Dark Matter Related to Axion and Axino
Jihn E. Kim
我讨论了QCD轴子的基本特征：强CP解，因此它的理论必要性。我还回顾了轴子和axino效应的天体物理学和宇宙学，特别是强调其在宇宙中的暗物质组成部分的作用。
I discuss the essential features of the QCD axion: the strong CP solution and hence its theoretical necessity. I also review the axion and axino effects on astrophysics and cosmology, in particular with emphasis on their role in the dark matter component in the universe.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
继续探索
Dark Matter Candidates - Axions, Neutralinos, Gravitinos, and Axinos
暗物质的存在为超越标准模型的物理学提供了强有力的证据。用佩切-奎因对称和/或超对称扩展标准模型，引人注目的暗物质候选者出现了。对于轴子，中性伴子，引力子，和axino，我审查原始生产机制，宇宙学和天体物理学的限制，实验搜索，和实验鉴定的前景。
Cosmological consequences of Yukawa-unified SUSY with mixed axion/axino cold and warm dark matter
在M_{GUT}上进行t-b-τYukawa统一的超对称模型定性地预言了一个包括3- 15 TeV尺度的第一代和第二代标量、（几）TeV尺度的第三代标量和亚TeV范围的胶子的s粒子质谱。这些模型中的中性伴子遗迹密度通常远高于测量的暗物质丰度，这促使人们提出暗物质是由轴子/轴伴子混合物组成的建议。我们探讨的轴子和热和非热axino暗物质丰度Yukawa统一超对称模型。我们在这种情况下发现{ \it i}）。Peccei-Quinn对称性破缺标度f_a \sim 10^{12} GeV是有利的，{ \it ii}）.如果大统一理论尺度标量质量\sim为10-15 TeV，那么宇宙的再加热温度T_R就可以达到T_R \agt 10^6 GeV。这反过来又允许解决引力子/大爆炸核合成问题，同时也允许通过非热瘦生来进行重子生成。关于b \to sγ和B_s \to μ^+μ^衰变的数据也支持Yukawa统一模型的大标量质量。这种情况下的可测试的后果包括各种强大的LHC签名，在轴子搜索实验中可能的轴子检测，但直接和间接的WIMP搜索实验结果为空。
Natural SUSY with mixed axion/axino dark matter
研究自然SUSY中混合轴子/轴子暗物质的可能性，探讨轴子和轴子的质量范围及对暗物质丰度的影响。
Implications of supersymmetrizing the clockwork axions are studied. Supersymmetry ensures that the saxions and axinos have the same pattern of the coupling hierarchy as the clockwork axions. If we assume supersymmetry breaking is universal over the clockwork sites, the coupling structure is preserved, while the mass orderings of the saxions and axinos can differ depending on the supersymmetry breaking scale. While the massive saxions and axions quickly decay, the lightest axino can be stable and thus a dark matter candidate. The relic abundance of the axino dark matter from thermal production …
Exploring the Hadronic Axion Window via Delayed Neutralino Decay to Axinos at the LHC
在最小超对称标准模型中加入QCD轴子不仅解决了强CP问题，而且用新的暗物质候选者修正了暗区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子，但这项工作的重点是在大型强子对撞机（LHC）上可以检测到轴子的超伙伴，轴子，在从主顶点位移的中性伴子的衰变中。特别是，我们专注于强子轴子窗口内的KSVZ axino。在这种情况下，中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器，预计在14 TeV的LHC可测试。我们比较这个签名的位移衰变axinos其他动机良好的情况下，包含一个长寿命的中性伴子内的检测器衰变。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名，并在何种程度上，他们是可区分的讨论。我们也简要地评论这样一个场景的宇宙学可行性。
Mixed Axion/Axino Dark Matter in mSUGRA and Yukawa-unified SUSY
