Probing New Physics with Multi-Messenger Astronomy
本文通过多信使天文学探讨新物理场景，利用最新观测数据对重暗物质、伪狄拉克中微子和轻暗物质领域提出新限制。
2025-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Multi-messenger cosmology of new physics
暴胀宇宙学的观测证据与重子合成和暗物质/能量可以被看作是新物理学的信使，它支配着宇宙的起源、演化和结构。为了描述超越标准模型（BSM）的物理学，在现代宇宙学范式的基础上，提出了新的模型依赖信使，包括多组分复合暗物质、亚稳粒子、原初黑洞和重子非对称宇宙中的反物质畴.
2020-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Some aspects of electroweak physics for a composite Higgs boson: application to the Z gauge boson decaying into two leptons and two pseudoscalar mesons
我研究了希格斯玻色子像夸克-反夸克对一样转变的SU（2）L × U（1）电弱物理的唯象方面。在它的味含量、夸克凝聚的层次结构和赝标介子的轻子衰变常数f之间建立了对应关系;来自破缺标量势的希格斯介子耦合可以用f、Cabibbo-Kobayashi-Maskawa混合角和希格斯玻色子玻色子的质量来表示。应用Z玻色子衰变成两个轻子和两个带电的赝标量介子，更特别的是$e^+e^- B^+B^-, e^+e^- D_s^+D_s^-$和$e^+e^- K^\pm π^\mp$ ;最后一个通道，涉及新类型的味道改变中性电流的标量部门，是这种方法的特点。与夸克的标准模型不同，探测到两个带电荷的$B$介子是无望的，就像不幸的是探测到$K^\pm π^\mp$一样;由于统计数据不足，在目前的实验中，如果希格斯粒子的质量低于$65 GeV$，通道$D_s^+ D_s^-$可能会被遗漏。对于更高质量的希格斯粒子，从这样的通道中探测不到。这表明，不应该从寻找标准希格斯玻色子玻色子的最终负面结果中得出过于激烈的结论，它的简单变体更加难以捉摸，可能已经逃脱了检测，并且在不久的将来仍然可能逃脱。
1999-04-14 hep-ph
Boosted Neutrinos and Relativistic Dark Particles as Messengers from Reheating
通常，早期的信息，如重新加热是很难得到的。在本文中，我们认为，在适当的情况下，右手无菌中微子衰变到左手活跃的在相对较晚的时间可以携带信息的再加热自由传播的热历史。对于不太小的混合角，合适的右手中微子质量大约是${\cal O}$（MeV-GeV）。我们确定了典型的光谱，并认为他们提供的暴胀子质量的再加热温度的比率的信息。这种原始中微子信号可以足够强，可以在冰立方中检测到。更进一步的推测是，当再加热温度和暴胀子质量满足$T_R={\cal O}(1-100)\, {\rm MeV}$和$m_ϕ={\cal O}(10^{16-19})\,$ GeV时，它们甚至可以解释观测到的PeV事件。更广义相对论性的暗粒子也可以扮演这样的信使的角色，可能不仅允许PeV事件，而且还缓解了$H_0$ -张力。
2020-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Natural semi-direct gauge mediation and D-branes at singularities
我们考虑超对称破缺的半直接规范中介模型，其中信使是复合场，它们的超对称质量是通过四次超势耦合自然产生的。我们表明，这样的复合信使模型可以很容易地嵌入到由D膜在卡-丘奇性产生的规范规范理论中，并认为半直接规范调解实际上是D膜模型中超对称破缺的一个非常自然的选择。我们提供了几个明确的例子，并讨论其显着的现象学性质。
2009-12-16 hep-ph hep-th
Affleck-Dine Baryogenesis, Condensate Fragmentation and Gravitino Dark Matter in Gauge-Mediation with a Large Messenger Mass
我们在GMSB模型中研究了Affleck-Dine重子发生的条件和引力子暗物质的起源。GMSB模型中的AD重子生成被中子星稳定性排除，除非Q球不稳定并且在核合成之前衰变。如果信使质量尺度大于凝聚体碎裂时的平向场Φ，则可以形成不稳定的Q球。我们提供了一个例子的基础上AD重子沿d = 6平坦方向的情况下，m_{3/2} \approx 2 GeV，预测重力子暗物质从Q球衰变。使用一个唯象的GMSB势模型的超对称性破裂项的φ依赖，我们数值求解φ的演变，并表明信使质量可以足够接近的平面方向的字段时，冷凝碎片。我们计算了相应的再热温度和重子电荷的凝聚碎片，并表明，该电荷是足够大的，以产生晚衰变的Q球，可以是引力子暗物质的起源。
2011-06-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Decaying Dark Matter can explain the electron/positron excesses
PAMELA和ATIC最近报告了e+ e-宇宙射线的过量。由于DM湮灭方面的解释被认为是不容易兼容的约束，从光子观测，我们认为DM衰变假设，并发现它可以解释的e+ e-过剩兼容的所有约束，并可以测试专用HESS观测银河山脊。ATIC数据表明DM质量约为2 TeV：如果DM是一种具有重子样物质不对称性的准稳定复合粒子，那么这个质量自然意味着观察到的DM相对于普通物质的丰度。技术色彩自然会产生这些类型的候选人。
