Dark radiation from a unified dark fluid model
我们提出了一个统一的暗流体模型来描述$ΔN_\mathrm{eff}$在暗辐射中可能的演化行为。这个模型可以被看作是一个相互作用的模型，在暗扇区中，暗物质与暗辐射相互作用。我们证明了$ΔN_\mathrm{eff}$的演化可以很好地解释，而没有一些缺点，如$ΔN_\mathrm{eff}$的爆破和非零的相互作用在后期的时间。
2014-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced Radiation ? from (Super) Conductor by Dark Matter Axion
在我们以前的论文中，我们已经证明了在强磁场作用下，（超）导体通过暗物质轴子产生增强辐射。通过仔细处理真空和导体之间的边界条件，我们重新计算了辐射。我们发现辐射从未增强。我们将其解释为：由轴子产生的电磁场与导体碰撞，并被导体反射。反射波是来自导体的辐射。反射波的振幅与入射波的振幅相同，即由轴子引起的辐射是合理的。
2021-11-03 hep-ph
Probing dark radiation with inflationary gravitational waves
最近的宇宙学观测表明存在额外的轻物质，即，暗辐射在本文中，我们表明暗辐射的签名是印在暴胀引力波的频谱。如果暗辐射是由大质量粒子衰变产生的，则引力波的高频模被抑制。此外，由于暗辐射引起的各向异性应力的影响，引力波谱可能在暗辐射产生时进入视界的频率处出现下降。一旦对引力波谱进行了详细的实验研究，我们就可以推断出宇宙中暗辐射是如何以及何时产生的信息。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Annihilation Radiation of Dark Matter in Heterotic Orbifold Models
直接和间接的暗物质搜索可能会导致超对称性的发现。在杂种优势轨道紧致化的特定背景下，甚至有可能得到一些关于更基本的基础理论的超对称性破缺机制的线索。本文在有效杂化框架下的AMSB情景下，研究了通过来自银河系中心的γ射线（连续谱和谱线）和同步辐射间接探测中性伴子暗物质的前景，该框架构成了一个在高能理论和低能唯象学之间保持一致的超对称模型.
2004-06-07 astro-ph hep-ph hep-th
Linear scale bounds on dark matter--dark radiation interactions and connection with the small scale crisis of cold dark matter
现代宇宙学中的一个悬而未决的问题是冷暗物质范式的小尺度危机。越来越多的注意力最近致力于自相互作用的暗物质模型作为一个可能的答案。然而，解决所谓的“失踪卫星”问题还需要存在额外的相对论性粒子（称为暗辐射），与早期宇宙中的暗物质散射。在这里，我们调查的影响，不同的理论模型设计的暗物质暗辐射相互作用的大尺度宇宙学观测。我们使用宇宙微波背景数据，把约束的暗辐射成分和它的耦合到暗物质。我们发现，数据所允许的耦合值意味着一个截止尺度的晕质量函数与银河系中的卫星观测相匹配。
2017-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Effects of quantum statistics on relic density of Dark Radiation
研究了无质量粒子的冻出问题。由于量子统计的影响，费米-狄拉克或玻色-爱因斯坦，所有相关的粒子的过程进行了分析。适当的玻尔兹曼方程的解决方案进行了比较，使用一些流行的近似方法。作为一般结果的应用，讨论了Weinberg的Higgs门模型中暗辐射的残余密度。
2018-07-02 hep-ph
Dark Matter-Radiation Scattering Enhances CMB Phase Shift through Dark Matter-loading
本研究探究暗物质与非光子辐射的散射作用，发现其可进一步放大CMB声波振荡的相移，通过耦合谐振子模型解析机制，并结合观测数据验证了相移增强与相互作用暗物质丰度的线性关联，为暗物质-辐射相互作用模型提供新的观测特征。
2025-02-11 astro-ph.CO hep-ph
Non-Abelian dark matter and dark radiation