在最小超引力（mSUGRA）和汤川统一超对称大统一理论（SUSY GUT）模型中研究了轴子/轴子暗物质（DM），得到了令人惊讶的结果.对于这种类型的情景，遗迹DM丰度有三个组成部分：{ \it i}。）冷轴子，{ \it ii.}}）来自中性伴子衰变的暖轴伴子，以及{ \it iii.}）冷或热产生的轴突。需要超过$10^6$ GeV的再加热温度$T_R$，以解决引力子/大爆炸核合成（BBN）问题，同时还允许通过非热稀薄发生的重子发生。为了获得足够高的再热温度，我们还需要$10^{11}$ - $10^{12}$ GeV量级的高Peccei-Quinn（PQ）破缺标度$f_a$值。
Axino as a sterile neutrino
我们提出了一个超对称轴子模型，其中轴子的费米子超伴子，即轴子，对应于一个不育中微子，这将容纳LSND数据与大气和太阳中微子振荡。
Axinos as Dark Matter in the Universe
轴子是轴子的费米子超伴子。假设轴子是最轻的超对称粒子，并且由于R-宇称守恒而稳定，我们计算了早期宇宙中热反应产生的残余轴子密度。通过与WMAP结果的比较，我们发现热产生的轴子可以提供冷暗物质的主要部分，例如，轴子质量为100 keV，再加热温度为10^6 GeV。
Fine-tuning favors mixed axion/axino cold dark matter over neutralinos in the minimal supergravity model
在几乎所有的最小超引力（mSUGRA或CMSSM）模型参数空间中，都存在大量的中性伴子冷暗物质（CDM）。我们发现，mSUGRA参数空间的允许区域相匹配的CDM在宇宙中的测量丰度是高度微调。相反，如果我们调用Peccei-Quinn-Weinberg-Wilczek解决方案来解决强CP问题，那么SUSY CDM可能由轴子/轴子混合物组成，其轴子质量为MeV量级，并且混合轴子/轴子或主要是轴子CDM似乎更受欢迎。在这种情况下，微调的遗物密度通常是低得多，表明轴子/axino CDM（一个\tilde{a} CDM）是首选的超对称现象的范例模型。对于具有\tilde{a} CDM的mSUGRA，与中性伴子DM的情况相比，参数空间的完全不同的区域现在是DM有利的。因此，与具有中性伴子CDM的mSUGRA相比，在具有\tilde{a} CDM的mSUGRA的情况下，在LHC处预期相当不同的SUSY签名。
Mixed axion/gravitino dark matter from SUSY models with heavy axinos
我们研究了超对称轴子模型中的暗物质产生率，该模型以质量等级m_引力伴子<< m_中性伴子<< m_轴子为代表。在这样的模型中，人们期望暗物质由轴子/引力子混合物组成。在提出这样一个质量层次可能出现的动机，我们研究暗物质生产的SUSY金-Shifman-Vainshtein-Zakharov（KSVZ）模型，SUSY Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型和混合模型包含KSVZ和DFSZ的贡献。引力伴子可以通过热或非热的方式从axino、saxion或neutralino衰变中产生。我们得到了由于引力子产生过剩而导致的T_R的上界，包括热过程和非热过程。当T_R接近上界时，则暗物质倾向于引力子主导，但当T_R远低于上界时，则轴子主导更为典型，尽管在许多情况下我们发现了可比较的轴子和引力子的混合物。在这类模型中，我们最终期望检测到遗迹轴子，但没有WIMP信号，尽管超对称性最终应该在对撞机上被发现。
Axinos as Dark Matter
标准模型的超对称扩展将轴子解纳入强CP问题，必然也包含轴子的费米子伙伴axino。与中性伴子和引力伴子相比，轴伴子的质量一般不属于超光速破缺标度的量级，而且可以小得多。因此，Axino是一个有趣的稳定超伙伴候选人。在前一封信[1]中，当轴伴子通过非热的非平衡中性伴子衰变产生时，它们是宇宙中冷暗物质的天然候选者。在这里，我们扩展了非热生产的研究，包括通过散射和衰变的粒子在等离子体中的竞争热生产机制。我们确定在几十兆电子伏到几个GeV（取决于情况）的范围内的轴子质量对应于冷轴子遗迹，如果再加热温度$\treh$小于约$5\times10^4\gev$。在较高的$\treh$和较低的质量，轴可以构成温暖的暗物质。在轴子作为遗迹的情况下，引力子问题找到了一个自然的解决方案。标准模型光谱中最轻的超伴子在高能探测器中保持有效稳定，但可能是中性的或带电的。通常对最轻的中性伴子的残余丰度的高度限制性约束$\abundchi\lsim1$变得无效。
Axinos as Cold Dark Matter
我们表明，在早期宇宙中产生的最轻的中性伴子衰变的axinos是冷暗物质的一个自然的候选人。我们认为，axinos很可能提供了宇宙中失踪的质量的主要组成部分，因为他们的遗迹密度往往是与临界密度。
Implications of an axino LSP for naturalness
电弱对称性破缺的自然性和强CP问题的解决都可能需要一个由DFSZ轴子模型的实现产生的小希格斯诺质量$μ$。假设轴子是最轻的超对称粒子，我们研究了它对$μ$和轴子尺度的影响。对撞机产生的大量光希格斯玻色子（实际上只有中性的NLSP对）最终衰变为轴子，留下在LHC中寻找的瞬发多轻子或位移顶点。我们使用最新的LHC 7 +8的结果，推导出电流限制的$μ$和轴子规模。各种Higgsino-axino现象是通过比较与一个标准的情况下，没有最轻的axino，以及与一个更一般的情况下，额外的光gauginos的光谱。
Axino Cold Dark Matter Revisited