2008-11-25 hep-ph
Heavy decaying dark matter at future neutrino radio telescopes
本文研究了RNO-G、GRAND和IceCube-gen2射电阵列等未来中微子射电望远镜对质量在10^7至10^15 GeV的重衰变暗物质的探测灵敏度，预测了基于宇宙原初中微子和新生脉冲星中微子观测的暗物质寿命保守限制，结果表明这些限制与多信使分析高度互补。
2023-05-31 astro-ph.CO hep-ph
Probing heavy dark matter decays with multi-messenger astrophysical data
我们设置保守的约束衰变暗物质粒子的质量跨越一个非常广泛的范围（$10^4-10^{16}$ GeV）。为此，我们使用宇宙射线（CR）质子/反质子，电子/正电子，中微子/反中微子和伽马射线的多信使观测。针对衰变到$\bar{b}b$通道的情况，利用Dokshitzer-Gribov-Lipatov-Altarelli-Parisi方程组和$\texttt{Pythia}$程序包，模拟了暗物质产额的光谱.然后，我们传播的CR的暗物质起源到地球，通过使用国家的最先进的数值框架$\texttt{CRPropa}$，$\texttt{GALPROP}$和$\texttt{HelMod}$的CR输运方程的解决方案在河外，银河系和日光层，分别。保守的限制是通过要求地球上预测的暗物质光谱小于观测到的CR光谱来获得的。总的来说，我们排除暗物质寿命的$10^{28}$ s或更短的所有群众调查这项工作。对于质量在$10^{11}-10^{14}$ GeV范围内的非常重的暗物质粒子，最严格的约束达到$10^{30}$ s。
2020-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
CosmiXs: Cosmic messenger spectra for indirect dark matter searches
本文利用 Pythia 中的 Vincia 簇射算法重新计算暗物质湮灭和衰变的源能谱，纳入 QED/QCD 末态辐射和电弱修正，并基于 LEP 数据调优参数，最终公开了适用于间接暗物质探测的多种宇宙信使粒子能谱表。
2023-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Signatures of vector-like top partners decaying into new neutral scalar or pseudoscalar bosons
我们探讨了包含一个矢量类夸克（VLQ），$t'$，它可以衰变成标准模型（SM）的顶夸克，$t$，和一个新的自旋为0的中性玻色子，$S$，后者是一个标量或赝标态的模型的现象。我们在一个简化的模型，使我们能够捕捉可能的超越SM（BSM）的情况下，参数化的底层相互作用。我们讨论特别是三个这样的场景：一个SM状态是由一个额外的标量补充，一个建立在2-希格斯双重模型（2 HDM）框架和另一个实现复合希格斯模型（CHM）通过部分复合。$t'$的这种奇异衰变可以与SM粒子的衰变竞争，从而在大型强子对撞机（LHC）上找到新的可能的发现渠道。假设通过强相互作用产生$t'$对，我们设计了针对一个$t'\rightarrow S t$跃迁优化的信号区域（同时包含另一个\bar{t'}衰变，反之亦然），然后将$S$衰变为两个非常干净的实验特征$S\rightarrow γγ$和$S\rightarrow Z(\rightarrow \ell^+\ell^-)γ$。我们在这两个通道中进行专用的信号背景分析，通过使用蒙特卡罗（MC）事件模拟从质子-质子到探测器水平的动态。因此，在BR $(t' \rightarrow S t) = 100\%$的假设下，我们能够现实地量化LHC对$t'$和$S$质量的敏感性，假设当前和预见的光度。这种方法为LHC实验超越当前仅基于$t'$衰变为SM玻色子（$W^\pm, Z$…
2020-05-13 hep-ph
Composite heavy axion-like dark matter
本文提出复合重轴子类粒子作为新型暗物质候选体，在暗禁闭规范理论中实现，通过重费米子门户抑制电磁耦合，仅需三个参数描述其可观测特征，开辟了新的研究领域。
2025-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Leptogenesis with "Fuzzy Mass Shell" for Majorana Neutrinos
我们研究基本粒子和复合粒子的混合。在量子场论中，复合粒子的混合起源于自能图中夸克和中微子的耦合。如果入射和出射的中微子质量不同，自能图就会消失，因为能量不守恒，但有限的衰变宽度使混合成为可能。我们可以把中微子看作是它们质量壳层上的“模糊”态，混合被理解为两个波函数的重叠。这些考虑将质量差限制为近似等于或小于两个宽度中的最大者：abs（M_i-M_j）lessorequal max（Gamma_i，Gamma_j）。
2000-02-02 hep-ph
Dark Matter scenarios at IceCube
最近IceCube合作组对6年上升μ介子中微子的研究和多信使分析支持了TeV-PeV中微子扩散通量的双分量假设。根据天体物理幂律的陡度，冰立方数据中的过剩显示在能量范围10-100 TeV（低能过剩）或PeV（高能过剩）。在这两种情况下，我们的特点是一个双组分中微子通量衰变暗物质粒子提供了一个贡献的冰立方观测。
2017-02-13 astro-ph.HE hep-ph