我们提出了一种新的暗物质模型与不寻常的现象。我们的模型的普通之处在于，暗物质粒子是WIMP，它们与标准模型弱耦合，并且具有弱尺度质量。不寻常的是，它们来自一个新的“暗”非阿贝尔规范群的多重态，具有毫弱耦合。这个暗规范群中的无质量暗胶子以弱自相互作用暗辐射的形式对宇宙的能量密度有贡献。在本文中，我们探讨了具有i的后果。多重态的暗物质ii.）自相互作用的暗辐射和iii.）与暗辐射弱耦合的暗物质。我们发现i.）暗物质截面被多重性因素修改，这对对撞机搜索和间接探测具有重要影响，ii.）暗胶子具有作为暗辐射影响CMB的热丰度。与其他无质量的中微子不同，暗胶子是相互作用的，并且具有消失的粘性，iii.）暗辐射与暗物质的耦合代表了用于衰减大尺度结构功率谱的新机制。一个额外的辐射和轻微阻尼结构的组合是有趣的，因为它可以消除全球$Λ$ CDM符合CMB和直接测量哈勃膨胀率（$H_0$）和大尺度结构（$σ_8$）之间的紧张关系。
2015-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation Confronting LHC in Z' Models
最近的宇宙学数据支持在三个活跃的中微子和光子之外的额外的相对论自由度，通常被称为“暗辐射”。涉及TeV尺度Z'规范玻色子的SM的扩展一般包含超弱相互作用的轻右手中微子，它们可以构成这种暗辐射。在这封信中，我们面对的E6 Z'模型的参数的要求，以考虑目前的暗辐射的证据与已经存在的限制，从寻找新的中性规范玻色子在LHC7。
2012-10-23 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation from the axino solution of the gravitino problem
目前对宇宙微波背景的观测可以证实，在原始核合成之后但在光子退耦之前，辐射能量密度有所增加。我们表明，如果引力子问题是解决了一个轻的轴子，暗（去耦）辐射自然出现在这一时期导致一个新的上限的再加热温度T_R < 10^{11} GeV。反过来，成功的热leptogenesis可能预测这样的增加。大型强子对撞机可以支持这个机会。同时，轴子和轴子可以自然形成观测到的暗物质。
2011-12-13 hep-ph
Dark Radiation and interacting scenarios
一个额外的暗辐射成分可以以无菌中微子、轴子或其他可能与暗物质扇区相互作用的非常轻的自由度的形式存在于宇宙中。本文从暗辐射-暗物质耦合模型的现有数据出发，导出了暗辐射丰度、有效速度和粘性参数的宇宙学约束。在考虑相互作用方案时，额外暗辐射物种数量的宇宙学界限不会发生显着变化。我们还发现，暗辐射有效速度的约束退化了一个数量级，而粘度参数的误差是一个因素的两个更大的考虑相互作用的情况下。如果假设非相互作用模型来分析未来的宇宙微波背景数据，但暗辐射和暗物质部分在自然界中相互作用，则有效速度和粘性参数的重建值将偏离其标准的1/3期望，即ceff=0.34（+0.006 -0.003）和cvis=0.29（+0.002 -0.001），对于未来的COrE任务数据为95%CL。
2012-12-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation or Warm Dark Matter from long lived particle decays in the light of Planck
虽然普朗克的数据支持标准ΛCDM模型，但它仍然允许暗辐射的存在，相当于大约一半的额外标准中微子种类。我们提出了一个方案，从热产生的粒子衰变成一个更轻的稳定遗物加标准费米子获得分数的“有效中微子物种”。在寿命远大于1秒时，遗迹粒子和非热中微子成分都对暗辐射有贡献。通过增加稳定粒子与不稳定粒子的质量比，遗迹粒子不再充当暗辐射，而是成为质量为O（1 keV-100 GeV）的暖暗物质的候选者。在这两种情况下，都有可能解决锂的问题。
2013-06-25 astro-ph.CO hep-ph
A Minimal Model of Majoronic Dark Radiation and Dark Matter
通过增加一个单位轻子荷的单重标量，推广了单重Majoron暗辐射模型。整体$U(1)_L$的自发破缺通过I型跷跷板机制将暗辐射与中微子质量产生联系起来。该模型自然有一个稳定的标量暗物质场。它还预测了质量小于1 GeV的光标量的存在，它与标准模型希格斯玻色子混合。我们进行了数值分析的模型参数施加的限制，从正确的遗物丰度和满足直接暗物质检测，罕见的衰变的B介子，和不可见的宽度的希格斯玻色子的界限。该模型的可行性，在容纳从银河系中心的伽马射线进行了讨论。该模型产生了新的罕见的希格斯玻色子玻色子衰变，如四μ介子的最终状态与位移的顶点。另一个独特的信号是两个μ子和丢失的能量反冲对μ子对。我们的结果还表明，暗辐射和跷跷板机制之间的桥梁将把跷跷板规模在1-100 TeV的范围内。
