Direct and Indirect Searches for Dark Matter in the Form of Weakly Interacting Massive Particles (WIMPs)
大量的证据表明，宇宙的物质含量是由一些看不见的成分所决定的。确定这种暗物质的性质是宇宙学中最重要的问题之一。弱相互作用大质量粒子（WIMPs）被广泛认为是构成暗物质的最佳候选者之一。简要概述了用于寻找WIMP暗物质的不同方法，重点介绍了几个基准实验的技术。
2004-12-03 astro-ph
Limits on WIMP Dark Matter
综述了利用直接和间接方法寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的现状。近年来，各种直接搜索实验取得了进展，利用能够记录WIMP弹性散射所预期的核反冲事件的技术，已经朝着更低的极限取得了进展。特别是，Edelweiss和CDMS的合作正在实现灵敏度，能够挑战DAMA的数据，这些数据被解释为60 GeV区域质量的WIMP的证据。与此同时，基于对地球、太阳和银河系中中性伴子-中性伴子相互作用的湮灭产物的观测的间接搜索也产生了有趣的结果。例如，Superkamiokande的分析现在表明，限制与最佳直接搜索结果相当。
2001-11-02 astro-ph hep-ex
Dynamics of WIMPs in the solar system and implications for direct and indirect detection
对太阳系中弱相互作用大质量粒子（WIMP）轨道演化的半解析处理表明，与未束缚粒子相比，束缚在太阳系中的WIMP可以使直接探测率提高一个数量级，并使地球中WIMP湮灭产生的中微子通量提高两个数量级。为了检验这些重要但不确定的结果，我们进行了一套数值轨道积分，探索作为一个函数的WIMP质量和散射截面与重子物质的约束WIMP人口的属性。在目前实验允许的WIMP参数空间范围内，我们发现：（1）相对于来自未束缚晕WIMP的直接探测率，束缚WIMP粒子数最多能提高~1%;（2）计划中的千米^3尺度中微子望远镜不太可能探测到来自地球WIMP湮灭的中微子;（iii）太阳中WIMP湮灭产生的中微子的事件率可能比通常的计算所暗示的要小得多，通常的计算假设散射到束缚轨道上的WIMP在太阳中迅速热化。
2008-10-14 astro-ph hep-ex hep-ph
Improvement of the Determination of the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。我们开发了一种独立于模型的方法，通过使用数据（即，测量的反冲能量）的直接检测实验。我们的方法是独立于尚未未知的WIMP密度在地球附近的WIMP速度分布的形式，以及WIMP核截面。然而，它需要来自具有不同靶核的至少两个探测器的正信号。在这项工作的第一阶段，我们发现了一个系统的偏离重建的WIMP质量从真正的重WIMP。现在，我们改进了这种方法，使这种偏差可以大大减少，即使是非常高的WIMP质量。重建质量的统计误差也有所减少。在无背景的实验中，用2次50个事例就可以确定~ 50 GeV的WIMP质量，误差约为35%。
2008-09-08 astro-ph hep-ph
Direct search for WIMP dark matter
我们将回顾直接寻找WIMP暗物质的实验方面。在稀薄的搜索中，人们在陆地目标中寻找来自银河系晕的WIMP碰撞产生的核反冲。在描述了不同的搜索策略之后，回顾了目前正在运行的实验，并对未来的实验进行了展望
2005-04-11 astro-ph
Experimental Searches for Non-Baryonic Dark Matter: WIMP Direct Detection
综述了WIMP直接搜索的现状，重点介绍了WIMP直接搜索的策略、成就和前景。
2001-12-27 astro-ph
What is the Cosmological Significance of a Discovery of Wimps at Colliders or in Direct Experiments?