A 750 GeV Messenger of Dark Conformal Symmetry Breaking
在大型强子对撞机的ATLAS和CMS实验中，对于质量为$\sim 750$ GeV的双光子共振的试探性暗示，可以解释为第一次接触具有自发破缺共形对称性的“暗”扇区。暗扇区的TeV尺度可能是由容纳可行的热遗迹暗物质（DM）候选者所需的相互作用强度所激发的。我们使用兰德尔Sundrum型5D几何形状的共形动力学模型，其IR边界与复合暗区的动力学确定，而标准模型（SM）的物质内容驻留在UV边界上，对应于“基本”字段。我们允许规范场驻留在5D块体中，其可以最小地选择为$SU(3)_c\times U(1)_Y$。“暗”放射子被确定为假定的750 GeV共振。重矢量类费米子，经常被用来解释双光子过剩，没有明确存在于我们的模型中，并没有预测会出现在TeV标度态的光谱。我们的最小设置有利于$\mathcal{O}(\text{TeV})$质量的标量DM。在这种情况下，一般的期望，建议由DM的考虑，是矢量玻色子的外观在$\sim$几TeV，对应于胶子和超荷卡鲁扎-克莱因（KK）模式，耦合到UV边界状态的强度被抑制均匀相比，他们的SM值。我们的分析表明，这些KK模式可能在未来几年内在LHC的范围内。
2016-01-08 hep-ex hep-ph
A Conformal Gauge Mediation and Dark Matter with Only One Parameter
如果超对称性（SUSY）是解决层次问题的一种方法，那么令人困惑的是，迄今为止还没有发现任何超对称粒子。我们发现，有一个低尺度共形规范调解模型，其中包含所有必要的成分，即不仅是一个超对称破缺动力学和规范调解机制，但也是一个候选人的暗物质。该模型只有一个自由参数，即信使的质量。在这个模型中，暗物质是由超对称性破坏扇区中的复合粒子提供的，观测到的暗物质密度值唯一地将信使的质量固定在10^2 TeV的数量级。然后，sfermion和gaugino的质量被固定为10^2~10^3 GEV，没有任何任意性，因此SUSY粒子预计不会在Tevatron或LEP上发现，而在LHC上有发现的可能性。
2010-06-11 hep-ph hep-th
Di-photon resonance and Dark Matter as heavy pions
我们分析限制规范理论的750 GeV的双光子共振是一个复合techni-pion，经历异常衰变到SM矢量。这些场景自然包含偶然稳定的技术介子暗物质候选者。通过新规范理论的CP-破坏$θ$ -项，双光子共振可以获得更大的宽度，通过衰变为暗物质，再现宇宙学暗物质密度作为热遗迹。
2016-05-03 hep-ph
Hidden Pion Varieties in Composite Models for Diphoton Resonances
在LHC数据中看到的750 GeV的双光子过剩可能是TeV尺度上新物理学的第一个线索。我们讨论的模型的变化，其中一个或多个双光子过剩产生的复合伪南武-戈德斯通玻色子（隐藏的π介子）与新的强动力学在TeV尺度。我们研究的情况下，其中750 GeV的过剩所产生的一个独特的隐藏的π介子导致的双光子的最终状态，以及在这种情况下，它所产生的隐藏的π介子衰变成双光子之一。我们考虑了SU（N）、SO（N）和Sp（N）规范群的强动力学，发现SO（N）和Sp（N）模型给出了比SU（N）模型更多的隐π介子，这可以用来区分模型。
2016-05-15 hep-ex hep-ph
X-ray Lines from Dark Matter: The Good, The Bad, and The Unlikely
我们考虑三类暗物质（DM）模型来解释最近观察到的3.5 keV线：亚稳态激发态DM，湮灭DM和衰减DM。我们研究了两个亚稳激发态DM的例子。第一，millicharged复合DM，具有内置的非弹性和光子发射，但具有非常受限的参数空间。在第二个例子中，上散射和衰减来自不同的扇区，因此受到的约束较少。激发态的衰减可以潜在地在直接检测实验中检测到。然而，我们发现，CMB的限制是在边界上排除这作为一个解释的DAMA信号。发现X射线线的湮灭DM解释与CMB约束处于紧张状态。最后，一个广义的衰变DM可以解释质量为$\lesssim 10^{6}$ GeV的寿命超过宇宙年龄的数据。
2014-05-26 hep-ph
High-energy Neutrinos from Multi-body Decaying Dark Matter
自从IceCube合作组织报道PeV-TeV中微子以来，人们提出了各种粒子物理模型来解释中微子谱，即暗物质粒子衰变为中微子和其他标准模型粒子，在这种情况下，通常会同时发射$γ$射线。因此，多信使的联系对于间接寻找暗物质通常是重要的。$γ$射线天文学的最新发展对暗物质的性质提出了严格的限制，特别是最近几年费米$γ$射线卫星的观测。由于缺少$γ$射线以及IceCube观测到的中微子谱的形状，我们讨论了DM是PeV尺度粒子的情况，该粒子与其他不可见粒子强烈耦合，并且其衰变产物不包含带电粒子。作为实现这种可能性的一个例子，我们考虑一个费米暗物质模型，它衰变为一个中微子和许多不可见的费米子。暗物质衰变是隐蔽的，因为发射的产物主要是中微子和暗费米子。这个模型的一个显著特征是在暗物质的能量尺度附近产生的宽带中微子光谱。我们将此模型应用于多PeV的暗物质，并讨论可能的观测结果，根据冰立方数据。特别是，这个模型可以解释在$\sim10-100$ TeV的中等能量下的大通量，以及在PeV的第二个峰值，而不违反严格的$γ$ -费米和空气淋浴实验，如CASA-MIA的射线约束。
