Limits on the WIMP-Nucleon Coupling Coefficients from Dark Matter Search Experiment with NaF Bolometer
2002年至2003年，我们在神冈天文台（2700 m.w.e.）用氟化钠（NaF）测辐射热计阵列进行了地下暗物质搜索实验。测辐射热计阵列由8个总质量为176 g的NaF吸收器和粘在每个吸收器上的灵敏NTD锗热敏电阻组成。本实验旨在通过自旋相关相互作用直接探测弱相互作用大质量粒子（WIMP）。在3.38kg/天的照射量下，我们导出了WIMP-n核子耦合系数a_p和a_n的极限值。这些限制证实和收紧那些来自我们以前的结果与氟化锂（LiF）测辐射热计。我们的结果排除了与UKDMC实验的NaI探测器所获得的结果互补的参数空间。
2003-10-09 astro-ph
The Direct and Indirect Detection of Weakly Interacting Dark Matter Particles
越来越多的证据表明，弱相互作用大质量粒子（WIMP）构成了宇宙中物质的大部分。实验数据、量纲分析和标准模型粒子物理学足以评估和比较探测器直接（例如\通过它们在锗探测器中的散射），或间接地（例如，通过在地下探测器中观察它们湮灭成中微子）。我们的结论是，直接方法是优越的，如果WIMP相干相互作用，其质量是较低的或相当于弱玻色子质量。在所有其他情况下，即\对于相对较重的WIMP和非相干相互作用的WIMP，间接方法将是有竞争力的或优越的，但它当然受制于有效面积在$\sim10^4$ -- $10^5$ ~m $^2$范围内并具有适当低阈值的高能中微子望远镜的成功部署。经验法则是，一公斤锗大致相当于一个$10^4$ ~m $^2$中微子望远镜，尽管信噪比至少在理论上优于中微子探测器。中微子望远镜的能量分辨率可以用来测量WIMP的质量和抑制背景。一个更大的探测器探测到了TeV范围内的WIMP质量，超过这个范围就被宇宙学的考虑排除在外了。
1995-06-12 astro-ph hep-ph
DAMA and WIMP dark matter
我们研究了大质量弱相互作用粒子（WIMPs）与原子核的自旋无关散射是否可以解释DAMA报告的年度调制信号。我们考虑弹性和非弹性散射过程。我们发现WIMP参数空间中存在一个区域，可以同时容纳DAMA和CDMS、CRESST和XENON的零结果。这个区域对应于一个普通的、弹性散射的WIMP，它具有标准的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，质量为3 GeV < m_{DM} <8 GeV，自旋无关的截面为核子3 \times 10^{-41} cm ^2 < σ_p^{SI} < 5 \times 10^{-39} cm ^2。这个新的参数空间区域的关键取决于最近发现的效应的通道上的能量阈值的WIMP检测DAMA实验;不包括这种效果，DAMA允许的区域基本上是封闭的空实验。这种低质量WIMP出现在许多超越标准模型的物理学理论中，从MSSM的最小扩展到重子-暗物质符合问题的解决方案。我们发现，非弹性散射通道不打开一个重要的参数区域与所有的实验结果一致。未来的低能量阈值探测核反冲的实验，如CDMSII-Si和那些利用超低能量锗探测器，将能够探测参数空间的DAMA区域。
2008-07-11 astro-ph hep-ex hep-ph
New constraints on WIMPs from the Canfranc IGEX dark matter search
IGEX协作浓缩76 Ge双β衰变探测器目前正在Canfranc地下实验室运行，覆盖层为2450 m.w.e.。最近的一次升级使它们有可能用于搜索WIMP。导出了WIMP-核子自旋无关相互作用的一个新的不相容图。为了获得这一结果，30天的数据，从一个IGEX探测器，它有一个能量阈值为~4千电子伏，已被认为是。这些数据提高了排除限制来自其他锗二极管实验中的~50 GeV的DAMA区域，并表明，与适度改善的背景低于10千电子伏，DAMA区域可以测试与额外的1千克-年的曝光。
2000-02-21 astro-ph hep-ex hep-ph
A Decaying Ultra Heavy Dark Matter (WIMPZILLA): Review of Recent Progress
综述了近年来关于衰变超重暗物质存在的理论和观测动机。我们表明，目前的数据从超高能宇宙射线（UHECR）和SN - Ia是兼容的UHDM的相对较短的寿命。
2000-07-26 astro-ph
Ultra-cold WIMPs: relics of non-standard pre-BBN cosmologies
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是大爆炸核合成（BBN）之前极少数的宇宙学探测器之一。我们指出，在WIMP动力学退耦期间和之后，宇宙以非标准方式演化的场景中，退耦时的视界质量尺度可以更小，暗物质可以比标准宇宙学中更冷。这将导致在分层结构形成中的第一对象小得多。在低再热温度的情况下，该效应可能足够大，以显著地增强GLAST和其他探测器中的间接探测信号，最高达两个数量级。
