自然地避开了目前强的实验截面极限。
2018-10-18 hep-ph
Conversion-Driven Baryogenesis in Flavored Dark Matter Models
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
研究暗物质和重子不对称问题，基于轻子味暗物质，通过转换驱动冻结过程实现两者共生，进一步发展该机制并扩展到夸克亲合情形，分析化学平衡条件，扩大可行参数空间，预测长寿命粒子特征，推动HL - LHC专门搜索。
2026-07-14 hep-ph
Cosmology and Accelerator Tests of Strongly Interacting Dark Matter
暗物质的一种自然可能性是，它是由类似QCD的隐藏扇区中的稳定π介子组成的。现有的文献在很大程度上假设π介子自相互作用单独控制着早期宇宙学。我们指出，涉及矢量介子的过程通常占主导地位的物理学的暗物质冻结，并显着扩大了可行的质量范围，这些模型。矢量介子也会在加速器上产生惊人的信号。例如，在大多数宇宙学偏好的参数空间中，矢量介子自然是长寿的，并在衰变中产生标准模型粒子。电子和质子束固定目标实验，如HPS，SeaQuest和LDMX可以利用这些信号来探索大部分可行的参数空间。我们还评论暗物质衰变固有的一个大类以前考虑的模型，并解释如何确保暗物质稳定性。
2018-04-17 hep-ex hep-ph
Z-portal Continuum Dark Matter
我们研究的可能性，暗物质（DM）由一个缺口连续，而不是普通的粒子。弱交互连续统（WIC）模型通过Z门户与标准模型耦合，提供了这一思想的明确实现。在这个模型中的热DM遗迹密度自然是与观测相一致，提供了一个连续对应的“WIMP奇迹”。直接检测截面的强烈抑制相比，普通的Z-门户WIMP，由于连续运动学的独特效果。连续统DM状态在宇宙的整个历史中都会衰变，而对宇宙微波背景的观测限制了可能的晚期衰变。在对撞机上产生的WIC可以提供一个引人注目的级联衰变特征。我们发现，一个简单的Z-门户WIC模型提供了一个完全可行的DM候选人符合所有目前的实验约束。
2022-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Invisible and displaced dark matter signatures at Belle II
许多暗物质模型通常预测Belle II的不可见和位移签名，但由于触发算法效率低下，目前实施的搜索程序甚至可能错过引人注目的事件。特别令人感兴趣的是带有单个光子的末态，伴随着丢失的能量和一对位移的电子、μ子或强子。我们认为，位移顶点触发器将是必不可少的，以实现最佳的灵敏度在Belle II。为了说明这一点，我们研究了一个简单的，但动机良好的模型，热非弹性暗物质中，这种签名自然发生，并表明，否则无法访问的参数空间区域可以测试这样的搜索。我们还评估了BaBar和Belle II单光子搜索对该模型的敏感性，并提供了遗物密度目标的详细计算。
2020-02-10 hep-ex hep-ph
Solar Gamma Ray Constraints on Dark Matter Annihilation to Secluded Mediators
我们认为间接检测的暗物质是在太阳中捕获，随后湮灭的长寿暗介质。如果这些介质在衰变之前逃离太阳，它们可以通过介质直接衰变为光子或通过介质衰变产物的韧致辐射和强子化产生引人注目的伽马射线信号。使用最近的测量从HAWC天文台，我们确定模型独立的限制重暗物质的数量级更强大的比直接检测实验，自旋相关和自旋无关的散射。我们还考虑了一个很好的动机模型，其中费米暗物质湮灭暗光子。对于这样一个现实的情况下，太阳伽马射线约束的强度降低，相比理想的情况下，因为暗物质捕获截面和介质寿命相关。尽管如此，太阳伽马射线的约束使我们能够排除以前不受约束的暗光子参数空间的区域。
2021-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Balancing Asymmetric Dark Matter with Baryon Asymmetry by Sphaleron Transitions
本文研究了在重子过剩与四代稳定夸克过剩之间的平衡中，电弱裂子跃迁的作用。考虑到$SU(2)$对称性的非破坏性以及电弱和新电荷以及新族量子数的守恒性，使得重子、轻子以及第四族轻子和夸克之间的sphaleron跃迁成为可能。本文试图在第四族超数与重子不对称性的值和符号之间建立一种可能的确定关系。如果$U$型夸克是第四族中最轻的夸克，并且sphaleron跃迁提供了过量的$\bar U$反夸克，那么以（$\bar{U} \bar{U} \bar{U}$）与原始He核的暗原子束缚态形式存在的不对称暗物质与重子不对称性相平衡.