2017-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New Q-ball Solutions in Gauge-Mediation, Affleck-Dine Baryogenesis and Gravitino Dark Matter
在规范介导的超对称破缺（GMSB）模型中，沿d=6平坦方向的阿弗莱克-戴恩（AD）重子生成可以产生不稳定的Q球，它们具有与信使标度相似的自然场强。在这种情况下，形成了一种新的Q球，介于引力介导型和规范介导型之间。我们详细研究了这些新的Q球解决方案，显示了它们的属性如何在标准重力介导和规范介导的Q球之间插值，因为AD场变得大于信使尺度。结果表明，Q球的E/Q可以大于核子质量，但小于MSSM-LSP质量，导致Q球直接衰变到标准模型费米子而不产生MSSM-LSP.更重要的是，如果E/Q大于MSSM-LSP质量，衰减的Q球可以提供非热MSSM-LSP的天然来源，其随后可以衰变为引力子暗物质而不违反核合成约束。因此，该模型提供了一个最小的情况下，重子和引力子暗物质在规范介导的MSSM，不需要新的领域。
2012-11-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tau Custodian searches at the LHC
τ轻子可以比在具有三重最大轻子混合的强电弱对称性破缺模型中天真地预期的更复合。保管对称性所需要的新轻子共振，即τ保管者，可以成为这种轻子味实现的第一个信号。金牛座守护者可以非常轻，几乎完全衰变成金牛座。LHC对这些新轻子的探测范围分别为240、480和720 GeV，sqrt{s}=14 TeV，积分亮度分别为30、300和3000 fb^{-1}。我们的分析可以扩展到任何一对产生的粒子主要衰变到Taus和标准模型玻色子。
2010-07-23 hep-ex hep-ph
Diboson Resonance as a Portal to Hidden Strong Dynamics
我们提出了一个新的解释多余的事件中观察到的高质量共振衰减到双玻色子的ATLAS实验的搜索。共振被确定为复合自旋$0$粒子耦合到标准模型规范玻色子通过5维运营商。如果5维算符被${\cal O}(1$ - $10$）TeV的质量标度抑制，则可以解释过量事件。我们还构建了一个隐藏的强规范动力学模型，实现了自旋- $0$粒子作为其最轻的复合态，与标准模型规范玻色子适当的耦合。
2016-01-08 hep-ex hep-ph
Discovering baryon-number violating neutralino decays at the LHC
最近，人们对利用单喷流质量和喷流子结构来识别LHC中强子衰变的助推粒子产生了很大的兴趣。我们发展这些想法，以解决具有挑战性的情况下，一个中性伴子衰变到三个夸克模型重子违反R-宇称。这些衰变以前被发现淹没在QCD背景。我们证明了第一次，这样的衰变可能会直接观察到在大型强子对撞机具有很高的意义，通过利用其复合射流分解成subjets的尺度特性。
2010-01-19 hep-ex hep-ph
What KM3-230213A events may tell us about the neutrino mass and dark matter
在一般$U(1)$框架下，提出KM3NeT探测到的超高能中微子源于440 PeV衰变右手中微子暗物质，通过freeze-in机制描绘满足遗迹丰度与引力波探测的参数空间，提供可检验的新物理场景。
2025-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New physics of strong interaction and Dark Universe
暗宇宙物理学的历史可以追溯到从非常早期宇宙的过程到暗物质和能量的现代主导地位。本文综述了强相互作用在新物理宇宙学效应中可能的重要作用。在普通QCD相互作用的情况下，新的稳定色粒子（如新的稳定夸克）的存在导致了新的奇异形式的物质，其中一些可能是暗物质的候选者。新的类QCD强相互作用导致新的稳定的复合候选人约束的类QCD约束。我们特别强调新的稳定强子和普通物质之间的相互作用的影响，形成异常形式的宇宙射线和奇异形式的物质，如稳定的分数带电粒子。这些效应与高能中微子和宇宙线特征的可能关联为利用其间接多信使天体物理探测研究强相互作用新物理开辟了道路。
2020-10-26 hep-ph
Decaying spin-3/2 dark matter from baryon number violation
School of Theoretical Physics, Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高级研究所理论物理学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
研究非超对称自旋3/2暗物质与质子数违反相互作用，通过有效场论揭示其主导质子数通量，并探讨其在间接探测、直接探测和LHC单喷注限制中的互补性。
2026-05-07 astro-ph.CO hep-ph
A Composite Model for the 750 GeV Diphoton Excess
我们研究了一个简单的模型，其中最近报道的750 GeV的双光子过剩来自复合伪南武-戈德斯通玻色子--隐藏的π介子-胶子融合和衰变成两个光子。该模型只在TeV尺度下引入了一个额外的隐规范群，在隐规范群和标准模型规范群的双基本表象中引入了一个矢量夸克。我们计算了所有隐藏π介子的质量，并分析了它们的实验签名和约束。我们发现，两个色的隐藏π介子必须接近目前的实验极限，因此，在不久的将来探测。我们研究物理学的可能是稳定的粒子--复合状态，不衰减纯粹由隐藏和标准模型规范动力学-详细，包括从宇宙学的约束。我们讨论了TeV尺度以上的可能的理论结构，例如共形动力学和超对称性，以及它们的唯象意义。我们还讨论了极小模型的一个扩展，其中有一个额外的隐藏夸克是单态下的标准模型，并具有小于隐藏的动力学标度的质量。这提供了两个标准模型单重态隐藏π介子，它们都可以被看作是胶子融合产生的双光子/双玻色子共振。我们讨论了几种情况下，这些（和其他）共振可以用来解释LHC数据中看到的各种过剩。