轴子模型的超对称版本中出现了轴子，它是冷或热暗物质的天然候选者。在这里，我们重新审视轴子暗物质产生的热和非热在最近的发展。首先讨论了几种KSVZ和DFSZ模型中相对于低能轴子的轴子定义。然后，我们回顾和改进的主要QCD生产的计算，以避免非物理的横截面，并根据模型，包括生产通过SU（2）和U（1）相互作用和汤川耦合。
Effective interactions of axion supermultiplet and thermal production of axino dark matter
我们讨论了轴子超多重态的有效相互作用，这对分析超对称轴子模型的宇宙学方面可能是重要的。与axino宇宙学有关，为了正确分析早期宇宙中axino的热产生，必须仔细区分Wilson axino-gluino-gluon耦合、1 PI axino-gluino-gluon振幅和PQ反常系数这三个看似相似但基本不同的量。然后我们注意到，在能量标度p处，在M_Φ< p < v_{PQ}范围内，除了众所周知的p/（16π^2 v_{PQ}）抑制外，1 PI轴-胶子-胶子振幅还被（M_Φ^2）/（p^2）抑制，其中M_Φ是模型中最重的PQ荷电和规范荷电物质超多重态的质量，它可以远低于PQ标度v_{PQ}。结果表明，在T>M_Φ时，轴子的产生主要是物质超多重态产生，而不是规范超多重态产生。但当M_Φ v_{PQ}时，轴子的产生速率大大降低，这将使随后的宇宙学发生重大改变。这在超对称DFSZ模型中是最显著的，其中M Φ对应于弱标度附近的Higgsino质量，然而在KSVZ模型中也可能有类似的缩减。我们评估了DFSZ和KSVZ模型的遗迹轴子密度，同时包括涉及最重的PQ荷电和规范荷电物质超多重态的过程中的轴子生产。
Neutralino dark matter from heavy axino decay
我们认为宇宙学的后果，一个沉重的轴子，衰变到中性的R-宇称守恒模型。轴子衰变对中性伴子暗物质丰度的重要性和影响取决于轴子的寿命和能量密度。在暴胀后的高再加热温度下，大量产生的轴中微子支配着宇宙的能量密度，它的衰变产生了大量的熵。作为奖励，我们得到的再加热温度的上限膨胀后，通过引力子衰变可以缓和，因为熵产生的轴子衰变或多或少稀释引力子。
Axino Light Dark Matter and Neutrino Masses with R-parity Violation
出于最近观察到的511 keV $γ$ -射线线发射的银河系隆起和解释它的光暗物质粒子的衰变，我们认为轻axino的质量可以在1-10 MeV的范围内，特别是在规范介导的超对称性破缺模型的背景下。我们讨论了轻轴子暗物质的产生过程和宇宙学约束。结果表明，双线性R宇称违反项提供了一个适当的轴子和中微子混合，使得轻轴子主要衰变为$e^+ e^- ν$ .我们指出，相同的双线性R-宇称违反一贯给两个所需的解释所观察到的511 keV的$γ$ -射线和中微子质量和混合的轴子的寿命。
Solving the Gravitino Problem by Axino
在一个大类超对称（SUSY）轴子模型中，轴子的费米子超伴子轴子$\axino$的质量被预言为$m_{\axino} \lesssim {\cal O}(1)$ keV.因此，轴子是最轻的超对称粒子（LSP）。我们指出，这样一个轻的Axino提供了一个自然的解决方案，引力子问题，如果引力子是下一个LSP。我们导出了引力子质量为$m_{3/2} \simeq 100$ GeV的暴胀再加热温度$T_R$的一个约束条件，即$T_R \lesssim 10^{15}$ GeV，它比最小超对称标准模型中得到的要弱得多.
Axino dark matter from thermal production
轴突是宇宙中暗物质的一个有希望的候选者。它是电中性和色中性的，非常弱的相互作用，并且可能是-正如本研究所假设的-最轻的超对称粒子，对于不间断的R宇称是稳定的。在标准模型的超对称扩展中，强CP问题通过佩西-奎因机制解决，轴子自然作为轴子的费米子超伴子出现。计算了超对称QCD中轴子的热产生率。利用硬热圈重算，我们得到了一个考虑德拜屏蔽的规范不变的热夸克-胶子-方-胶子等离子体的有限结果。估算了暴胀后热散射的遗迹轴子丰度。我们发现热产生的轴子可以提供冷暗物质的主要部分，例如，轴子质量为100 keV，再加热温度为10^6 GeV。
Collider Signatures of Axino and Gravitino Dark Matter
轴伴子和引力伴子是最轻超对称粒子（LSP）的极弱相互作用候选者。我们证明了它们中的任何一个都可以提供适量的冷暗物质。假设一个带电的slepton是次轻的超对称粒子（NLSP），我们讨论如何NLSP衰变到轴子/引力子LSP可以提供证据，轴子/引力子暗物质在未来的对撞机。我们表明，这些NLSP衰变将使我们能够估计的Peccei-Quinn规模和axino质量的值，如果axino是LSP。在引力子LSP的情况下，我们说明，引力子质量可以确定。这对于深入了解超对称性破缺的机制至关重要，并可能导致普朗克尺度的微观测量。
Axino dark matter from Q-balls in Affleck-Dine baryogenesis and the $Ω_b - Ω_{DM}$ coincidence problem
我们发现，$Ω_b - Ω_{DM}$巧合可以自然地解释在一个框架中，轴子冷暗物质主要是在非热过程中产生的，涉及在阿弗莱克Dinebaryogenesis中形成的Q-球衰变。在这种方法中，$Ω_b$和$Ω_{DM}$之间的相似性是轴突质量的（亚）GeV尺度的直接结果。
Axino warm dark matter and $Ω_b - Ω_{DM}$ coincidence