尽管在对撞机或直接实验中发现弱相互作用大质量粒子对我们理解粒子物理学有着巨大的意义，但这并不意味着我们对宇宙或星系晕中暗物质的理解会有什么变化：所发现的粒子很可能只占全部暗物质的一小部分。为了确定wimp发现的宇宙学意义，必须确定它们的密度。我们表明，无论是强子对撞机还是直接探测实验的数据都不足以确定所发现的wimps的局部或遗迹密度，甚至允许所有必要的宇宙学和天体物理学假设。我们提供了暗物质模型的例子，其中几乎相同的探测器或对撞机信号对应于非常不同的密度。然而，我们表明，结合两个实验的数据来确定wimp的密度是可能的;我们提出了一种在超对称暗物质的情况下这样做的一般方法，并描述了如何对其他wimp候选者进行类似的研究。
2005-01-28 astro-ph hep-ex hep-ph
Model-Independent Determination of the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。我们开发了一种模型无关的方法，通过使用数据（即，测量的反冲能量）的直接检测实验。我们的方法是独立于尚未未知的WIMP密度在地球附近的WIMP速度分布的形式，以及WIMP核截面。然而，它需要来自具有不同靶核的至少两个探测器的正信号。在无背景的环境中，原则上可以用只有$2 \times 50$事件的$\sim 35%$的误差来确定$m_χ\sim 50$ GeV;在实践中，为了减少背景而施加的信号事件的反冲能量的上限和下限会增加误差。如果$m_χ$显著超过所用最重靶细胞核的质量，则该方法也会失去精度。
2008-06-17 astro-ph hep-ph
Direct detection of WIMPs with conventional (non-cryogenic) detectors. Experimental review
综述了WIMP直接搜索的现状，重点介绍了WIMP直接搜索的策略、成就和前景。
2002-11-20 astro-ph
Directional recoil rates for WIMP direct detection
实验室直接探测暗物质弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的新技术对撞击核的反冲方向很敏感。我们计算和比较的方向反冲率${dR}/{d\cosθ}$（其中$θ$是从一个参考方向在天空中测量的角度）的几个WIMP速度分布，包括标准的暗晕和各向异性模型，如Sikivie的晚落晕模型和椭圆形模型。由于某些探测器可能无法区分反冲轨道的开始和结束（缺乏首尾区分），我们引入了“折叠”定向反冲率${dR}/{d|\cosθ|}$，其中$|\cosθ|$不区分轨道的头部和尾部。我们计算的CS $_2$和CF $_4$曝光所需的信号从各向同性的背景噪声中区分，并发现，${dR}/{d|\cosθ|}$是有效的标准暗晕和一些，但不是所有的各向异性模型。
2008-03-02 astro-ph hep-ex hep-ph
Direct Detection of WIMP Dark Matter
本文简要回顾了近年来直接寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的工作，并以TAUP 99上的论文为例说明了主要成果。在寻求WIMP的策略将首先重新审视，然后报告的新结果和未来的前景。
1999-12-30 astro-ph
Do current WIMP direct measurements constrain light relic neutralinos?
最近，一些致力于搜索WIMP的实验合作提出了直接检测率的新上限。在本文中，我们分析了如何的限制，可以从这些结果得出的残余中性伴是由在晕中的WIMP分布函数的不确定性的影响。各种不同类别的速度分布函数被认为是，和随后的影响，超对称配置。我们保守地得出结论，目前的实验数据不约束小质量（低于50 GeV）的中性伴子。
2005-08-26 astro-ph hep-ex hep-ph
Constraining the Spin-Independent WIMP-Nucleon Coupling from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。为了理解WIMP的性质，并在对撞机产生的新粒子中识别它们（希望在不久的将来），通过直接暗物质探测实验确定它们的质量及其与核子的耦合是必不可少的。基于我们的方法来确定WIMP质量模型独立于实验数据，我们提出了一种方法，也估计自旋无关（SI）的WIMP核子耦合直接使用测量的反冲能。该方法不依赖于迄今未知的晕WIMP的速度分布。尽管局域WIMP密度的不确定性（因子为~ 2），一旦两个（或更多）不同靶核的实验获得阳性信号，至少可以给出SI WIMP-核子耦合的上限。在无背景的环境中，对于质量为100 GeV的WIMP，其核子上的SI耦合原则上可以估计为只有~ 15%的统计误差，每次实验只有50个事件。
2009-03-19 astro-ph hep-ph
Light Neutralinos and WIMP direct searches
根据WIMP直接探测实验的最新结果，讨论了我们以前关于可能的低质量（低于50 GeV）遗迹中性伴子的预测。证明了这些轻中性伴子与DAMA合作组的新的年度调制数据是完全一致的;我们的理论预测也与CDMS和EDELWEISS合作组的上限进行了比较。
2009-10-29 astro-ph hep-ex hep-ph