2021-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Spinless photon dark matter from two universal extra dimensions
我们探索暗物质在两个普遍的额外维度的理论，其中最轻的卡鲁扎-克莱因状态是一个自旋为0的中性粒子，代表一个六维光子沿着额外的维度偏振的属性。这种“无自旋光子”的湮灭主要通过希格斯玻色子交换进行，并且在很大程度上独立于其他卡鲁扎-克莱因粒子。测得的遗迹丰度将无自旋光子质量的上限设定为500 GeV，如果希格斯玻色子很轻，则会降低到近200 GeV。这个暗物质候选者的现象学与卡鲁扎-克莱因暗物质理论中的一个普遍的额外维度有着惊人的不同。无自旋光子与夸克的弹性散射被螺旋性抑制，使得直接检测具有挑战性，尽管在即将到来的实验中是可能的。用伽马射线和反物质进行间接探测的前景与中性伴子类似。中微子望远镜预测的速率低于下一代实验的灵敏度。
2007-10-04 astro-ph hep-ph
WIMPless Dark Matter from an AMSB Hidden Sector with No New Mass Parameters
我们提出了一个模型，其中暗物质处于反常介导的超对称性破缺的U（1）xU（1）规范对称性的隐藏扇区中。模型的对称性稳定了暗物质，并禁止引入新的质量参数。因此，热遗迹密度完全由引力子质量和无量纲耦合决定。假设非分层耦合，热遗迹密度约为0.1，与暗物质的质量和相互作用强度无关，实现了无WIMP的奇迹。这个模型有几个显著的特点。对于粒子物理学来说，暗物质的稳定性与可见光区的R宇称破坏完全一致，这意味着超伴体对撞机的签名;此外，热遗迹的质量可能是~ 10 GeV或更轻，这是最近直接探测结果的兴趣。有趣的天体物理特征是暗物质通过长程力的自相互作用，以及无质量的隐藏光子和费米子，它们对BBN和CMB的相对论自由度的数量有贡献。后者特别有趣，考虑到目前额外自由度的迹象和普朗克天文台不久的将来的结果。
2011-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Generic dark matter signature for gamma-ray telescopes
我们描述了一个特征签名的暗物质（DM）湮灭或衰变成伽马射线。我们证明，如果初始DM粒子的总角动量为零，并且螺旋度抑制可以防止湮灭/衰变为轻费米子对，那么主要的三体末态f ^+ f ^-γ的振幅具有由规范不变性决定的唯一形式。这个振幅和相应的能谱适用于DM马约拉纳费米子或自共轭标量的湮灭，以及DM标量的衰变，因此包含了各种可能性。在这种情况下，我们分析费米LAT，PAMELA和HESS数据，并预测未来费米伽马射线数据的暗示，预示着大气切伦科夫望远镜（ACTs）的惊人信号。
2009-09-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Self-Destructing Dark Matter
我们提出了自毁暗物质（SDDM），这是一类新的暗物质模型，可以在大型中微子探测器中探测到。在这类模型中，暗物质的成分可以通过地球中的原子核或电子的散射从长寿命状态转变为短寿命状态。短暂的状态然后衰变为标准模型粒子，产生一个暗物质信号，其可见能量与暗物质质量相当，而不仅仅是它的反冲。这导致在具有高能量阈值的大型探测器中产生引人注目的信号。我们提出了几个例子的模型，表现出自我毁灭，所有的启发束缚态动力学的标准模型。考虑中的模型表现出丰富的现象学，可能具有一个，两个，甚至三个轻子对的事件，每个轻子对具有固定不变的质量和固定的能量，以及非平凡的方向分布。这激发了在大型地下探测器如Super-K，Borexino，SNO+和DUNE中专门搜索暗物质的动机。
2017-12-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Has AMS-02 Observed Two-Component Dark Matter?