我们表明，axinos，这是占主导地位的次轻超对称粒子产生的轻子$Q$ -球（$L$ -球）的衰变，成为温暖的暗物质适合于失踪的卫星问题和尖点问题的解决方案。此外，在该场景中自然地解释了$Ω_b - Ω_{DM}$重合。
Review of axino dark matter
本文综述了轴子暗物质的研究现状。两个层次问题，强CP问题和规范层次问题，导致引入粒子物理学的自发破缺的整体Peccei-Quinn对称性和软破缺的超对称性，分别。把它们结合起来，意味着不仅存在轴子，而且存在它的标量分量--萨克逊子和它们的费米子伙伴--轴子。其中，轴子和轴子是有吸引力的暗物质候选者。讨论了轴子作为暗物质的各种可能性。
Axino Dark Matter and the CMSSM
如果轴子是最轻的超伴子，并且满足宇宙学的界限，包括冷暗物质的残余丰度的优选范围，那么通常对CMSSM的参数空间的严格约束变得非常宽松。通常的CMSSM光谱中最轻的超伴子在对撞机实验中似乎是稳定的，但不一定遵守遗迹丰度的限制。它可能是中性的（最轻的中性伴子），也可能是带电的（典型的中性伴子）。由于轴子是冷的暗物质，根据轴子的质量和再加热的温度，CMSSM的大区域，通常对应于重的超伴子，变得允许。
Thermal Production of Axino Dark Matter
我们讨论了轴子超多重态的低能有效相互作用的某些特征，这些特征与轴子宇宙学有关，并研究了早期宇宙中轴子热产生的含义。
Is the ee gamma gamma+ Missing E(T) Event an Evidence of the Light Axino?
我们指出，如果Peccei-Quinn对称性破缺标度$F_a$在强子轴子窗口（$F_a\sim 10^6$ GeV）的范围内，CDF实验中的ee $γγ+/\!\!\!\! E_T$事件可以自然地用轻轴子的无标度超引力模型来解释.我们还强调，强子轴子窗口仍然幸存的星系际光子搜索，因为大熵产生由于Polonyi场的衰变产生了大量的宇宙轴子密度的稀释。
A Supersymmetric Extension of Axionic Electrodynamics: From Axions and Photons to Axinos and Photinos
本文构建了轴子电动力学的超对称扩展，研究轴子、光子及其超对称伙伴轴ino和光ino的相互作用，分析了bosonic和fermionic部分的色散关系及有效质量，并探讨了bosonic场方程的解。
Possible Evidence For Axino Dark Matter In The Galactic Bulge
最近，INTEGRAL卫星上的SPI光谱仪观测到来自银河系隆起的强511 keV线发射。虽然这种发射的角分布（与\sim 9度的宽度球对称）很难用传统的天体物理学场景来解释，但轻暗物质粒子可以解释观测结果。在这封信中，我们考虑的可能性，衰变axino在一个R-宇称违反模型的超对称性可能是这种排放的来源。我们发现，\sim 1-300 MeV的轴子与R-宇称破坏耦合可以自然地产生所观察到的辐射。
Determining Reheating Temperature at Colliders with Axino or Gravitino Dark Matter
在暴胀膨胀一段时间后，宇宙再加热，并在再加热温度T_R处达到完全热平衡。在这项工作中，我们指出，在有效的低能超对称模型的背景下，LHC测量可以允许一个确定T_R作为一个函数的暗物质粒子的质量假设是一个轴子或引力子。还可以导出它们的质量的上限。
Bridging the divide: axion searches and axino phenomenology at colliders
本文探讨扩展最小超对称标准模型以包含轴子及其超对称伙伴轴子的现象学模型，分析对撞机实验对轴子衰变的探测能力，展示超对称DFSZ轴子模型可通过现有实验研究，补充直接探测和天文搜索的灵敏度。
Thermal leptogenesis and the gravitino problem in the Asaka-Yanagida axion/axino dark matter scenario
成功地实现热稀薄发生需要膨胀后的再加热温度T_R超过~2 \times 10^9 GeV。如此高的T_R值通常会导致早期宇宙中引力子的过度产生，这将引起主要与BBN约束的冲突。Auburn和Yanagida（AY）提出，如果采用质量等级m（sparticle）>m（gravitino）> m（axino），m（axino）keV，则这两个问题可以在Peccei-Quinn增广MSSM（PQMSSM）的上下文中得到调和。我们计算了AY方案中混合轴子/轴子暗物质的残余丰度，并研究了在什么条件下可以产生足够的热稀薄生成T_R值。高的PQ破缺尺度fa可以抑制轴子的产生，而小的真空失准角θ i可以抑制轴子的产生。大的f_a值导致中性伴子的衰变较晚。为了避免BBN的限制，AY方案需要低的中性伴子热丰度和高的中性伴子质量值。我们把晚期衰变的萨克逊介子的熵产生包括在内，发现萨克逊介子通常至少要比引力子重几倍。一个可行的AY方案表明，LHC应该发现一个与弱尺度超引力相一致的超对称粒子谱;表观中性伴子丰度很低;应该出现一个可能的轴子探测信号（可能具有亚微电子伏特范围内的m_axion），但不应该观察到WIMP暗物质的直接或间接信号。
Axino - New Candidate for Cold Dark Matter