WIMP Velocity Impact on Direct Dark Matter Searches
我们研究的影响，在输入天体物理参数的直接检测搜索的WIMP在星系晕的一些不确定性。我们集中讨论了DAMA协作组最近报道的可能的WIMP年调制信号。我们发现，允许一个合理的不确定性，在WIMP麦克斯韦速度分布导致显着放松的约束WIMP质量相比，原来的DAMA分析。
1999-03-24 astro-ph hep-ph
WIMP direct detection and halo structure
弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接探测实验刚刚达到探测中性伴子形式的银河系暗物质（或者实际上任何稳定的弱相互作用粒子）所需的灵敏度。探测策略和数据分析通常基于标准球形等温晕模型的简化假设，但观测和数值模拟表明，星系晕实际上是三轴各向异性的，并且包含子结构。事件速率的年度调制和方向依赖性（由于地球的运动）提供了区分WIMP散射与背景事件的最佳前景，然而这些信号敏感地依赖于本地WIMP速度分布。我简要回顾了状态的WIMP直接探测实验，然后讨论每年的调制信号对天体物理输入的依赖性，特别是银河系晕的结构，以及当地的WIMP分布的可能性是不平滑的。
2003-10-08 astro-ph
Direct and indirect detection of WIMPs
我们在这里提出的弱相互作用大质量粒子，这可能代表了一个很大的贡献暗物质的检测原则。给出了间接和直接检测的实验情况的状态。特别是，DAMA声称的WIMP信号面临的CDMS和EDELWEISS实验的最新结果。最后，我们比较直接和间接的搜索敏感性。
2001-07-26 astro-ph
WIMP direct detection overview
本文综述了大质量弱相互作用粒子（WIMP）暗物质直接探测的实验方法及其物理基础。该演示文稿的目的是为非专业人士提供一个快速和简洁的介绍，这个快速发展的天体粒子物理学的主题。
2002-11-22 astro-ph
Reconstructing the Velocity Distribution of WIMPs from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。目前，最有前途的方法来检测许多不同的WIMP候选人是直接检测的反冲能量沉积在一个低背景的实验室探测器由于弹性WIMP核散射。到目前为止，通常的方法是根据星系晕的一些模型来预测直接探测到WIMP的事件率。我们工作的目的是逆转这一过程。也就是说，我们研究未来的直接探测实验可以教我们关于WIMP晕。作为第一步，我们考虑的时间平均反冲光谱，假设没有方向信息存在。我们开发了一种方法来构建（时间平均）的一维速度分布函数从这个频谱。该函数的矩，如WIMP的平均速度和速度色散，也可以直接从反冲谱中获得。除了测量的反冲光谱之外，唯一需要的输入是WIMP的质量;不需要关于散射截面或WIMP密度的信息。
2007-06-01 astro-ph hep-ph
Combining the data of annual modulation effect in WIMP direct detection with measurements of WIMP indirect searches
在以前的论文中，我们表明，DAMA/NaI实验的数据的WIMP直接检测，这表明一个可能的年度调制效应，是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。在本说明中，我们讨论了相关的超对称中性伴子配置的可探测性的间接寻找遗迹粒子的两个最有前途的方法：测量宇宙射线反质子和测量中微子通量从地球和太阳。
1998-09-02 astro-ph hep-ph
Direct WIMP identification: Physics performance of a segmented noble-liquid target immersed in a Gd-doped water veto
我们评估了由两种不同元素组成的探测器的背景抑制能力和物理性能：敏感靶（填充有一种或两种液化惰性气体）和活性否决（由掺Gd的超纯水制成）。GEANT 4模拟表明，对于直接的WIMP搜索，该装置可以将每吨材料的中子本底降低到O（1）事件/年。我们的计算表明，一吨$\times$年的曝光量将足以排除范围从$10^{-9}$ pb到$10^{-10}$ pb的自旋无关的WIMP-核子截面。
2008-07-30 astro-ph
Directional scintillation detector for the detection of the wind of WIMPs
用~（252）Cf中子源测量了二苯乙烯闪烁体中质子反冲的猝灭因子，在反冲能为300 keV ~ 3 MeV范围内，猝灭因子为0.1 ~ 0.17。它被发现依赖于反冲质子的方向。猝灭因子的方向各向异性可以用来探测由地球绕银心运动引起的WIMP风。
2002-09-02 astro-ph
Angular Signatures for Galactic Halo WIMP Scattering in Direct Detectors: Prospects and Challenges