有令人信服的观测证据表明，在能量大于$\sim 10$ ~GeV的宇宙射线中，正电子与电子的比率在增加，这与次级正电子产生的预期不符。最新的AMS-02数据表现出一个有趣的光谱特征，包括在$300$ ~GeV附近的能量的隆起，然后在$\sim 800$ ~GeV附近的下降。对最新数据的一种可能解释是，多余的正电子来自衰变的暗物质。在这里，我们表明，模型组成的两个暗物质粒子物种同样有助于全球宇宙学暗物质密度提供了惊人的良好拟合的数据。最适合$χ^2/d.o.f \sim 0.5$的模型包括第一个粒子，其质量为$750$ ~GeV，以$τ_χ\sim 10^{26}$ ~s的寿命衰变为$τ$轻子对（或者衰变为一对矢量玻色子，随后每个玻色子衰变为$τ$对），第二个粒子质量约为2.3 TeV，衰变为$μ$轻子对。我们为这种情况提供了一些可能的具体实现。
2019-03-18 astro-ph.HE hep-ph
Simplified Models for Displaced Dark Matter Signatures
我们提出了一个系统的方案，通过一组最小的位移搜索需要显着的失踪横向能量（dMET）的长寿命中性粒子签名搜索。我们的方法是扩展完善的暗物质简化模型，包括位移顶点。用暗物质简化模型描述了初级产生顶点。一个位移的次级顶点，其特征在于长寿命粒子的质量和它的寿命，被添加为位移签名。我们展示了这些模型是如何被激发的，并映射到完整的模型，如规范介导的超对称性打破和中性自然的模型。我们还概述了如何使用这种方法来扩展其他简化模型，将位移签名和搜索长寿命的带电粒子。位移顶点是一个引人注目的签名，几乎没有来自SM过程的背景，因此为大型强子对撞机的高亮度运行提供了一个很好的目标。拟议的模型和搜索提供了第一步，系统地扩大位移暗物质搜索计划。
2017-04-21 hep-ex hep-ph
Visible and dark matter from a first-order phase transition in a baryon-symmetric universe
观测到的可见物质和暗物质的宇宙学丰度相似，这表明两者有着共同的起源。通过将暗物质密度视为暗扇区的不对称性，反映了可见扇区的情况，我们表明，在早期宇宙中，可见和暗物质的不对称性可能是通过一阶相变同时出现的。暗物质的不对称性可以与通常的可见物质的不对称性相等或相反，从而导致一个相对于广义重子数对称的宇宙。我们提出了一个一般的结构，和一个精确定义的例子，这种类型的一个可行的模型。在这个例子中，暗物质是原子的，也是不对称的，各种宇宙学和天体物理学的约束都被推导出来了。对撞机的可测试结果包括一个Z '玻色子，它通过B-L电荷耦合到可见扇区，但也衰变为不可见的暗扇区粒子。理论中额外的标量粒子可以与标准的希格斯玻色子混合，并提供其他引人注目的特征。
2012-02-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Harvesting quantum coherence from axion dark matter
量子相干性是量子力学最显著的特征之一，它植根于叠加原理。最近的研究表明，从相干标量场中获得量子相干性是可能的。为了探索一种新的探测轴子暗物质的方法，我们考虑了一个与轴子场耦合的点状Unruh-DeWitt探测器，并对探测器的相干性进行了量化。我们证明了探测器可以从轴子暗物质中获得量子相干性。更准确地说，我们考虑一个原子中的二能级电子系统作为探测器。在这种情况下，我们获得相干性度量$C=2.2\times 10^{-6}γ\, \left(T/1{\rm s}\right)$，其中$T$和$γ$是观测时间和洛伦兹因子。同时，我们可以探测的轴子质量$m_a$由探测器的能隙决定。
2022-02-16 astro-ph.CO hep-ph quant-ph
Indirect Detection of Dark Matter Using MeV-Range Gamma-Ray Telescopes