2014-09-25 hep-ph
Dark Radiation and Superheavy Dark Matter from Black Hole Domination
即使在早期宇宙中产生了相对较少的黑洞，随着空间的膨胀，它们在总能量密度中所占的比例也会越来越大。因此，我们有充分的动机去考虑这样一种情形，即早期宇宙包括一个原始黑洞主导总能量密度的时代。在此背景下，我们认为霍金辐射作为一种机制，产生暗辐射和暗物质。如果早期宇宙包括一个黑洞主导的时代，我们发现霍金辐射将产生暗辐射的水平$ΔN_{\rm eff} \sim 0.03-0.2$为每个轻和去耦自旋0，1/2，或1。这个范围非常适合于缓解后期和早期哈勃测定之间的紧张关系，并且在即将到来的CMB实验范围内。暗物质也可能起源于黑洞主导的早期宇宙中的霍金辐射，尽管这样的暗物质候选者必须非常重（$m_{\rm DM} >10^{11}$ GeV），如果他们要避免超过测量的丰度。
2019-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation and small-scale structure problems with decaying particles
虽然标准的ΛCDM模型成功地描述了宇宙的宇宙微波背景辐射和大尺度结构，但它在中微子种类的有效数目（暗辐射）和小尺度结构的数目（过剩问题）方面与观测存在一些矛盾。在这里，我们提出了一个方案，可以通过产生暗物质和暗辐射的晚期衰变的重粒子放松这些紧张局势。由于这种产生机制，暗物质是相当温暖的，从而解决了小尺度结构问题。这种情况在超对称轴子模型中可以很自然地实现，在超对称轴子模型中，由轴子衰变产生的轴子提供暗辐射，而由轴子衰变产生的轴子则形成温暖的暗物质。我们确定了一个满足所有已知宇宙学约束的超对称轴子模型的参数区域。
2012-11-15 astro-ph.CO 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
Dark Energy Radiation
我们表明，如果暗能量随时间演化，它的动力学成分可能是由暗辐射浴占主导地位。在目前的限制下，这种辐射的能量密度可能是宇宙微波背景的$\sim 10^4$倍。我们展示了特定的模型，其中滚动标量场产生不同形式的暗辐射，如隐藏的光子，毫荷电粒子，甚至标准模型中微子。我们发现，对晚期宇宙膨胀历史的主导作用取决于一个单一的参数以外的$Λ$ CDM，即今天的暗辐射的温度。对这种修正膨胀率的宇宙学观测可以为这种情况提供一个引人注目的签名。暗辐射本身甚至可以在实验室实验中直接检测到，这表明对暗能量性质的更广泛的实验计划。
2020-12-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Brane inflation with dark reheating
在膜世界的场景中，暴胀真空能量可能会逃逸到更高维度的大体积中，在膜上留下暗辐射效应。本文分析了Randall-Sundrum类型模型中无质量体标量辐射对暴胀子的阻尼以及暗辐射的产生。
2004-11-01 hep-ph
Partially Acoustic Dark Matter, Interacting Dark Radiation, and Large Scale Structure
无碰撞的冷暗物质的标准范例与大尺度的测量存在矛盾。特别是，从宇宙微波背景中推断的哈勃率$H_0$和物质密度扰动$σ_8$的最佳拟合值似乎与直接测量的结果不一致。我们表明，这两个问题都可以解决的框架中，暗物质由两个不同的组件，一个主导组件和次主导组件。主要成分是冷的和无碰撞的。次级成分也是冷的，但与暗辐射强烈相互作用，暗辐射本身形成紧密耦合的流体。在次优势分量的密度扰动的增长被抑制暗声振荡，由于其耦合到暗辐射，解决了$σ_8$问题，而紧耦合的暗辐射的存在改善了$H_0$问题。暗物质和暗辐射的次主导成分继续保持热平衡，直到晚期，抑制了暗盘的形成。我们提出了一个简单的模型，自然实现这种情况下，两个组成部分的暗物质热WIMP的例子。我们的方案可以通过未来的第四阶段实验进行测试，旨在探测CMB和大尺度结构。
2017-08-09 astro-ph.CO hep-ph
Non-thermal WIMPs as Dark Radiation
人们一直认为，只有轻的物质才能表现为辐射，并解释了普朗克望远镜、WMAP9望远镜、南极望远镜和ATACAMA望远镜最近观测到的暗辐射。在这项工作中，我们将表明，GeV尺度的WIMP可以解释暗辐射以及。如果重WIMP的一部分在热冻结后以非热方式产生，则它们可能会模拟半中微子物质的效应。此外，我们将展示如何BBN，CMB和结构形成的界限可能被规避。