2008-08-20 astro-ph
A New WIMP Population in the Solar System and New Signals for Dark-Matter Detectors
我们详细描述了如何扰动，由于行星可以导致一个子人口的WIMP捕获的散射在太阳的表面层演变的轨道，不再与太阳相交。我们认为，这样的WIMP，如果他们的轨道有一个半长轴小于1/2的木星的，可以坚持在太阳系的宇宙学时间尺度。这导致了一个新的，以前没有预料到的WIMP人口与地球轨道相交。WIMP-核子截面需要这个人口是显着的，正是那些在超对称暗物质预测的范围内，躺在附近的直接地下暗物质搜索使用croogenic探测器获得目前的限制。因此，如果在下一代探测器中观察到WIMP信号，则由于该新群体而产生的潜在可测量信号必须存在。对于锗探测器来说，这个位于千电子伏范围内的信号与星系晕弱相互作用粒子的信号是互补的。事件率、各向异性和年调制的比较不仅可以进一步证实任何声称的信号确实是基于WIMP的，而且还可以让人们获得关于底层暗物质模型的性质的信息。
1998-12-29 astro-ph hep-ph
Event categories in the EDELWEISS WIMP search experiment
在EDELWEISS-I暗物质实验中，使用锗低温探测器同时测量电荷和热信号，确定了四类事件。这些类别的事件被解释为发生在探测器体积内的电子和核相互作用，以及发生在靠近探测器表面（表面的10-20 μ m）的电子和核相互作用。我们讨论的假设，低能量表面核反冲，这似乎是被忽视的WIMP搜索，可能会提供一个解释的异常事件记录的UKDMC和Saclay NaI实验。本分析指出，考虑到表面核和电子反冲相互作用的背景排斥因子的可靠估计的必要性。
2000-02-24 astro-ph
The Cryogenic Dark Matter Search Experiment, results from the 2004 campaign and status of the current update
CDMS II实验使用由锗和硅制成的Z依赖电离声子（ZIP）探测器来识别弱相互作用大质量粒子（WIMP）的核反冲，几乎完全拒绝各种放射性背景。2004年，CDMS II运行了6个Ge ZIPs和6个Si ZIPs。在74.5个存活手术日中，切割后Ge ZIPs暴露量为34 kg*d，Si ZIPs暴露量为15 kg*d。所有识别WIMP引起的核反冲信号的标准都是相对于WIMP搜索数据盲目开发的。新的90% C. L.对于60 GeV/c2的WIMP质量，自旋无关的WIMP-核子截面的上限为1.6 e-43 cm 2。该实验最近升级到19个Ge ZIPs共4.8公斤，11个Si ZIPs共1.9公斤。目标是在2006年和2007年运行时将灵敏度提高一个数量级。
2006-05-26 astro-ph
Preliminary Limits on the WIMP-Nucleon Cross Section from the Cryogenic Dark Matter Search (CDMS)
我们正在进行一项实验，使用地面探测器在星系晕中寻找弱相互作用的大质量粒子。这类假设粒子的性质与粒子物理学标准模型的扩展所预测的性质相似，可能包含非重子暗物质的冷成分。我们描述了我们的实验，这是基于冷却的锗和硅探测器在屏蔽低背景低温恒温器。探测器通过同时测量声子和电离的能量实现了高度的背景抑制。使用我们实验最初运行的1千克-天量级的曝光，我们已经获得了WIMP-核子截面的（初步）上限，这与其他更长时间的实验相当。
1997-12-30 astro-ph
Search for an annual modulation of dark-matter signals with a germanium spectrometer at the Sierra Grande Laboratory
在三年中收集的数据与锗光谱仪在Sierra Grande地下实验室进行了分析，每年调制的信号诱导的WIMP暗物质候选人的显着特点。该分析的主要动机是DAMA/NaI协作组最近提出的建议，即在分析使用高质量低背景闪烁体探测器获得的数据时，在90%置信水平下不能拒绝年度调制信号。我们对数据进行了两种不同的分析：首先，将调制显著性变量的统计分布（预期来自Sierra Grande条件下运行的实验）与从数据中获得的相同变量进行比较。其次，在能量箱中分析数据，作为第一结果的独立检查，并考虑到预期信号中交叉的可能性。在这两种情况下，均未发现与空值结果的统计学显著偏差，这可以支持数据包含调制成分的假设。图中还提出了使这些结果的DAMA合作的比较。
1998-09-14 astro-ph
GENIUS: the first real-time detector for solar pp-neutrinos?