角灵敏度可以提供一个关键的附加工具，它可以在直接探测器中将星系晕WIMP信号与其他可能的背景信号明确分离。我们提供了一种形式主义，它允许计算的预期角分布的事件在地面探测器的角灵敏度为任何入射分布的星系晕暗物质。当研究特定探测器对晕WIMP的灵敏度时，这可以用作输入。我们利用这种形式主义，以探讨如何在星系晕分布的不确定性影响的事件率，可能需要从其他陆地背景分离可能的WIMP信号，使用各种现有的分析晕模型来检查预期的签名WIMP暗物质。我们发现，少至30个事件可能需要解开从背景的信号，如果WIMP分布类似于等温球分布。另一方面，对于某些晕轮分布，即使具有精细尺度分辨率的检测器也可能需要超过100-400个事件来使用角灵敏度将WIMP信号与背景区分开。我们还注意到，对于有限的阈值的自旋相关的散射截面的不同的能量依赖性可能需要更多的事件来辨别一个WIMP信号比自旋无关的相互作用。最后，我们简要介绍了正在进行的研究，旨在制定战略，以更好地利用角签名，并使用N体模拟，以更好地模拟预期的晕分布预测预期的签名直接WIMP探测器。
2000-09-28 astro-ph hep-ex hep-ph
The DRIFT Project: Searching for WIMPS with a Directional Detector
讨论了一种用于探测WIMP的低气压时间投影室。在这样的装置中，对康普顿电子背景的辨别应该是非常好的，并且关于反冲原子的方向信息将是可获得的。如果一个完整的3-D重建的反冲轨道可以实现，蒙特卡罗研究表明，一个WIMP信号可以确定具有高的信心，从少至30个检测到的WIMP核散射事件。
1999-05-06 astro-ph hep-ph
Wimp/Neutralino Direct Detection
非重子暗物质最受欢迎的候选者是中性伴子。二十多个实验致力于其直接检测。本文介绍了最有竞争力和有前途的实验与不同的检测技术。最新的结果与一些前景，在不久的将来。
2004-02-02 astro-ph
Exploring the supersymmetric parameter space by direct search for WIMPs
结果表明，DAMA/NaI探测器的新数据，结合最近计算的原子核结构功能，提供了最严格的上限的WIMP核子截面的自旋相关和标量相互作用。它被证明，第一次，从直接搜索WIMP的实验数据允许探索的超对称参数空间的区域尚未充分调查在加速器。
1996-12-23 astro-ph hep-ph
On the direct detection of extragalactic WIMPs
我们考虑直接探测从银河系外到达地球的WIMP。如果这些WIMP形成一个独特的种群，它们将具有许多可能有助于最终探测的特征，尽管它们的通量比典型的星系晕WIMP低得多：由于它们进入银河系时的加速度，它们具有高且基本上独特的速度（在银河系静止坐标系中为$\sim 600$ km/s），并且很可能有一个或两个独特的飞行方向。这种高速度在直接检测实验中可能在实验上是有利的，因为它在相对高的能量下给出反冲信号，其中背景通常大大减少。对于一个与宇宙临界密度相当的河外WIMP密度，预期的计数率与快速星系WIMP的计数率大致相同。如果与本星系群相关的临界密度增加，比如临界密度的10-30倍，则速率相应增加，河外WIMP将在反冲能量分布中显示为高能肩。这些WIMP作为一个单独的群体具有这些独特的属性的证据将提供关于星系形成和史前史的有趣信息。
2001-10-02 astro-ph hep-ph
Sensitivity plots for WIMP direct detection using the annual modulation signature
由于地球绕太阳运动而引起的年度调制是在固态地下探测器中感生的预期WIMP信号的众所周知的特征。在这封信中，我们讨论了这种技术的统计基础上的前景，介绍了不同的材料和实验条件下的WIMP核子标量截面的年度调制灵敏度图。在WIMP质量区间10 GeV< m_W < 130 GeV（实际上限取决于天体物理参数的选择），对调制的灵敏度最高，而可探测的WIMP-核子弹性截面的最低值在大多数情况下与目前直接探测WIMP搜索的灵敏度相差一个数量级。
1999-12-17 astro-ph hep-ph
Direct WIMP Detection Using Scintillation Time Discrimination in Liquid Argon
本文利用液氩闪烁探测器中电子反冲事件和核反冲事件的闪烁光子时间分布的差异，模拟了这两类事件之间的区别。对于阈值为10 keV的液态氩实验，预测分辨能力大于10^{8}，这将减轻电子和伽马射线背景，包括大气氩中39-Ar和42-Ar的β衰变。如果用浸没在水中的光电倍增管观测一个约2 kg的氩靶来搜寻暗物质，那么，假设100 GeV的WIMP暴露一年，它对自旋无关的WIMP-核子截面的灵敏度将达到约10^{-43} cm^{2}。该技术可用于将目标质量按比例缩放到吨级，从而允许~10^{-46} cm^{2}的灵敏度。
2004-11-15 astro-ph
MIMAC-He3 : A Micro-TPC Matrix of Chambers of He3 for direct detection of Wimps
提出了一个用于直接探测非重子暗物质的\hetrois微TPC腔室矩阵的方案。突出了He 3的特权性质。解释了双检测（电离-轨道投影），并对其拒绝进行了评价。讨论了MIMAC-He 3在寻找超对称暗物质方面的潜力。
2005-12-08 astro-ph
Are direct search experiments sensitive to all spin-independent WIMP candidates?