2014-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Light Higgsino from Axion Dark Radiation
最近的观测结果表明，存在一个额外的相对论自由度，即暗辐射。我们认为，QCD轴子是一个合理的候选人的暗辐射，不仅是因为它的极小的质量，而且还因为在超对称扩展的Peccei-Quinn机制的轴子往往占主导地位的宇宙和衰变成轴子具有相当大的分支分数。我们表明，Higgsino混合参数μ是有界的从上面时，在萨克逊衰变产生的轴子构成的暗辐射：μ \lesssim 300 GeV的萨克逊轻于2m_W，和μ小于萨克逊质量，否则。有趣的是，即使其他超粒子的质量约为1 TeV或更高，希格斯诺也可以轻到足以在LHC和/或ILC的范围内。我们还估计了由希格斯诺和撒克逊衰变产生的轴子的丰度。
2012-08-20 hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating primordial black holes
质量范围从$10^{-5}$到$10^9$ g的原始黑洞可能存在于早期宇宙中。通过它们的蒸发机制（在大爆炸核合成之前完成），它们可能释放出超出标准模型的稳定粒子。我们重新考虑了这样的粒子可能构成今天观测到的暗物质的主要部分或一小部分的可能性，更新了暖暗物质约束对这种情况的影响。如果足够轻，来自原始黑洞蒸发的稳定粒子也可能对暗辐射做出重大贡献。我们概括了以前的研究，这个有趣的暗物质和暗辐射的产生机制，包括吸积和熵不守恒的可能数量的影响。我们还详细讨论了标准模型之外的稳定粒子候选者的一些具体例子。
2020-12-17 astro-ph.CO hep-ph
A testable scenario of WIMPZILLA with Dark Radiation
由于电磁规范对称性使电子稳定，一种新的阿贝尔规范对称性可能是超重暗物质稳定的原因。与新的规范对称性相关的规范玻色子自然地扮演着暗辐射的角色，并对普朗克最近测量的“中微子种类”的有效数量做出了贡献。我们估计暗辐射的贡献，从辐射衰变的标量粒子诱导的环中的温普兹拉。标量粒子可能通过Higgs门型耦合影响希格斯玻色子的不可见衰变。
2013-05-22 hep-ex hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating Kerr primordial black holes
原始黑洞蒸发产生暗物质和暗辐射的机制非常有趣。我们考虑Kerr黑洞的情况，推广以前在Schwarzschild情况下得到的结果。对于暗物质，结果并没有显著变化，温暖的暗物质的边界也同样适用：特别是，克尔情况不能拯救黑洞统治轻暗物质的场景。对于暗辐射，$ΔN_{eff}$的期望值相对于史瓦西情况没有显著变化，但是对于自旋为2的粒子的增强：然而，在无质量的情况下，只有极端的黑洞才能达到预期的实验灵敏度。
2021-03-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Light Dark Matter and Dark Radiation
轻暗物质（$M\leq20$ MeV）粒子在中微子退耦后冻结。如果暗物质粒子耦合到中微子或电磁等离子体，暗物质湮灭产生的后期熵可以改变中微子与光子的温度比，并同样改变中微子的有效数量$N_{eff}$。我们研究了暗物质湮灭对$N_{eff}$的非平衡效应，并在热平衡近似下研究了这种效应。这两个结果都受到普朗克观测的约束。我们证明了非平衡态下的暗物质湮灭过程对暗物质质量的下限和附加辐射粒子存在的可能性有更强的约束。
2016-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Initial State Radiation in Majorana Dark Matter Annihilations
马约拉纳暗物质粒子湮灭为轻费米子的截面是螺旋性抑制的。我们表明，如果暗物质是中性的Majorana分量的多重态下的电弱相互作用的标准模型，规范玻色子的发射从初始状态解除了抑制，并允许s波湮灭。稳定的标准模型粒子的能量谱会受到重要的影响。这对间接寻找暗物质产生了影响。
2011-07-22 hep-ph
Common Origin of Warm Dark Matter and Dark Radiation