GENIUS项目是一个大型超灵敏锗探测器系统的建议，用于WIMP和双β衰变搜索，相对于现有和其他未来的实验，灵敏度大大提高。本文研究了利用GENIUS实时探测低能太阳中微子的可能性。
2000-03-29 astro-ph
Background discrimination capabilities of a heat and ionization germanium cryogenic detector
研究了70 g热电离Ge测辐射热计的分辨能力。这第一个原型已经被安装在莫达内南部天文台的EDELWEISS暗物质实验所使用，用于直接探测WIMP。伽马和中子校准表明，这种类型的探测器是能够拒绝超过99.6%的背景，同时保留95%的信号，提供的背景事件分布是不偏向于表面的Ge晶体。然而，在一个相对重要的放射性环境中采集的1.17kg.day数据显示，有一个额外的种群与信号略有重叠。该背景可能是由于晶体表面附近的低能光子或电子的相互作用，并且通过向Ge二极管施加更高的电荷收集反向偏置电压（-6V而不是-2V）而稍微减小。尽管存在这种污染，但可以拒绝超过98%的背景，同时保留50%的信号。event.day15-45 keV反冲能量区间内，在90%置信水平下，这产生了0.7.kg^{-1}.keV^{-1}_{反冲}的保守上限;目前的灵敏度似乎受到快环境中子的限制。对安装过程中的升级进行了总结。
2000-04-21 astro-ph
Observations of the intense and ultra-long burst GRB041219a with the Germanium Spectrometer on INTEGRAL
GRB 041219a是INTEGRAL定位的最亮爆发。强烈的爆发发生在前体之后约250秒，长时间的延迟使光学和近红外望远镜能够观察到即时发射。我们提出了全面的时间和光谱分析的结果，包括线和余辉搜索使用光谱仪，SPI，船上INTEGRAL，BAT的斯威夫特和ASM的RXTE。我们利用多波长数据产生GRB 041219a的宽带光谱和余辉。光谱的爆发和子间隔拟合的带模型，也由准热模型。对高分辨率锗光谱仪的发射和吸收特征以及伽马射线余辉数据进行了搜索。整体爆发和子区间与波段模型拟合良好。在静止时间间隔之后，低于断裂能量的光子指数显示出显著的变化。此外，光谱很好地描述了一个黑色的身体与幂律的组成部分。BAT和ASM在SPI中的长静止间隔期间检测到爆发，表明中央引擎可能不是休眠的，而是在不同的频带中发生排放。未发现显著的发射或吸收特征，并且对最显著的特征设定900 eV和120 eV的限值。从瞬发阶段结束到爆发后约12小时，未检测到伽马射线余辉。宽带光谱的即时发射产生在7个时间间隔，使用伽马射线，X射线，光学和近红外数据，这些进行了比较的高红移爆发GRB 050904。在GRB 041219a中，光学和伽马射线发射是相关的。光谱滞后是使用BAT的数据确定的，它在整个爆发过程中发生变化。一些伪红移进行了评估和大的分散值被发现。
2006-08-23 astro-ph
Improved Spin-Dependent WIMP Limits from a Bubble Chamber
几十年来，泡室在加速器实验中提供了占主导地位的粒子探测技术，最终随着其他技术的出现而废弃。我们在这里报告的第一个时期的操作的超净，室温泡室含有1.5公斤的过热CF $_{3}$我，一个目标最大限度地敏感的自旋相关和独立的弱相互作用大质量粒子（WIMP）耦合。获得超过250千克-天的暴露量，存活时间分数达到80%。这说明了在一个新的领域--寻找暗物质粒子--使用泡室的能力。改进的限制自旋相关的WIMP质子散射截面提取从这第一个时期。一个极端的固有的不敏感性的背景通常限制这些实验（排斥因子的光子诱导电子的$\sim10^{-10}$）已被测量的操作条件下，导致检测低能核反冲，如预期的WIMP。
2008-04-17 astro-ph hep-ex physics.ins-det