对自旋无关弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接搜索的一般分析假设自旋无关的WIMP与两个核子的耦合强度相同，\textit{i.e.}认为自旋无关的相互作用也是完全的同位旋无关的。虽然在一个完全依赖于同位旋的相互作用的情况下，自旋无关的WIMP核截面强烈淬火，领先的实验仍然足够敏感，设置限制1-2个数量级的严格比传统的。在依赖于同位旋的情况下，CDMS-II和ZEPLIN-I的极限之间的差异显著减小。在这里，一个模型独立的框架进行了讨论，并应用于获得当前的一般模型独立的限制。
2005-04-18 astro-ph hep-ph
Towards One Tonne Direct WIMP Detectors: Have we got what it takes?
在实验上，我们是否已经得到了直接观察WIMP相互作用所需的条件，灵敏度下降到几个事件/100公斤/年？对于具有低能量阈值（<20 keVr）的Ge靶，这对应于WIMP核子σ ~10^-46 cm ^2。最近的一些理论论文，在基于超对称性的框架中进行计算，显示出与现有宇宙学和加速器边界一致的模型的可能相互作用速率的许多（>5）数量级。一些理论家，但肯定不是所有的，能够生成模型，导致在几个/公斤/天的相互作用率，这将是目前DAMA年度调制信号所暗示的。所有的理论家都展示了产生低得多的相互作用速率的模型。本文以一个大胆的实验主义者的观点来看待在期待建造1吨重的WIMP探测器时出现的问题。
2001-06-12 astro-ph
WIMP mass from direct, indirect dark matter detection experiments and colliders: A complementary and model-independent approach
我们研究的可能性，确定暗物质的性质，从直接（XENON 100）和间接（GLAST）检测实验。以同样的方式，我们研究的观点，下一代对撞机（ILC）。所有这些分析都是按照独立于模型的方法进行的。我们已经表明，这三种检测技术可以以高度互补的方式发挥作用。尽管直接检测实验将有效地探测轻WIMP，但如果给出阳性检测（对于$m_χ \sim 50$ GeV在10%水平），GLAST将能够确认并且甚至增加在NFW分布的情况下对于WIMP-核子横截面$σ_{χ-p}<10^{-8}$ pb的精确度。然而，对于更重的WIMP（$\sim 175$ GeV），ILC将导致质量的重建。
2008-05-15 astro-ph hep-ph
Compatibility of the new DAMA/NaI data on an annual modulation effect in WIMP direct search with a relic neutralino in supergravity schemes
最近的DAMA/NaI实验的直接检测点的WIMP的检测率可能每年调制效果的结果。我们表明，这些结果，当解释的遗迹中性伴子，是兼容的超引力模型。连同通用的SUGRA计划，我们还考虑SUGRA模型中的统一条件，在大统一尺度的希格斯质量参数放宽。
1998-08-28 astro-ph hep-ph
Neutralino properties in the light of a further indication of an annual modulation effect in WIMP direct search
我们表明，进一步的迹象可能的年度调制效应，挑选出的DAMA/NaI实验的WIMP直接检测，是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子的主要组成部分，在宇宙中的暗物质。我们讨论了这种中性伴子在标准模型的最小超对称扩展（MSSM）中的超对称特征及其对加速器搜索的影响。
1998-08-28 astro-ph hep-ph
Comparing WIMP Interaction Rate Detectors with Annual Modulation Detectors
我们比较了通过直接分离可能的信号与背景的WIMP检测的灵敏度，通过检测年度调制的WIMP检测，其中信号和背景不能在事件的基础上分离。为了确定如何从两种不同类型的实验的约束条件可能会合并一个适当的纳入由于星系晕模型的不确定性，必须作出。鉴于最近雪绒花和CDMS的直接检测限，这个问题特别及时，我们现在证明，即使包括晕的不确定性，也不能与最近声称的DAMA年度调制观测相一致。另一方面，我们证明了这两种技术的组合，在任何积极的直接检测信号的情况下，最终可以允许显着的约束各向异性晕模型，即使没有在这些检测器的方向灵敏度。