我们考虑一个宇宙学的情况下，一个相对论性粒子和一个稳定的大质量粒子同时产生的衰变后，大爆炸核合成的粒子，但之前的物质辐射平等。相对论性粒子和大质量粒子分别表现为暗辐射和暖暗物质。由于共同的起源，温暖度和丰度密切相关。我们将导致这种情况的模型称为温暖和相对论衰变产物的共同起源（COWaRD）。我们表明，COWaRD预测的暗辐射量和抑制的大尺度结构，这可以在未来的精密宇宙学观测进行测试之间的相关性。我们证明，COWaRD实现，作为一个例子，在一类超对称轴子模型和未来的观测下一代宇宙微波背景，大尺度结构，21厘米的调查可以揭示的理论结构。
2020-12-18 astro-ph.CO hep-ph
Invisible dark-sector radiation: analytic resummation for dark photon searches
Jinan University（暨南大学）
针对正负电子对撞机不可见暗光子产生的固定阶计算微分分布发散问题，采用Sudakov重求和得到可积归一化的丢失质量平方分布，为暗光子搜寻提供更精准的理论依据。
2026-10-14 hep-ph
Dark matter, dark radiation and Higgs phenomenology in the hidden sector DM models
本文提出了一类具有局域暗规范对称性的隐扇区暗物质模型，其中暗物质是稳定的，这是由于不破缺的局域暗规范对称性，或者由于拓扑结构，或者由于某些偶然的对称性而长期存在，粒子的含量和动力学完全由局域规范对称性决定.在这些模型中，有两种类型的自然力介质，暗规范玻色子和暗希格斯玻色子玻色子，这将影响DM和希格斯现象学的重要方式。我讨论了各种现象学问题，包括GeV规模的伽玛射线过剩从银河系中心（GC），（在）直接检测签名，暗辐射，希格斯现象和希格斯膨胀辅助暗希格斯。
2015-03-18 astro-ph.HE hep-ph
The Cosmology of Dark Energy Radiation
本研究量化了暗能量辐射的宇宙学特征，发现其辐射丰度可达 $\Omega_{\text{DER}} = 0.03$，并评估了中微子、轴子和暗光子等候选者的直接探测前景及实验约束。
2024-03-26 astro-ph.CO hep-ph
Interacting Scalar Radiation and Dark Matter in Cosmology
我们研究相互作用的标量辐射和暗物质可能的宇宙学效应。在它的去耦之后，标量辐射可以作为中微子自由流动，或者作为完美流体强烈地自相互作用，这在很大程度上取决于它的自耦合的大小。我们得到了自散射率的一般和新颖的结构，并将其与我们宇宙的膨胀率进行了比较。如果它的三线性/立方耦合不为零，标量辐射最终可以被视为理想流体。对CMB可能产生的影响也进行了讨论。当这个标量也介导暗物质粒子之间的相互作用时，大尺度结构的线性物质功率谱可以不同于其他模型进行修改。我们建议使用德拜屏蔽来避免标量辐射与暗物质散射中出现的奇异性。
2016-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation constraints on minicharged particles in models with a hidden photon
我们计算了早期宇宙中由微荷电费米子（MCP）和无质量隐藏光子组成的隐藏扇区的热化。普朗克对宇宙微波背景（CMB）各向异性的精确测量和大爆炸核合成（BBN）过程中产生的轻核残余丰度通过中微子种类的有效数量Neff限制了这个隐藏扇区的暗辐射量。这项研究提出了新的和准确的预测暗辐射的强耦合和弱耦合制度的广泛的模型参数。我们给出了MCP质量在100 keV到10 GeV之间，微电荷在10^（-11）-1范围内的Neff值。我们的研究结果可以用来约束MCP与当前的数据，他们也是一个有价值的指标，为未来的实验搜索，暗辐射的暗示应该体现在普朗克的数据的下一个版本。
2014-03-10 hep-ph
Axionic Co-genesis of Baryon, Dark Matter and Dark Radiation
我们认为，由失调机制激发的轴子场的相干振荡和由轴子衰变引起的非热稀薄生成可以很好地解释观测到的暗物质丰度和重子不对称性，从而为解决重子-暗物质符合问题提供了一个解决方案.成功的轴子共生需要O（10^{6-7}）GeV的超对称破缺标度，这与最近发现的质量约为126 GeV的标准模型希格斯玻色子玻色子相一致。虽然萨克逊粒子一般衰变为一对轴子，但它们的丰度敏感地取决于萨克逊粒子稳定机制以及与希格斯场的耦合。我们讨论了各种使介子主要衰变为右旋中微子而不是轴子的方法，并证明了轴子暗辐射的丰度可以自然地小到Δ N_{\rm eff} \lesssim { \cal O}（0.1），这是普朗克数据所允许的.