Status of the EDELWEISS-2 Dark Matter Search
雪绒花计划致力于直接搜索暗物质作为大质量弱相互作用粒子（WIMPs），使用锗低温探测器在法国阿尔卑斯山的莫达内南部地区4800兆瓦的深度进行探测。在总质量为1公斤的第一阶段“雪绒花一号”之后，该方案的第二阶段“雪绒花二号”目前运行着9公斤的探测器和100平方米μ介子否决探测器的主动屏蔽，目前正处于调试阶段。将给出雪绒花II装置的背景现状和性能，并介绍用μ子否决系统测量的地下μ子通量。
2007-10-31 astro-ph
New physics from ultrahigh energy cosmic rays
来自太空的宇宙射线进入大气层时，能量高达10^{11} GeV。簇射中的初始粒子或次级强子可能与空气核子相互作用产生非标准粒子。本文研究了高能宇宙射线产生新物理的问题，重点研究了分裂超对称模型中的长寿命胶子和作为暗物质的弱相互作用粒子。我们首先推导了大气中任意深度强子事件的总通量，表明次级强子是不可忽略的。然后，我们利用这些结果，以找到通量的胶子和WIMP后，到达地面后，在空气淋浴。我们还评估了产生这些外来粒子的概率在一个单一的质子簇射的能量。最后，我们讨论了可能的信号在当前和预计的实验。虽然小通量的WIMP似乎没有任何现象学的后果，我们表明，胶子可以修改大量的一小部分广泛的空气淋浴的配置文件。特别是，它们可以在AUGER上在大天顶角的阵雨中产生可观察到的明显信号。
2007-02-09 astro-ph hep-ph
First Results from the Heidelberg Dark Matter Search Experiment
海德堡暗物质搜寻实验（HDMS）是一个特殊设计的新的锗电离实验。两个同心的锗晶体被安置在一个低温恒温器系统中，外部的探测器作为一个有效的屏障，防止内部晶体的多个散射光子，这是实际的暗物质目标。我们目前的第一个结果后，成功地运行了约15个月的时间在格兰萨索地下实验室的原型探测器。我们分析的结果在限制WIMP核子截面，并提出了全面的实验，这将是安装在格兰萨索在今年的过程中的状态。
2000-08-22 astro-ph
Searching the Footprint of WIMPZILLAs
通过模拟超重暗物质残余物的宇宙学演化，我们限制了其质量、寿命和贡献。Boltzmann方程的数值解包含了参与能量耗散的大部分相互作用。横截面的计算，无论是分析或使用PYTHIA蒙特卡罗程序。本文详细介绍了我们的模拟。为了说明物质分布在约束WIMPZILLA特性中的重要性，我们考虑了两种极端情况：均匀宇宙和均匀分布的局部晕。我们证明了在均匀宇宙中，质量为\sim 10^15 GeV，寿命为宇宙年龄几倍τ_0的超高能\sim衰变不能解释观测到的超高能宇宙射线（UHECR）的通量.这显示了附近来源的重要性，特别是星系晕。在过密度为\sim 200扩展到100 kpc或更大的均匀团块中，寿命必须为\sim 10 - 100 τ_0或DM中的贡献必须成比例地更小。我们还比较了我们的计算与EGRET和CASA-MIA极限在E \sim 10 ^15 eV处观测到的E \sim 10 ^11 eV的γ射线。它们与使用寿命相对较短的UHDM兼容。
2000-11-09 astro-ph hep-ph
The Direct and Indirect Detection of Weakly Interacting Dark Matter Particles
越来越多的证据表明，弱相互作用大质量粒子（WIMP）构成了宇宙中物质的大部分。我们说明了如何实验数据，量纲分析和标准模型粒子物理学是足够的，以评估和比较探测器的潜力，寻找这样的粒子或直接（例如\通过它们在锗探测器中的散射），或间接地（例如，通过在地下探测器中观察它们湮灭成中微子）。
1995-08-04 astro-ph hep-ph