2016-05-05 hep-ex hep-ph
DAMSA Experiment Conceptual Design White Paper
University of Texas at Arlington（阿灵顿得克萨斯大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Washington University（华盛顿大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；Department of Physics & Astronomy, University of California, Riverside（加州大学河滨分校物理与天文系）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Nanjing Normal University（南京师范大学）；Institute for Basic Science (IBS)（韩国基础科学研究所）；University of South Dakota（南达科他大学）；Seoul National University（首尔大学）；Kyungpook National University（庆北国立大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；Korea University Sejong Campus（高丽大学世宗校区）；Chungnam National University（忠南国立大学）；South Dakota School of Mines and Technology（南达科他矿业理工学院）；University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Jeonbuk National University（全北国立大学）；Northwestern University（西北大学）
DAMSA实验通过短基线加速器探测短寿命新物理，利用紧凑探测器和路径先行者实验验证可行性，探索暗部门和标准模型信号。
2026-02-19 hep-ex hep-ph
Composite asymmetric dark matter with a dark photon portal: Multimessenger tests
本研究结合宇宙线与中微子观测，全面约束复合非对称暗物质通过暗光子门户的衰变，发现寿命下限约10^26秒，并分析了未来中微子实验的探测潜力。
2025-08-02 astro-ph.HE hep-ph
A QFT scalar toy model analogous to positronium and pion decays
本文在标量QFT中通过三角形图研究大质量态衰变为两个无质量粒子，类比π介子和正电子素衰变，探讨相对论与非相对论束缚态的异同。
2023-11-12 hep-ph
Charmonia decay widths in magnetized matter using a model for composite hadrons
利用夸克/反夸克复合强子的场论模型，研究了在磁场作用下，同位旋非对称核物质中粲偶素态到$D\bar D$的衰变宽度.这些部分衰变宽度的介质修改的出现是由于衰变的粲偶素状态和产生的$D$和$\bar D$介子在磁化强子物质中的质量的变化，计算手征有效模型。衰变宽度的计算使用轻夸克-反夸克对创建项的自由狄拉克哈密顿量的组成夸克场算符。本调查的结果进行了比较，在介质中的衰减宽度内得到的$^3P_0$模型。在$^3P_0$模型中，粲偶素的衰变宽度是通过在$^3P_0$态中产生轻夸克-反夸克对来计算的。在磁场的存在下，朗道能级的贡献引起带电$D$和$\bar D$介子的质量正移。与对称核物质中的中性$D\bar D$对相比，这导致粲偶素衰变为带电$D^+ D^-$被抑制，而在不对称核物质中，与$D^0 \bar {D^0}$对相比，$D^+D^-$对的较大质量下降导致带电开放粲介子对的产生与粲偶素衰变通道到$D^0 {\bar {D^0}}$相比被增强。
2019-12-12 hep-ph nucl-th
Cold Dark Matter as Compact Composite Objects
暗物质作为宇宙的重要组成部分，至今仍是一个谜。标准假设认为，无碰撞冷暗物质（CCDM）粒子是由一些弱相互作用的基本场来表示的，这些基本场不能与任何标准夸克或轻子相关联。然而，最近对银河系和亚银河系尺度的结构分析提出了差异，并激发了许多替代方案，包括自相互作用暗物质，自湮灭暗物质，衰变暗物质，仅举几例。我们提出了关于DM粒子性质的标准假设的替代方案（DM粒子通常被假设为弱相互作用的基本点状粒子，尚未发现）。我们的建议是基于这样的想法，即DM粒子是由已知的轻夸克（甚至反夸克）组成的强相互作用的复合宏观大物体。DM粒子相互作用所需的弱点是由具有大重子电荷的复合物体的小几何因子而不是由新场的弱耦合常数来保证的。我们认为，强子物质和复合暗物体之间的相互作用并没有破坏后者作为冷物质所期望的属性。我们还认为，这种情况并不矛盾，目前的观测数据。相反，它对许多观测数据有自然的解释，例如来自我们星系凸起的$Ω_{DM}/ Ω_{B}\sim 1$或$511 KeV$线。我们还认为，复合暗物质可能会改变星系中心过密区域结构形成的动力学。我们还提出了一些其他的宇宙学/天体物理观测，间接支持DM性质的新概念。