当标准模型的超对称扩展与强CP问题的佩西-奎因解结合时，必然也包含轴子，轴子的费米子伙伴。与中性伴子和引力伴子相比，轴伴子的质量一般不属于超对称性破缺标度的量级，而且可以小得多。因此，Axino是一个有趣的稳定超伙伴候选人。当它们通过非热的非平衡中性伴子衰变或通过等离子体中粒子的散射和衰变通过竞争热产生机制产生时，轴伴子是宇宙中冷暗物质的天然候选者。如果再加热温度T_R小于约5 \times 10^4 GeV，则我们将几十MeV到几GeV（视情况而定）范围内的轴子质量确定为对应于冷轴子遗迹。在较高的T_R和较低的质量下，轴子可以构成温暖的暗物质。在轴子作为稳定遗迹的情况下，引力子问题找到了一个自然的解决方案。标准模型光谱中最轻的超伴子在高能探测器中保持稳定，但可能是中性的或带电的。通常对最轻中性伴子的残余丰度的限制条件Omega*h^2<1并不成立。
The Cosmological Axino Problem
我们重新审视宇宙学的超对称QCD轴子，突出存在一个严重的宇宙学axino问题，是完全类似的引力子问题overclosure通过热生产。一般的分析意味着，在没有非自然的微调或隔离的情况下，QCD轴子的质量大于或等于引力子的质量。因此，热引力子和QCD轴子产生的边界在参数空间中是互补的，并且一起提供了暴胀后再加热温度的一个相当严格的极限，对于f_a = 10^9 - 10^12 GeV的轴子衰变常数，T_R < 10^3 - 10^6 GeV。基于这一结果，我们探讨了低T_R下引力子LSP和轴子NLSP的宇宙学，并提出了暗物质的三种现实方案。
Thermal inflation, baryogenesis and axions
在以前的论文中，我们提出了一个简单的扩展的最小超对称标准模型，从而产生了热膨胀和重子生成在一个自然的和显着一致的方式。在本文中，我们考虑我们的模型的$λ_ϕ= 0$特殊情况下，这是最小的方式，将一个Peccei-Quinn对称。轴子/平子成为最轻的超对称粒子，具有$m_\axino \sim 1$到$10 \GeV$，并且通常在平子衰变期间过度产生。有趣的是，对于$m_\axino \sim 1 \GeV$、$f_a \sim 10^{11}$到$10^{12} \GeV$和$|μ| \sim 400 \GeV$到$2 \TeV$，暗物质丰度最小化，其丰度与观测到的丰度一致，并且具有大量的轴子和轴子。因此，对于这些值，重子丰度自然与观测到的丰度相匹配。
Gluino LOSP with Axino LSP
在这封信中，我们提出了一个新的版本的“长寿”的超对称模型与胶子最轻的普通超对称粒子[LOSP]和轴子LSP。在轴子衰变常数$f_a < 1 \times 10^{10}$ GeV的一定范围内，胶子的质量边界被减小到小于1000 GeV。最好的极限可以通过在检测器中寻找衰变的R-强子来获得，其中胶子在量热计中衰变为胶子和轴子。在{ \em介导的超对称模型或一般规范介导的超对称破缺模型中，具有胶子LOSP的超对称模型可以在参数空间的显著区域上发生。胶子LOSP不受宇宙学的限制，但在这种情况下，轴子/axino可能是很好的暗物质候选者。
We propose a complete R-parity violating supersymmetric model with baryon triality that contains a Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky axion chiral superfield. We parametrize supersymmetry breaking with soft terms, and determine under which conditions the model is cosmologically viable. As expected we always find a region of parameter space in which the axion is a cold dark matter candidate. The mass of the axino, the fermionic partner of the axion, is controlled by a Yukawa coupling. When heavy [${\mathcal O}$(TeV)], the axino decays early and poses no cosmological problems. When light [$\math…
Recurrent Axinovae and their Cosmological Constraints
本文研究了暴胀后对称性破缺的 Axion-like 暗物质形成微晕和 axion 星的过程，发现星体超过最大质量时塌缩并转化为相对论性 axion，该过程特征受到强烈宇宙学限制，据此提出了独立于非引力耦合的粒子性质新限制。
Dark Matters in Axino Gravitino Cosmology
建议在1 MeV区域的轴子质量和eV区域的引力子质量可以提供光子退耦时间的数量级的轴子寿命。在这种情况下，在星系形成时，一些未衰变的轴子表现得像冷的暗物质，而一些轴子衰变产物（引力子和热轴子）表现得像热的暗物质。
Neutralino, axion and axino cold dark matter in minimal, hypercharged and gaugino AMSB