天体物理学界正在考虑在1- 100 MeV能量范围内建立各种伽马射线望远镜（包括ACT和GRIPS）的计划，这些望远镜可以填补目前灵敏度方面的所谓“MeV差距”。我们调查的效用，这种探测器的研究低质量的暗物质湮灭或衰变。对于质量低于约140 MeV（280 MeV）并与第一代夸克耦合的湮灭（衰变）暗物质，最终状态将由光子或中性π介子主导，在伽马射线望远镜中产生引人注目的信号。我们确定未来的检测器的运动学允许的最终状态的灵敏度。特别是，我们发现，计划检测器可以提高电流灵敏度，这类模型高达几个数量级。
2015-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Photon Search at Yemilab, Korea
暗光子是一种动机很好的假想暗区粒子，可以解释粒子物理学的标准模型无法解释的观测结果。提出了一种寻找暗光子的方法，这种暗光子是由电子束撞击厚钨靶产生的，随后在韩国新的地下实验室Yemilab的3千吨级中微子探测器中相互作用。暗光子可以通过“暗辐射”或通过在目标中产生的普通光子的振荡产生，并通过它们的可见衰变、“吸收”或通过它们对普通光子的振荡来检测。通过探测吸收过程或振荡产生的光子，在95%置信水平（C.L.）下，获得了世界上最好的测量$ε^2 > 1.5 \times 10^{-13} (6.1 \times 10^{-13})$暗光子动力学混合参数的灵敏度。可以获得暗光子质量之间的80 eV和1 MeV的一年之久的曝光，以100 MeV-100 kW的电子束与零（$10^3$）的背景事件。平行地，从质量在1 MeV和$\sim$ 86 MeV之间的暗光子的衰变中探测$e^+e^-$对将在95% C. L.处具有$ε^2 > \mathcal{O}(10^{-17}) (\mathcal{O}(10^{-16}))$的灵敏度。具有零（$10^3$）背景事件。
2021-04-15 hep-ex hep-ph
Cryptons: a stringy form of decaying superheavy dark matter, as a source of the ultra high energy cosmic rays
密码子是弦隐藏扇区中物质的亚稳态束缚态，其动态确定的质量M_X约为10^{12} GeV，寿命τ_X大于或约为10^{18} yr，可以通过暴胀产生，其丰度接近于近临界宇宙所需的丰度。它们的衰变碎片可能是撞击地球大气层的最高能粒子的原因。最近的发展，这一惊人的假设进行了审查，表明NESTOR或PIERRE AUGER项目可能能够证实或反驳密码子的存在。
1998-09-25 astro-ph hep-ph hep-th
Search for Dark Matter with LHC proton Beam Dump
暗物质（DM）的粒子质量范围在几兆电子伏到千兆电子伏的等待被探索，考虑到许多理论模型容纳宇宙丰度。在此，我们提出了一个实验与LHC质子束的7 TeV的撞击到束流收集器的目标，发射中微子和可能的，暗物质的候选人。该实验还将允许观察涉及弹性和非弹性过程的签名，所述弹性和非弹性过程涉及DM候选者、电子和存在于转储目标的核中的强相互作用粒子。在这些特征中的每一个中都会存在剩余的中微子背景，因此所提出的实验检测器子系统将是这样的，它们将涉及作为最终状态的弹性或非弹性散射的标准模型粒子。运动学分布尾部的凸起或多余部分最终将使我们瞥见新粒子的存在，这些粒子可能是暗物质的候选者。考虑到LHC机器的参数，这种实验的灵敏度在它应该开发的能量区域是独一无二的。
2016-08-31 hep-ex hep-ph physics.ins-det
On the importance of loop-induced spin-independent interactions for dark matter direct detection
大型强子对撞机寻找与横向能量缺失有关的喷流的最新结果对暗物质的散射截面提出了强有力的限制。对于自旋相关或动量抑制相互作用的情况下，这些限制似乎优于直接检测实验的界限。在这篇文章中，我们表明，循环的贡献可以显着改变这一结论，并提高直接检测界限，每当他们诱导自旋无关的相互作用。这种效应对于张量和赝张量相互作用最为显著，它们在回路水平上引起磁和电偶极矩。对于axialvector和anapole相互作用的直接检测信号的相关贡献来自环诱导的汤川之间的暗物质和夸克的耦合。此外，我们比较由此产生的界限，这些有效的运营商所产生的间接搜索和遗物密度的要求额外的限制。