2006-07-29 astro-ph gr-qc hep-ph
Double Higgs Production in the 4$τ$ channel from resonances in longitudinal vector boson scattering at a 100 TeV collider
讨论了100 TeV $pp$对撞机对纵向矢量玻色子散射和衰变到一对希格斯玻色子中产生的重共振的灵敏度。使用$H \to ττ$衰变通道对两种希格斯玻色子进行了蒙特卡罗研究，将这种信号的运动学与不可约标准模型背景进行了比较。的共振（$η$）耦合到戈德斯通模式，$V_L V_L \to η\to HH$，可以出现在复合希格斯模型的唯象模型的上下文中的结果。在分数宽度为70%（20%）的情况下，对于积分亮度为10 ab的$^{-1}$，$5 σ$的发现范围为4.2（2.9）TeV的共振质量。我们还讨论了碰撞能量和积分亮度对质量到达的依赖关系。
2015-08-01 hep-ph
Dark Matter interpretation of low energy IceCube MESE excess
2年的MESE冰立方事件显示，在10-100 TeV的能量范围内，最大局部统计显著性为2.3 $σ$，一旦假设一个硬的天体物理幂律稍微过剩。与$p$ - $p$源相关的多信使研究以及最近冰立方对6年上行μ介子中微子的分析确实表明了小于2.2的谱指数。在本文中，我们提出了一个两个组成部分的情况下，解释的天体物理幂律和暗物质信号的外星中微子。我们考虑衰变和湮灭暗物质候选人不同的最终状态（夸克和轻子）和不同的晕密度分布。我们进行了似然比分析，提供了一个统计学意义高达3.9 $σ$的暗物质的冰立方低能量过剩的解释。
2017-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Heavy vector-like quarks decaying to exotic scalars: a case study with triplets
本研究针对LHC上超荷5/3的类矢量夸克三重态成对产生并衰变的新场景，利用现有数据设定质量排除限，设计分析策略提升未排除区域灵敏度，发现同号轻子对加多喷注、高有效质量的末态对高亮度LHC探测此类模型至关重要。
2024-07-11 hep-ex hep-ph
The Point of E_8 in F-theory GUTs
我们表明，在F理论大统一理论中，对夸克和轻子部分的味层次的自然解释需要内部几何中的E_8增强的一个点，所有汤川耦合都起源于此。作用于七膜构型的单值群在这个分析中起着关键作用。此外，E_8结构自动导致最小规范介导的超对称破缺所需的额外场和相互作用的存在，而几乎没有别的。令人惊讶的是，我们发现，在所有的狄拉克中微子的情况下，除了一个规范介导的超对称性破缺扇区的信使场转换为矢量类对在SU（5）的10 + 10*。我们还分类暗物质候选人可从这个增强点，并排除了湮灭和衰变的暗物质的情况下，解释最近的实验PAMELA，ATIC和费米。在F-theory GUT模型中，10-100 MeV质量的引力子仍然是暗物质的主要候选者，因此暗示了最近实验信号的天体物理起源。
2010-07-14 astro-ph.HE hep-ph hep-th
A Combined Astrophysical and Dark Matter Interpretation of the IceCube HESE and Throughgoing Muon Events
我们执行一个组合的可能性分析的IceCube 6年的高能量启动事件（HESE）和8年贯穿μ子事件超过10 TeV使用两个组件的中微子通量模型。双分量通量可以是纯粹的天体物理来源，也可以是标准模型之外的贡献，例如衰变的重暗物质。我们发现，天体物理加上暗物质的解释是温和的首选目前的数据在纯粹的天体物理解释。对于天体物理中微子，我们考虑了两种不同的源味成分，分别对应于标准π介子衰变源和μ介子阻尼π介子衰变源。我们发现，后者是略优于前者作为高能量的组成部分，而低能量的组成部分并没有表现出任何这样的偏好。我们还考虑到多信使伽马射线的约束，并发现我们的两个组件的配合是与这些约束兼容，而单组件的幂律bestfit的HESE数据被排除。天体物理学加上暗物质的解释的两个组件通量被发现是温和的首选由目前的数据和伽玛射线的约束，在纯粹的天体物理学的解释。
2018-07-05 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on 750 GeV colorless Q-onia from running couplings
我们提出了另一种复合模型，解释了最近在LHC实验中观察到的750 GeV左右的双光子不变质量分布中相对较宽的峰值。我们考虑了在标准模型的电弱群（而不是QCD）下Q变换的矢量类费米子的束缚态中产生的过剩，它们在一个新的SU（N_{TC}）类QCD约束力下也是带电的.由于新的无色场转变为SU（2）偶态，它们可以通过汤川与电弱希格斯偶态的相互作用获得质量，成为夸克和轻子。我们参数化的Q-鎓束缚态使用库仑近似，并给出了一个数值拟合的双光子过剩一致没有强耦合效应高达约30 TeV，这是下一代对撞机的能量尺度。对于N_{\rm TC} =2，允许的超电荷Y_Q的范围由2.26 \leq Y_Q \leq 2.53给出，对于N_{\rm TC} = 3，允许的超电荷Y_Q的范围由2.17 \leq Y_Q \leq 2.31给出。该模型的确凿证据将是Q-尼亚衰变为希格斯和Z-玻色子的发现。
2016-05-13 hep-ph