2002-07-31 astro-ph
Effects of galactic dark halo rotation on WIMP direct detection
分析了银河系暗晕可能的旋转对粒子暗物质直接探测率计算的影响，特别注意从实验数据中提取WIMP-核子标量截面的上限。我们采用的模型描述了最大可能的影响暗晕旋转。对于大于50 GeV的WIMP质量，上限排除图被修改为小于2的因素时，旋转。对于较轻的质量的效果可以更强，这表明有必要开发特定的模型晕旋转，以提供更准确的结论。
1998-03-10 astro-ph hep-ph
Theoretical Interpretation of Experimental Data from Direct Dark Matter Detection
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。目前，最有前途的方法来检测WIMP是直接检测的反冲能量沉积在低本底的探测器由于弹性WIMP核散射。到目前为止，通常的程序是预测事件率的直接检测的WIMP的基础上的一些模型的星系晕宇宙学和WIMP的基本粒子物理。这项工作的目的是扭转这一进程。在这篇论文中，我提出的方法，允许重建（的时刻）的WIMP速度分布函数，以及从反冲能谱以及直接从实验数据来确定WIMP质量。速度分布函数的重建已被进一步扩展到考虑事件率的年度调制。此外，还讨论了速度分布年调制幅度的重建问题和确定事件率年调制的另一种更好的方法。另一方面，通过结合两个（或多个）实验与不同的探测器材料的WIMP质量的测定已被开发。文中给出的公式和表达式不仅与星系晕模型无关，而且与WIMP模型无关。这意味着我们既不需要地球附近未知的WIMP密度，也不需要WIMP-核截面。我们需要的唯一信息是测量的反冲能和它们的测量时间。
2007-10-19 astro-ph hep-ph
Effects of halo triaxiality, anisotropy and small scale clumping on WIMP direct detection exclusion limits
弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接探测实验正在接近中性伴子可能构成星系晕暗物质的参数空间区域。星系晕的数值模拟和观测表明，标准麦克斯韦晕模型可能是一个贫穷的近似的暗物质分布。我们研究如何晕模型与三轴性和/或速度各向异性影响排斥限制，然后讨论小规模团块的可能生存的后果。
2002-09-27 astro-ph hep-ph
Directional statistics for WIMP direct detection
在WIMP直接探测实验中，事件率的方向依赖性为区分WIMP事件和潜在背景提供了有力的工具。我们使用各种（非参数）的统计检验，以检查所需的事件的数量来区分一个WIMP信号从各向同性的背景时，在重建的核反冲方向的不确定性包括在计算的预期信号。我们认为一系列的模型的银河系晕，并研究旋转对称性测试，旨在检测非球形/各向同性的银河系晕。最后，我们研究的方法来检测潮汐流的WIMP。我们发现，如果感的反冲是已知的，那么为了10事件将足以区分WIMP信号从各向同性背景的所有考虑的晕模型，重建反冲方向的不确定性，只有温和地增加所需的事件数量。如果反冲的感觉是未知的，所需的事件的数量是一个数量级更大，与晕模型之间的变化很大，反冲分辨率现在是一个重要的因素。旋转对称性测试需要一千个事件来区分球形和显著三轴晕，然而由于潮汐流导致的峰值反冲方向与太阳运动方向的偏差可以用一百个事件来检测，不管反冲的意义是否已知。
2005-05-03 astro-ph hep-ph
Status of direct searches for WIMP dark matter
天体物理观测表明，宇宙中约23%的能量密度是以粒子物理学标准模型之外的非重子粒子的形式存在的。一个令人兴奋和动机良好的候选者是最轻的超对称伙伴粒子（LSP），它可能是大爆炸遗留下来的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。为了确定LSP是暗物质，必须在加速器上测量粒子的性质，并直接（或间接）检测星系中的粒子。直接探测这些粒子需要复杂的探测器来克服由于放射性和其他来源而产生的高得多的背景。有前途的技术识别屏蔽基准体积中的个体相互作用，并根据时间、能量密度和/或将能量划分为电离、闪烁或声子的信号来区分核反冲信号事件与电子反冲背景。我回顾了几十个寻找WIMP的实验技术，并总结了最有趣的结果和检测前景。