基于反常介导超对称破缺（AMSB）的超对称模型通常会产生一个中性的wino作为WIMP冷暗物质（CDM）的候选者，其热丰度远低于测量值。在这里，我们调查了四个方案，以调和AMSB暗物质与测量丰度：1。由于标量场（{ \it e.g}模量）的衰减而产生的非热wino，2.非热wino生产由于衰变的引力子，3。非热wino生产由于重axino衰变，和4。轴子LSP的情况，其中CDM的大部分由轴子和热产生的轴子组成。在情况1和2中，我们期望wino CDM构成整个测量的DM丰度，并且我们调查wino样WIMP的直接和间接检测率。Wino直接探测率可以很大，更重要的是，从下面限定，使得吨级稀有液体探测器应该访问m_{\tz_1} \alt 500 GeV的所有参数空间。通过中微子望远镜和太空宇宙射线探测器的间接wino探测率也很高。在情况3中，DM将由轴子加维诺混合物组成，其确切比例非常依赖于模型。在这种情况下，轴子和类似wino的WIMP都有可能被实验检测到。在案例4中，我们计算出宇宙膨胀后的再加热温度。在这种情况下，没有直接或间接的WIMP信号应该看到，虽然直接检测遗迹轴子可能是可能的。对于每一个DM的情况下，我们显示的最小AMSB模型的结果，以及超荷和gaugino AMSB模型。
Mixed axion/neutralino cold dark matter in supersymmetric models
我们考虑超对称（SUSY）模型，其中强CP问题是解决了Peccei-Quinn（PQ）机制与concommitant轴子/axino超多重态。我们研究的R-宇称守恒模型中的中性伴子是最轻的超对称粒子，使中性伴子和轴子的混合物作为冷暗物质。混合轴子/中性伴子CDM方案可以匹配测量的暗物质丰度的超对称模型，通常给出太低的值，通常的热中性伴子丰度，如模型与类维诺或类希格西诺暗物质。通常的热中性伴子丰度可以通过热产生的轴伴子衰变为中性伴子而大大增强，然后在比冻结温度低得多的温度下中性伴子再湮灭。在这种情况下，遗迹密度通常是中性伴子占主导地位的，并且为\sim（f_a/N）/ m_{axino} ^{3/2}。如果轴子衰变发生在中性伴子冻结之前，那么中性伴子的丰度就可以通过遗留轴子来增加，从而与测量的丰度相匹配。后期轴子衰变产生的熵可以减少轴子的丰度，但最终不会减少中性伴子的丰度。在混合轴子/中性伴子CDM模型中，有可能同时探测到作为暗物质遗迹的弱相互作用粒子和轴子。我们还讨论了可能的修改，我们的结果由于生产和衰变的saxion。在附录中，我们提出了哈勃膨胀率和轴子和中性伴子遗迹密度的辐射，物质和衰变粒子占主导地位的宇宙的表达式。
We consider the thermal production of axino dark matter in high-scale supersymmetry where all the superpartners except the axino are heavier than the maximum and reheating temperatures. In this case, the axinos are produced dominantly in pairs from the scattering of SM particles in thermal plasma in the early Universe after inflation. We find that the thermal averaged scattering cross section for the axino pair production is given by $\langleσv\rangle \propto T^4$ in Kim-Shifman-Vainstein-Zakharov (KSVZ) axion model, while it does not depend on the temperature in Dine-Fischler-Srednicki-Zhitni…
Reconciling thermal leptogenesis with the gravitino problem in SUSY models with mixed axion/axino dark matter
成功实现热稀薄生成需要再加热温度T_R \agt 2 \times 10^9 GeV，这显然与具有TeV尺度引力子的超对称模型相冲突，后者需要更低的T_R以避免大爆炸核合成（BBN）约束。我们发现，混合轴子/轴子暗物质可以在m_{\tG} \agt为30 TeV、具有相当高的Peccei-Quinn破缺标度和初始失准角θ i < 1的模型中协调热稀薄生成和引力子问题.我们计算了轴子和轴子暗物质生产从四个来源，并施加BBN约束的长寿命引力子和中性子。此外，我们讨论了几个超对称模型，自然有几十TeV的数量级的引力子质量。我们发现，在汤川统一超对称性和AMSB与一个葡萄酒般的最轻的neutralino难以调和。然而，T_R \sim 10^{10}-10 12} GeV可以很容易地在有效超对称性和基于混合模异常调解的模型中实现。这种情况的后果包括：1.大型强子对撞机超对称性的发现应该与具有大引力子质量的超对称性模型相一致。表观中性伴子残余丰度Ω_{ \tz_1 }h^2 \alt 1，3.不应发现WIMP直接或间接检测信号，以及4.轴子质量应小于\sim 10^{-6} eV，略低于微波腔轴子探测实验探索的常规范围。
Radio Killed the Axion Star: Constraining Axion Properties with Radio Telescopes
本文提出轴子暗物质在暗物质晕中心形成的轴子星坍缩爆炸产生“轴子新星”，并在轴子-光子耦合适度增强的模型下释放显著射电光子，进而确定了可通过射电暂现源搜索探测轴子新星的参数范围。
Mixing of axino and goldstino, and axino mass