Dirac sea effects on Heavy Quarkonia decay widths in magnetized matter -- a field theoretic model of composite hadrons
本研究采用复合强子场论模型，考虑狄拉克海效应与核子反常磁矩，计算磁化核物质中重夸克偶素的分衰变宽度，发现磁催化/反磁催化效应及PV混合，对重离子碰撞中的重味介子产生有观测意义。
2023-08-23 hep-ph nucl-th
LHC constraints on dark matter with (130 GeV) gamma ray lines
暗物质在我们的星系中湮灭成光子将构成其存在的令人兴奋的间接信号，正如费米/LAT数据中130 GeV暗物质的初步证据所强调的那样。在光子湮灭截面很大的模型中，通常需要暗物质与新的带电粒子耦合，或者由新的带电粒子组成，而新的带电粒子可以在对撞机中产生。我们考虑了LHC对这些类型的一些代表性模型的约束，包括同号双轻子，反号双轻子，模拟激发轻子的产生和衰变的事件，四光子事件，共振产生的复合矢量衰变成两个光子，和双光子事件的信号。
2013-11-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
An early $Z'$ dominance: dark matter, gravitational waves & collider probes
SRM University AP（SRM大学阿马拉瓦蒂分校）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Science（印度科学学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
本研究探讨标准模型最小无反常 B$-$L 扩展中早期 $Z'$ 玻色子主导的宇宙学情景，研究右手中微子暗物质产生，并利用引力波、对撞机及多信使实验约束参数空间，展示互补探测能力。
2026-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Can Tonne-Scale Direct Detection Experiments Discover Nuclear Dark Matter?
核暗物质的模型提出，暗扇区包含由暗核子组成的大型复合态，类似于标准模型核。我们研究了直接检测现象的一类特定的核暗物质模型在当前一代的吨级液体惰性实验，特别是DEAP-3600和XENON 1 T。在我们选择的核暗物质方案中，由于复合暗物质状态的非点状性质，反冲能谱中出现了独特的特征。我们计算了区分这些光谱所需的事件的数量从一个标准的点状WIMP状态与衰减指数反冲光谱。在核暗物质参数空间的最有利区域，我们发现，在一个单一的实验中，需要几十个事件来区分核暗物质从WIMP在$3\,σ$水平。考虑到DEAP-3600和XENON 1 T的总暴露时间，我们发现，通过这些实验单独进行，最多可以区分$2\,σ$，而通过两个实验的组合，对于一系列参数达到$3\,σ$灵敏度。我们表明，这些实验的未来升级有可能区分大范围的核暗物质模型的WIMP大于$3\,σ$。
2016-10-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Interpretation of the gamma-ray excess and AMS-02 antiprotons: Velocity dependent dark matter annihilations
在最近的AMS-02观测中，银河系中心的GeV γ射线过剩和可能的反质子过剩的两个信使结果表明，这两个异常可能是由于同一个起源--暗物质（DM）湮灭到$b \bar b$中，而这些结果似乎与矮球状星系的观测相矛盾。为了给出一个相容的解释，我们考虑了赝标量DM粒子$S_d^+ S_d^-$通过$S_d^+ S_d^- \rightarrow S_d^0 S_d^0$湮灭，这个过程由一个新的标量$ϕ$和$S_d^0$介导，迅速衰减为$b \bar{b}$。对于具有简并质量的三重态粒子$S_d^+$、$S_d^-$和$S_d^0$，DM的湮灭截面与相对速度$v_r$成线性关系，从而放松了矮球状星系的约束。参数空间推导出相应的约束。虽然在对撞机和DM直接探测中揭示新扇区的痕迹似乎具有挑战性，但从$S_d^0$衰变中间接搜索伽马射线线有可能揭示DM湮灭，伽马射线线$\sim m_{S_d^0} /2$的能量约为50 $-$ 75 GeV。
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark showers from sneaky dark matter
本研究提出一种基于SU(N_d)暗区的最小复合暗物质模型，利用暗味对称性让部分暗π介子作为稳定暗物质候选，通过质量简并抑制低温湮灭截面以避开间接探测限制，并结合现有喷注搜索给出模型限制、估算未来探测 reach。
2025-02-24 hep-ex hep-ph
Leptons lurking in semi-visible jets at the LHC
这封信提出了在大型强子对撞机上对封闭暗区进行新的探索。由于隐藏扇区中的强动力学，暗物质可以在大型强子对撞机的质子-质子碰撞中以包含稳定的不可见束缚态的强子喷流的形式出现。这些半可见的喷流已经在理论和实验上进行了研究，在完全强子签名中，不稳定的复合暗物质只能迅速衰变回标准模型夸克。我们提出了一个简化模型的基础上，两个信使领域分开的一个大的质量差距，允许暗束缚态衰变成对相反电荷的轻子。由此产生的实验签名的特点是半可见喷流内的非孤立轻子对。我们提出了一个搜索策略，独立于针对这个新的签名的基本模型假设，并讨论了现有的搜索的正交性。保持不可知论的双轻子光谱的形状，我们确定的灵敏度的一个专门的分析目标信号。利用大型强子对撞机的完整运行2数据，拟议的搜索可以声称质量高达3.5 TeV（4.5 TeV）的较重介体的3σ证据（排除）。利用轻子对的共振特性可以提高对特定模型的灵敏度。我们估计，使用双轻子不变质量信息的分析可以达到5σ发现高达3.5 TeV的质量，并提高排斥高达5 TeV以上。