2006-12-20 astro-ph
Assessing Alternatives for Directional Detection of a WIMP Halo
直接地面WIMP探测的未来在于两个方面：新的，更大的低背景探测器的能量沉积敏感，和探测器的方向灵敏度。前者可以使用经过验证的技术，大范围的WIMP参数空间，而后者可能是必要的，如果一个是解开粒子物理参数从天体物理晕参数。由于定向探测器的构建相当困难，因此通常值得提前探索哪些实验功能将以最低的成本产生最大的好处。我们检查的灵敏度与不同的角跟踪分辨率的定向探测器，有和没有能力区分向前与向后反冲，并比较这些检测器的灵敏度的跟踪投影到一个二维平面上。后一种探测器无论放置在地球上的什么位置，都可以被定向为产生比没有这种能力的3D探测器明显更好的辨别信号，并且具有在全3D跟踪探测器的2倍内的灵敏度。对于一个简单的等温晕，区分信号和背景所需的事件率范围从最好情况下的十几岁到最坏情况下的几千岁。
2005-08-30 astro-ph
Further investigation of a relic neutralino as a possible origin of an annual-modulation effect in WIMP direct search
我们分析的年度调制效应，测量DAMA合作与新的实施，进一步两年运行，在可能的解释的背景下，在遗迹中性子。我们强加在一组超对称配置，选择的年度调制数据，来自WIMP间接测量的约束，并讨论了随后的遗迹中性伴的功能。我们批判性地讨论了直接和间接的WIMP搜索事件率分析中的主要理论不确定性的来源。
2000-01-29 astro-ph hep-ph
Direct Dark Matter Searches with CDMS and XENON
低温暗物质搜索（CDMS）和氙原子实验旨在通过弱相互作用大质量粒子（WIMP）在目标核上的弹性散射直接探测暗物质。实验采用不同的技术来抑制背景事件率到最低限度，并在同一时间，以实现较高的WIMP检测率。在苏丹矿进行的CDMS-II实验中，低温Ge和Si晶体的运行产生了最严格的自旋无关WIMP-核子截面（~10^{-43} cm ^2），WIMP质量为60 GeV/c^2。XENON 10实验的两相氙探测器目前正在Gran Sasso地下实验室获取数据，最近报告了有希望的初步结果。这两个实验预计将增加一个数量级的WIMP灵敏度在预定的科学运行为2007年。
2006-11-09 astro-ph
Search for a WIMP annihilation signature in the core of the globular cluster M15
惠普尔10米甚高能γ射线望远镜已被用来寻找球状星团M15方向上的WIMP湮灭迹象。导出的上限限制的超对称暗物质的数量，可能驻留在球状星团。
2003-05-29 astro-ph
Interpreting data from WIMP direct detection experiments
弱相互作用大质量粒子（WIMP）的直接探测实验正在接近参数空间的区域，在那里残余中性伴子可能构成星系晕暗物质。我们讨论了两个问题，在数据的解释，特别是排除限制的计算，从这些实验。首先，我们表明，已被用于计算排除限制从分箱数据没有背景减法产生错误的严格限制的技术，并讨论替代方法，避免这个问题。然后，我们认为，标准的麦克斯韦晕模型可能是一个穷人的近似暗物质分布和研究如何晕模型与三轴性，速度各向异性和小规模聚集影响排斥限制。
2002-08-14 astro-ph hep-ph
Probing the supersymmetric parameter space by WIMP direct detection
我们讨论在何种程度上目前的实验直接搜索弱相互作用粒子，当解释的遗迹中性伴，探测有趣的区域的超对称参数空间，这也正在逐步探索在加速器。我们的分析是在一些不同的超对称计划。我们得到了相关的中性伴子宇宙学性质，局部和平均在宇宙中。我们证明了目前的WIMP实验探测的susy配置的一部分，需要宇宙学的兴趣遗迹中性伴。主要的天体物理和粒子物理的不确定性，相关的理论和实验数据之间的适当比较，强调和考虑。
2001-04-10 astro-ph hep-ph
Annual Modulation Signature for the Direct Detection of Milky Way Wimps and Supergravity Models
本文在超引力统一模型的框架内，对直接探测遗留中性伴子的年调制信号进行了分析。结果表明，无论是最小的和非最小的SUGRA模型可以产生中性中子质子横截面的水平兼容的信号中报道的DAMA实验在格兰萨索国家实验室。讨论了质子稳定性对最小和非最小SUGRA模型DAMA数据分析的影响。