2013-05-01 hep-ph
A dark radiation era prior to the inflationary phase
一个宇宙模型占主导地位的暗辐射，随后一段时间的通货膨胀的开始。这个模型基于Randall-Sundrum II型膜世界。目前的观测数据被用来固定与暗辐射相关的参数。
2009-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Correlation between Dark Matter and Dark Radiation in String Compactifications
弦紧化中的再加热一般是由最轻模量的衰变驱动的，最轻模量的衰变产生标准模型粒子、暗物质和表现为暗辐射的亮隐藏扇区自由度。这种共同的起源使我们能够发现暗物质和暗辐射之间有趣的相关性。通过结合现有的中微子种类有效数N_eff的上界和费米数据中作为暗物质质量m_DM的函数的再加热温度的下界，我们得到了（N_eff，m_DM）平面上的强约束.在这个平面上的大部分允许区域对应于非热的场景与希格斯诺类暗物质。只有当N_eff趋于其标准模型值时，才允许热暗物质。我们表明，上述情况是实现微扰模稳定的模型中，暗辐射的生产是不可避免的，因为大量的封闭弦轴子保持轻，不被吃掉异常U（1）s。
2014-01-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Signatures of Dark Radiation in Neutrino and Dark Matter Detectors
我们认为宇宙的能量预算包括某种形式的相对论或半相对论暗辐射（DR）与非引力相互作用的标准模型（SM）粒子的一般可能性。这种暗辐射可能由SM单线态或中微子的非热高能成分组成。如果这样的DR是在相对较近的时期产生的，它可以携带足够的能量，在旨在寻找相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的印记：暗物质和地下中微子实验。我们分析了这种可能性在一些一般性，假设相互作用的暗辐射是由不稳定粒子的后期衰变，潜在的暗物质的组成部分，并考虑各种可能的暗辐射和SM粒子之间的相互作用。集中在次GeV的能量区域，我们得出的限制不同形式的DR使用最敏感的中微子和暗物质直接探测实验的结果。特别是，对于相互作用的暗辐射携带一个典型的动量$\sim30$ ~MeV $/c$，这两种类型的实验提供了竞争性的限制。这项研究还表明，非标准的中微子发射源（例如，通过暗物质衰变）能够为暗物质直接检测创造一个“中微子底”，该“中微子底”比标准中微子源的预期更接近当前的界限。
2018-04-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Decay of multiple dark matter particles to dark radiation in different epochs does not alleviate the Hubble tension
衰变的冷暗物质（CDM）被认为是解决哈勃膨胀率和物质聚集之间紧张关系的一种机制。然而，宇宙微波背景（CMB）的偏振测量严重限制了暗物质在重组前的衰变比例，而大尺度结构对CMB各向异性的透镜效应对暗物质在重组后的衰变有很强的限制。总之，这些限制使得用衰减的暗物质来解释哈勃张力不太可能。针对这种情况，我们研究了一个暗物质系综与CDM粒子衰变成自由流动的暗辐射在不同的时代，可以缓解这个问题。我们发现它没有。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting Dark Radiation
我们考虑一类简单的模型，其中暗辐射具有自相互作用，因此不自由流。这种暗辐射没有各向异性应力（或粘度），在CMB角功率谱上留下明显的特征。具体来说，我们研究的可能性，隐藏的规范玻色子和/或手征费米子占中微子物种的有效数量过剩。它们具有规范相互作用，并且由于未破缺的隐藏规范对称性而保持轻，在某些情况下导致Δ N_{\rm eff} \simeq 0.29。
2013-08-13 astro-ph.CO hep-ph
BBN constraints on dark radiation isocurvature
在早期宇宙中，与标准模型完全解耦的暗辐射的存在为相关的暗辐射等曲率模式留下了可能性。我们表明，暗辐射等曲率的存在下，导致空间变化的原始丰度的氦和氘由于空间变化的$N_{\rm eff}$在大爆炸核合成。我们使用的结果来限制存在这样的isocurvature模式的规模下降到$\sim 1$兆个人电脑规模。通过测量不同星系中原始氦氢比和氘氢比的超额方差，在95%的置信度下，我们将星系平均等曲率的方差限制在小于$0.13/Δ\bar{N}_{\rm eff}$。这里，$Δ\bar{N}_{\rm eff}$是由于额外的暗辐射分量而导致的$N_{\rm eff}$的空间平均增加。
2020-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark radiation: 21cm signals and laboratory tests
我们的宇宙完全有可能充满了暗辐射，例如SM中微子或新的物理状态，它们是由具有宇宙学长寿命的暗物质衰变产生的。如果以这种方式产生的非热中微子携带足够的能量，它们可以在旨在寻找相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的印记：暗物质和地下中微子实验。相反，以这种方式获得的暗光子的非常软的非热群体被允许超过CMB光子的数量密度许多数量级，而不与电流边界冲突。由于转换成普通光子的概率很小，这种情况可以通过宇宙学的21厘米信号进行测试。