Axino与轴子的SUSY变换有关，原则上可以与Goldstino混合。这种情况下实现时，一些携带非零Peccei-Quinn电荷的超场开发标量VEV和F-条款。在这种情况下，我们提出了一个适当的定义轴子和axino。在这个定义下，我们在最一般的框架下给出了QCD轴子质量，包括非最小Kähler势。已知轴子质量具有取决于偶然对称性的分级质量结构。只有一个轴突，如果$G_A=0$，其中$G=K+\ln|W|^2$，我们得到$m_{\tilde a}=m_{3/2}$。对于$G_A\ne 0$，轴子质量取决于凯勒势的细节。在规范介导的情况下，高更质量是占主导地位的轴子质量参数。因此，我们可以把理论上的QCD axino质量作为一个自由参数来研究它的宇宙学效应，范围从eV到多TeV，而不需要目前对它的紫外完成的知识。
Mainly axion cold dark matter in the minimal supergravity model
我们研究的最小超引力（mSUGRA）模型的假设下，强CP问题是解决的Peccei-Quinn机制。在这种情况下，遗迹暗物质（DM）丰度由三个组分组成：{ \it i}）。冷轴子，{ \it ii}）。来自中性伴子衰变的暖轴伴子，以及{ \it iii}）。冷或热产生的轴突。为了维持足够高的再热温度（T_R \agt 10^6 GeV），以使许多重子发生机制发挥作用，我们发现DM的主体应该由冷轴子组成，而冷热轴子的混合应该相当轻微，质量为\sim 100 keV的非常轻的轴子。对于mSUGRA与主要轴子冷DM（CDM），最DM优选的参数空间区域正是那些最不优选的中性伴子DM的情况下。因此，相当不同的超对称性签名预计在大型强子对撞机的情况下，主要是轴子CDM的mSUGRA相比，中性子CDM的mSUGRA。
Axino Dark Matter in Moduli-induced Baryogenesis
我们考虑大R宇称破坏（RPV）的轴子暗物质。在模主导宇宙中，轴子是通过热或非热的方式产生的，然后衰变后期的模稀释了轴子密度，从而得到了解释当前暗物质的丰度。与此同时，重子不对称性是由于模诱导的重子生成通过大的RPV产生。尽管RPV很大，但Axino在宇宙学上是稳定的，因为它的衰变速率受到轴子衰变常数、重夸克质量或运动学的抑制。
Axino LSP Baryogenesis and Dark Matter
我们讨论了一种新的重子生成机制，其中重子不对称性是由另一个扇区中最轻的粒子产生的，例如超对称粒子（LSP），通过重子数破坏相互作用衰变为夸克。作为一个具体的例子，我们使用一个超对称轴子模型与轴子LSP和重子$R$ -宇称破坏。这种情况下预测大$R$ -奇偶性违反停止，和夸克质量的上限在{15和130 TeV}之间，不同的选择的佩切-奎因尺度和软$X_t$条款。我们讨论了轴子重子生成机制对暗物质性质的影响，发现轴子和亚稳引力子都能提供正确的暗物质密度。在轴子暗物质的情况下，初始失准角被限制为${\cal O}(1)$。另一方面，再加热温度与PQ标度有关，在引力子暗物质场景中应该高于$10^4-10^5$ GeV。
Gravitino, Axino, Kaluza-Klein Graviton Warm and Mixed Dark Matter and Reionisation
稳定粒子暗物质很可能起源于长寿命的残余粒子的衰变过程，最近在轴子、引力子和更高维的卡鲁扎-克莱因（KK）引力子的情况下进行了广泛的研究。它表明，在许多可行的参数空间，这样的暗物质出现自然温暖/热或混合。特别是，衰变产生的引力子（KK-引力子）只有在衰变粒子的质量在几TeV范围内时才被认为是冷的，除非衰变粒子和暗物质粒子几乎是简并的。这样的暗物质候选者因此受到了许多关于温暖和混合暗物质的宇宙学约束，例如来自宇宙适当再电离的限制，莱曼α森林，以及星系团的丰度。结果表明，从早期的再电离时代的约束，如最近的观测表明，可能会限制这样的温暖/热的组件，只有非常小的一部分贡献的暗物质。
Supersymmetric Dark Matter Candidates - The Lightest Neutralino, the Gravitino, and the Axino
在标准模型的超对称扩展中，最轻的中性伴子、引力伴子和轴伴子可以作为最轻的超对称粒子出现，并因此为我们宇宙中的非重子暗物质提供了令人信服的解释。对于这些暗物质的候选人，我审查的原始生产机制，宇宙学的限制，和实验鉴定的前景的现状。
Neutralino versus axion/axino cold dark matter in the 19 parameter SUGRA model
在一般的19参数超引力模型（SUGRA-19）中计算了热产生中性伴子冷暗物质的残余丰度。对大统一理论尺度参数的扫描表明，具有类双星中性伴子的模型通常会产生暗物质密度Ω_{\tz_1} h ^2 \sim 1 - 1000，即比测量值高1到4个数量级。使用希格西诺或维诺冷暗物质的模型可以得到正确的遗迹密度，但主要是700 - 1300 GeV的中性伴子质量。混合bino-wino或bino-higgsino CDM的模型，或占主导地位的共湮灭或A-共振湮灭的模型可以产生正确的丰度，但这种情况下是非常难以产生使用一般扫描在大统一理论尺度参数;这是高微调的遗迹丰度在这些情况下的指示。要求m_{\tz_1} \alt 500 GeV（作为一个粗略的自然要求）在测量的CDM丰度处引起参数空间中的最小可能下降。为了比较，我们还扫描了mSUGRA空间与四个自由参数。最后，我们研究了混合轴子/轴子冷暗物质的Peccei-Quinn增广MSSM。在这种情况下，遗迹丰度更自然地与测量值一致。根据我们的累积结果，我们得出结论，未来的轴子搜索应该探测更广泛的轴子质量，更深入的轴子耦合。