1999-02-03 astro-ph hep-ph
Directional Sensitivity, WIMP Detection, and the Galactic Halo
区分由于核目标的WIMP暗物质散射产生的信号和由于背景噪声产生的信号是一个主要的挑战。地球相对于星系晕的运动应该在事件发生率上产生与星系晕相关的季节性调制，但它也应该产生一个角度信号，这个信号要强得多，也不那么模糊。反冲光谱中的独特图案可以反映出星系晕的细节。我们推导出一种新的形式主义来计算角事件率，并提出了各种晕模型的预测角信号，并计算区分暗物质信号从各向同性背景所需的事件数。
1999-04-30 astro-ph hep-ph
Directional Statistics for WIMP direct detection II: 2-d read-out
WIMP直接检测率的方向依赖性为区分WIMP信号和可能的背景提供了有力的工具。我们研究所需的事件数区分WIMP信号从各向同性背景的检测器与2-D读出使用非参数循环统计。我们还研究了事件的数量需要i）检测偏离旋转对称，由于平坦的银河系晕和ii）检测偏差的平均方向，由于潮汐流。如果测量反冲的感觉，则20-70个事件（取决于2-d读出的平面）将足以在90%置信度下拒绝原始反冲角的各向同性。如果感觉不能被测量，这些数字大约会增加两个数量级（相比之下，全三维读出的情况下会增加一个数量级）。减去太阳运动方向（随时间变化）后的角度分布更加各向异性，然而，如果对这些角度进行各向同性测试，那么所需的事件数量与3-d读出的情况相似。只有当银河系晕被显著地压平时，才能检测到旋转对称性的偏离。然而，由于潮汐流而导致的平均方向的偏差是可能检测到的，这取决于流的密度和方向。
2005-11-17 astro-ph hep-ph
MIMAC : A Micro-TPC Matrix of Chambers for direct detection of Wimps
本文概述了用于直接探测非重子暗物质的He_3和CF_4室的微型TPC矩阵的方案。突出了He 3的特权性质。双重检测（电离-径迹投影）将确保电子反冲歧视。说明了MIMAC探测器在超对称暗物质研究中相对于其他实验的互补性，探测器的模块化特性允许使用不同的气体来获得A依赖性。压力自由度提供了在高压和低压下工作的可能性。低压区提供了获得轨迹方向性的可能性。本文首次测量了氦在CF_4气体中几keV的电离。
2007-03-13 astro-ph
SUPERSYMMETRIC DARK MATTER: MSSM and SUGRA schemes in the light of a possible annual modulation effect in WIMP direct search
最近，DAMA/NaI协作组报告了WIMP直接探测中可能存在调制效应的进一步迹象。在本说明中，我们讨论了超对称理论的中性伴子是暗物质的候选人，这一结果的相关性。我们特别考虑了最小超对称扩展的标准模型（MSSM）和超引力启发计划，在统一条件在大统一尺度在希格斯部门的可能偏差。我们的分析的主要结果表明，年度调制数据是广泛兼容的解释，在遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。我们还讨论了搜索的超对称性在加速器和中性伴暗物质的间接搜索的影响。
1998-12-01 astro-ph hep-ph
Extending a previous analysis on a possible modulation effect in WIMP direct search
在本说明中，我们提出了我们以前的分析的DAMA/NaI合作的一些初步实验结果，这可能是一个年度调制效应的指示扩展。在这里，我们提出了一个直接的方法，从实验数据中获得有关的宇宙学意义的遗迹中性伴子。我们发现，DAMA/NaI的结果所挑选出的一些配置将具有与中性伴子作为冷暗物质的主要组成部分相容的宇宙学性质（在宇宙和我们的星系晕中的平均值）。
1997-10-09 astro-ph hep-ph
Event rates for WIMP detection
给出了直接探测各种类型WIMP的暗物质的事件率。除了超对称模型的中性伴子，我们考虑了其他候选人（外来标量以及粒子在卡鲁扎-克莱因和technicolour理论）与TeV区域的质量。然后找到到激发态的合理的分支比。因此，不仅可以通过反冲测量来检测WIMP，而且还可以通过测量去激发$γ$射线来检测WIMP。
2006-10-05 astro-ph hep-ph