2018-12-21 hep-ph
Radiation back-reaction during dark-matter freeze-out via metastable bound states
本文利用广义Saha平衡方程研究暗物质冻结中亚稳态束缚态产生辐射的反作用，发现辐射更易热化或红移而非电离或激发束缚态。
2024-06-18 hep-ph
Gravitational Waves and Dark Radiation from Dark Phase Transition: Connecting NANOGrav Pulsar Timing Data and Hubble Tension
最近NANOGrav合作报告的脉冲星计时数据可能表明在$f \sim 10^{-8}$ Hz附近存在随机引力波背景。我们探索了从暗扇区相变中产生这种低频引力波的可能性。假设暗区除了引力相互作用外与可见区完全解耦，我们发现一定量的暗辐射应该保留到现在。NANOGrav的数据表明，暗辐射的数量接近目前的上限，这可能有助于缓解所谓的哈勃张力。如果暗辐射的存在在未来的CMB-S4实验中没有得到证实，这将意味着存在新的粒子，它们在O（1-100）MeV的能量尺度上与标准模型扇区发生微弱的相互作用。
2020-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model of light dark matter and dark radiation
我们提出了一个暗物质和暗辐射的模型，基于强耦合的暗${\rm SU}(5)$规范理论与基本和十重态暗夸克。该模型支持轻暗重子，尊重手征对称性，这是电中性的，但具有电磁形状因子，也是一个轻暗轴子。由于暗重子与标准模型粒子的耦合与禁闭尺度的平方成反比，暗重子会变成热的暗物质或冷的暗物质，这取决于暗物质的禁闭时间。对于禁闭尺度$Λ\sim 10-10^3~{\rm GeV}$，质量约为$ 1~{\rm GeV}-1~{\rm MeV}$的暗重子变成自然小磁矩的冷暗物质，并给出正确的残余丰度。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark radiation and dark matter in supersymmetric axion models with high reheating temperature
最近对宇宙微波背景、大尺度结构和大爆炸核合成（BBN）的研究显示出额外辐射的趋势。在超对称强子轴子模型的框架内，我们探讨了两个高再加热温度的情况下，可以解释一致的额外辐射和冷暗物质（CDM），后者驻留在引力子或轴子。在引力子CDM的情况下，来自热介子衰变的轴子在BBN之前已经提供了额外的辐射，而具有宇宙学所需的TeV尺度质量的轴子衰变可以产生额外的熵。在轴子CDM的情况下，宇宙学的约束是尊重轻eV尺度axino和弱尺度引力子衰变成轴子和axino。这些衰变导致后期额外的辐射，可以与早期的贡献共存。最近普朗克卫星探测到的结果是在晚些时候的额外辐射，因此这两种情况都有。进一步的测试是在ADMX上寻找轴子，在LHC上寻找超对称粒子。
2013-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on axionic dark radiation from axion-photon conversion in the early Universe
轴子在弦论中似乎无处不在，其中一些可能是由重标量衰变产生的非热，有助于暗辐射。研究了在原初磁场存在下，由轴子暗辐射通过轴子-光子转换产生的光子的各种宇宙学效应，导出了轴子-光子耦合与原初磁场结合的严格约束.
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter production from Goldstone boson interactions and implications for direct searches and dark radiation
暗物质粒子的稳定性可以归因于剩余的$Z_2$对称性，它是由整体U（1）对称性的自发破缺而产生的。这个看似合理的场景包含了一个戈德斯通玻色子，正如温伯格最近所证明的那样，它是暗辐射的一个强有力的候选者。我们在这篇论文中表明，这个戈德斯通玻色子，连同CP偶标量与全球U（1）对称性的自发破缺，在暗物质的生产中发挥了核心作用。此外，CP偶标量与标准模型希格斯玻色子的混合导致了新的希格斯衰变通道和与核子的相互作用，从而打开了在LHC和直接暗物质搜索实验中探测这种情况的可能性。我们仔细分析了后者的可能性，我们表明，有很好的前景，观察信号在未来的实验LUX和XENON1T提供的暗物质粒子产生热，并具有大于25 GeV的质量。
2013-11-07 hep-ph
Superheavy Dark Matter in Light of Dark Radiation
如果满足稳定性条件，超重暗物质可以满足观测到的暗物质丰度。在这里，我们提出了一个新的阿贝尔规范对称性${\rm U(1)}_H$，用于超重暗物质作为电子的电磁规范对称性的稳定性。与${\rm U(1)}_H$相关的新规范玻色子有助于作为暗辐射的宇宙中相对论自由度的有效数量，最近已经通过几个实验测量到，例如，普朗克。我们计算了标量粒子通过环中的超重暗物质衰变对暗辐射的贡献。有趣的是，这种情况将由未来的大型强子对撞机在希格斯玻色子的不可见衰变特征中进行探测。