2013-06-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Multiple Gamma Lines from Semi-Annihilation
来自银河系中心的130 GeV伽马线的费米数据中的提示引发了人们对暗物质潜在伽马线特征的兴趣。基于暗物质湮灭的这条线的解释面临着参数张力，因为它们通常依赖于环抑制截面的大幅增强。在本文中，我们追求另一种可能性，即暗物质伽马线可能产生于多个暗扇区状态之间的“半湮灭”。半湮没反应与一个单一的最终状态光子通常是增强相对于普通湮没成光子对。与湮灭所需的固定质量值相比，半湮灭允许宽范围的暗物质质量，从而打开了解释更高能量下潜在暗物质特征的可能性。半湮灭最惊人的预测是多条伽马线的存在，对于N个暗扇区状态，可能有多达N^3阶的伽马线，从而允许暗扇区光谱。在简并暗物质的最简单情况下，会出现一个确凿的特征，在130 GeV的强半湮灭线将伴随着173 GeV的弱湮灭线。作为原理的证明，我们构造了两个明确的暗物质半湮灭模型，一个基于非阿贝尔矢量暗物质，另一个基于改装瑞利暗物质。
2012-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Strong Constraints on Sub-GeV Dark Matter from SLAC Beam Dump E137
我们提出了新的限制亚GeV的暗物质和暗光子的电子束流转储实验E137在SLAC在1980年至1982年进行。与电子相互作用的暗物质（例如，通过暗光子）可能是在电子与目标碰撞中产生的，并在E137探测器中被电子散射，产生了高能电磁簇射的引人注目的零背景特征，该特征指向束流收集器。E137探测新的和重要的参数空间范围，并限制了动机良好的可能性，即不可见的衰变暗光子可以解释的测量值和μ子异常磁矩的SM值之间的$\sim 3.6 σ$差异。这也限制了这些模型中暗物质残余密度由热冻结得到的参数空间。E137还令人信服地证明了（宇宙）背景是可以控制的，因此可以作为未来束流收集器搜索亚GeV暗物质散射探测器中电子的有力原理证明。
2015-10-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Signals in Mesogenesis
本文研究Mesogenesis中带重子数暗物质诱导核子衰变的新信号，计算其速率并模拟核效应畸变，评估DUNE、Super-Kamiokande和Hyper-Kamiokande的探测灵敏度。
2024-01-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Enhanced Line Signals from Annihilating Kaluza-Klein Dark Matter
人们早就知道单色伽马射线线提供了消灭暗物质的潜在确凿信号。在这里，我们证明了这种情况是特别有趣的卡鲁扎-克莱因暗物质，因为共振湮灭一般预计小，但不一定消失的相对速度的湮灭粒子。我们计算的贡献，从那些迄今被忽视的共振，并表明，到单色光子的湮灭率可以显着增强，在某种程度上，这是更明显的比相关的连续光子的生产。对于有利的天体物理条件，这导致了TeV级卡鲁扎-克莱因暗物质的检测前景看好。我们还指出，在黑洞附近的情况可能更有趣，比如我们银河系中心的超大质量黑洞，那里的质心能量原则上比静止质量大得多。在这种情况下，卡鲁扎-克莱因暗物质的湮灭可能会显示出几条伽马射线线的引人注目且独特的特征，其等距间距对应于额外维度紧化半径的两倍。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Effect of dark matter interaction on hybrid star in the light of the recent astrophysical observations
本文研究暗物质与强子及夸克物质的相互作用对混合星质量、半径和潮汐形变率的影响，发现声速对暗物质参数不敏感，并利用中子星观测约束暗物质参数范围。
2024-10-23 hep-ph nucl-th