Dark matter in supersymmetric models with axino LSP in Randall-Sundrum II brane model
研究了RSII膜模型中的轴子暗物质假说。在CMSSM的框架内，我们假设最轻的中性伴子或Stau是NLSP，而轴伴子的产生只有NLSP衰变的一个贡献。我们发现轴子在宇宙中可以扮演暗物质的角色，并确定了不同的五维普朗克质量值下的轴子质量。对于后者，得到了一个上界
Nonthermal Axino as Cool Dark Matter in Supersymmetric Standard Model without R-parity
我们指出，轴子的超对称伙伴预测的轴子是一个很好的候选人，最近提出的无菌中微子冷暗物质。在规范介导的超对称破缺的背景下，轴子质量落入正确的范围。当允许R宇称违反时，轴子与活跃中微子的大量混合产生，由此产生的中微子质量和混合同时容纳大气和太阳中微子振荡。
SO(10) SUSY GUTs, the gravitino problem, non-thermal leptogenesis and axino dark matter
基于规范群SO（10）的简单超对称大统一模型除了规范耦合和物质统一外，还需要t-b-τ汤川耦合统一。汤川耦合统一放置在预期的超粒子质谱强约束，标量质量\sim 10 TeV，而高吉诺质量相当轻。所有超引力模型的一个共同问题来自于早期宇宙中引力子的过度产生：如果引力子是不稳定的，那么它们的后期衰变可能会破坏大爆炸核合成的预测。我们提出了一个Yukawa统一的SO（10）超对称大统一理论方案，该方案避免了引力子问题，通过非热稀薄生成产生了正确的物质-反物质不对称性，并且与WMAP测量的冷暗物质丰度一致，这是由于轴子LSP的存在。为了保持Yukawa统一的超对称模型的宇宙学一致性，我们需要再热温度T_R \sim 10^6-10^7 GeV，轴子质量约为\sim 0.1-10 MeV，PQ破缺标度f_a \sim 10^{12} GeV。
Constraints on axino warm dark matter from X-ray observation at the Chandra telescope and SPI
一个寿命足够长的温暖的暗物质可能是卫星X射线望远镜观测到的X射线源。我们认为轴子和引力子的质量在1千电子伏和100千电子伏之间的超对称模型与小的R-宇称破坏。我们发现，轴子暗物质收到显着的约束，从钱德拉和SPI的X射线观测，特别是对于轴子衰变常数$f_{a}$的允许范围的低端，而引力子暗物质仍然不受约束。
In this work, we investigate the dark sector of a supersymmetric axion model, consisting of the late-decaying gravitino/axino dark matter and axion dark radiation. In the early universe, the decay of the scalar superpartner of the axion (saxion) will produce a large amount of entropy. The additional entropy can not only dilute the relic density of the gravitino/axino dark matter to avoid overclosing the universe but also relax the constraint on the reheating temperature $T_{R}$ after inflation. Meanwhile, the axion dark radiation from the saxion decay will increase the effective number of neut…
Non-Baryonic Dark Matter
存在几种非重子冷暗物质的候选者，包括中性伴子、轴子、轴伴子、引力伴子、温姆兹拉。本文综述了中性伴子的暗物质性质及其探测的现状。我还讨论了axino作为一个新的有趣的选择。
Axino dark matter and baryon number asymmetry production by the Q-ball decay in gauge mediation
我们研究了规范介导的超对称破缺中Q球衰变到轴子暗物质的过程。在我们的方案中，Q球主要衰变为核子，部分衰变为轴子，分别解释了宇宙的重子不对称性和暗物质。Q球在大爆炸核合成之前就衰变了，所以它不受衰变的影响。我们展示了实现这种情况的参数的区域。
Axino dark matter in brane world cosmology
我们在膜世界中讨论暗物质。我们在Randall-Sundrum II型膜世界中工作，并假设最轻的超对称粒子是轴子。我们发现，轴子可以在宇宙中扮演冷暗物质的角色，只要五维普朗克质量从上到下都是有界的。这是可能的，因为与传统的四维宇宙学相比，由于宇宙的新膨胀定律，再加热温度更高。
Thermal production of axino Dark Matter
我们重新考虑了早期宇宙中axino的热产生，增加了：a）axino相互作用中的遗漏项; b）通过热质量允许的胶子衰变运动学产生; c）重新加热的精确建模。我们发现了一个比以前计算的大几倍的轴突丰度。
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。
扫码添加微信好友，提出您的宝贵建议 👇
💡 备注请填写：网站反馈
发表机构由 AI 从论文文本抽取，如发现错误，欢迎反馈修正建议。