2014-10-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Residual Non-Abelian Dark Matter and Dark Radiation
提出了一个新的粒子物理模型，其中矢量暗物质（VDM）和暗辐射（DR）起源于同一个非阿贝尔暗扇区。我们给出了一个说明性的例子，其中黑暗的$SU(3)$自发地分裂成$SU(2)$子群的非零真空期望值的复标量的基本表示的$SU(3)$。无质量规范玻色子与剩余的未破碎的$SU(2)$组成DR，并有助于缓解$\textit{Planck}$和哈勃空间望远镜之间的哈勃常数测量的紧张局势。与此同时，与破碎的发生器相关的大质量暗规范玻色子是VDM候选者。这种非阿贝尔的VDM可以与宇宙背景中的非阿贝尔的DR相互作用，从而导致物质功率谱被抑制，并导致更小的$σ_8$用于结构形成。
2017-02-22 astro-ph.CO hep-ph
Dark Radiation and Dark Matter in Large Volume Compactifications
我们认为，暗辐射是自然产生的衰减的整体体积模量在大体积的情况下。我们认为隔离和非隔离的情况下，并发现，轴超伙伴的模量产生的模量衰减，它可以解释暗辐射的观察建议，而通过Giudice-Masiero项模量衰减的总衰减率的主要贡献。在隔离的情况下，由模量衰减产生的最轻的超对称粒子自然可以解释观测到的暗物质密度。另一方面，在非隔离的情况下，超对称粒子不是由模衰变产生的，因为软质量是重引力子质量的量级。QCD轴子将是一个可信的暗物质候选者。
2012-11-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Radiation Exposure from the Dark
本研究探讨更重且相互作用更强的暗物质可能使人类暴露于显著辐射剂量，并利用未观测结果约束此类暗物质参数空间，提出非弹性散射候选体可使千分之一人口受影响。
2025-05-23 astro-ph.CO hep-ph physics.space-ph
On dark radiation from string moduli decay to ALPs
我们研究弦模衰变为类轴子粒子（ALP）的暗辐射（DR）问题。在KKLT型模稳定模型中，模场的类轴子相预计会解耦，而在LVS型模稳定模型中，一些模场可以保持明亮，并可能构成暗辐射。我们评估最小超对称标准模型（MSSM）粒子和暗辐射更一般的紧化模量衰减。尽管在Δ N_{eff}上收紧了误差条，但我们发现由于大量MSSM衰减模式导致DR的模量分支分数受到一定程度的抑制，因此模量-ALP耦合仅受到轻微约束。我们预计，如果与最轻模量场相关的ALP确实是轻的，那么未来对Δ N_{eff}进行更高精度的CMB实验仍可能发现DR的证据。
2022-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic dark radiation and neutrinos
普朗克任务对宇宙微波背景（CMB）的新测量大大增加了我们对宇宙的了解。暗辐射是辐射中的一种弱相互作用成分，是我们的宇宙学模型的重要组成部分之一。目前，暗辐射是否存在还是一个悬而未决的问题。例如，通过扩大最小Lambda CDM模型以包括额外的相对论自由度，可以在一定程度上缓解从普朗克数据推断的哈勃常数H_0值与H_0的本地测量值之间的差异。从基础物理学的角度来看，暗辐射也同样有趣。事实上，它很可能是标准模型之外最容易接近的物理学窗口之一。一个例子是地球振荡实验中暗示的无菌中微子也可能是暗辐射的来源，因此宇宙学观测可以用来测试特定的粒子物理模型。在这里，我们回顾了最近的宇宙学结果，包括一个完整的调查暗辐射部门，以提供一个概述的模型，仍然是兼容的新的宇宙学观测。此外，我们更新了宇宙学的中微子物理学和暗辐射特性的约束，重点是数据集之间的紧张关系和参数之间的简并性，可以降低我们的信息或模仿额外的物种的存在。
2013-07-02 astro-ph.CO hep-ph
Observable dark radiation from cosmologically safe QCD axion
我们提出了一个QCD轴子模型，它避免了宇宙学畴壁问题，引入了一个整体的SU（3）_f族对称性，我们嵌入了不需要的PQ离散对称性。SU（3）_f和PQ对称性的自发破缺预言了八个NG玻色子和轴子，它们都对宇宙中的暗辐射有贡献。从暗辐射的标准模型预测的推导可以通过未来对CMB波动的观测来观察。我们的模型还预测了一个相当大的异国情调的K介子衰变率，这是勉强符合目前的对撞机数据，并将通过未来的对撞机实验进行测试。
2015-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Axionic Dark Radiation and the Milky Way's Magnetic Field
最近有人提出，在弦论模场衰变过程中产生的以轴子形式存在的暗辐射可能是星系团中软x射线过剩的原因。这些软X射线光子是由于这些轴子在星系团的磁场中转化为光子而产生的。在这项工作中，我们计算的转换轴暗辐射到X射线光子在我们自己的银河系的磁场。我们认为Δ N ~ 0.5的暗辐射的能量为0.1-1 keV的数量级的轴子。我们表明，如果乐观一点，可以完全解释位于3/4 keV ROSAT全天图中检测到的银河平面中心上方和下方的大区域的X射线发射，这是由于暗辐射转化为光子，逆轴子-光子耦合为M ~ 3e-13 GeV，轴子质量为m <1 e-12 eV。不同的参数值可以解释这些功能和3/4 keV的X射线背景。更保守地说，这些X射线观测是约束这种轴子暗辐射模型的好方法。
2013-10-16 astro-ph.CO hep-ph