2022-09-06 hep-ex hep-ph
Discovery Mass Reach for Excited Quarks at Hadron Colliders
如果夸克是复合粒子，那么激发态是可以预期的。我们估计的发现质量达到积分亮度的函数，激发夸克衰变到双喷在Tevatron，大型强子对撞机，和一个非常大的强子对撞机（VLHC）。在Tevatron上，运行II的质量达到0.94 TeV（2 fb^-1），TeV 33的质量达到1.1 TeV（30 fb^-1）。在大型强子对撞机上，100 fb^-1时的质量可达6.3 TeV。在质心能量sqrt（s）为50 TeV（200 TeV）的VLHC上，当积分亮度为10^4 fb^-1时，质量可达25 TeV（78 TeV）。然而，质量为25 TeV的激发态夸克将在强子对撞机中被发现，其sqrt（s）=100 TeV，积分亮度为13 fb^-1，这说明了一个物理学例子，机器能量的2倍相当于光度的1000倍。
1996-09-11 hep-ex hep-ph
Smooth reheating and dark matter via non-Abelian gauge theory
本文提出暗非阿贝尔规范场与暴胀子的类轴子耦合模型，利用胶球禁闭、门户衰变及离散对称性，同时实现可见区再加热与遗迹暗物质生成。
2024-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Superheavy dark matter from the natural inflation in light of the highest-energy astroparticle events
本研究提出超重暗物质作为自然膨胀的inflaton，并通过高能宇宙射线观测预测，探讨其与AMATERASU和KM3NeT事件的关联。
2025-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
From gamma rays to radio waves: Dark Matter searches across the spectrum
在这篇论文中，我们研究了间接暗物质探测背景下多信使天文学提供的可能性。我们已经应用了多波长策略，通过研究在宇宙的不同尺度（银河系，银河系外，宇宙网细丝）产生的电磁波谱（伽马射线，X射线，无线电波）的不同信号。在第一部分中，我们首次预测了河外γ射线通量与暗物质晕中氢原子发射的21厘米谱线之间的互相关信号。我们表明，中性氢分布是一个极具竞争力的探测暗物质的搜索，特别是在下一代射电望远镜平方公里阵列。在第二部分中，我们通过比较INTEGRAL测量的X射线通量与质量在1 MeV和5 GeV之间的粒子的理论信号，得到了暗物质粒子湮灭截面的极限。我们推导出最严格的约束，在文献中对这样的粒子的质量在150兆电子伏和1.5 GeV之间。这项工作的独创性在于包括来自银河系中的低能光子与暗物质粒子产生的电子和正电子之间的散射的贡献。在第三部分中，我们重点关注了GLEAM调查中出现的一个奇异的无线电信号，它似乎与宇宙网的细丝相兼容，并为我们理解宇宙结构形成的支柱之一提供了直接证据。这种无线电辐射可以用质量在5-10 GeV范围内的暗物质候选者来解释，它们衰变成成对的电子和正电子。由于我们考虑了不同类型的信号、多个目标和不同的质量尺度，因此本论文在不同层次上对粒子暗物质进行了广泛的研究。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Quadratic Isocurvature Cross-Correlation, Ward Identity, and Dark Matter
等曲率扰动和大的非高斯性的来源包括场的自由度，其真空期望值小于膨胀的膨胀率。这种场的能量密度的非均匀性在非均匀性展开的首阶场中是二次的。虽然人们经常假设这种等曲率扰动和暴胀驱动的曲率扰动是不相关的，但由于最小引力相互作用的形式，从直接计算的角度来看，这并不明显。因此，我们计算不可约的重力的二次等曲率互相关的贡献。我们发现一个小的，但不衰减的互相关，这在原则上作为一个一致性预测这一大类的等曲率扰动。我们将互相关结果应用于两个暗物质等曲率扰动场景：QCD轴子和WIMPZILLA。在技术方面，我们以一种新的方式利用引力沃德恒等式来证明计算的规范不变性。此外，详细的计算还用软引力定理和引力沃德恒等式加以解释.最后，我们还明确地确定了所有的counterterterms，是必要的重整化的等曲率微扰复合算子在暴胀宇宙学背景。
2013-03-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The nature of the Lambda(1405) resonance in chiral dynamics
Lambda（1405）重子共振在强子和核物理的各个方面都有着重要的作用。人们认为，λ（1405）共振是由反K介子与核子的吸引相互作用产生的，在阈下作为准束缚态衰减到π σ通道。因此，Lambda（1405）的结构与Kbar N相互作用密切相关，而Kbar N相互作用是研究具有反K介子的少体系统的基本成分。本文在回顾了Lambda（1405）共振的基本性质后，引入了考虑QCD手征对称性和散射振幅么正性的动力学耦合道模型。我们证明了Lambda（1405）共振的结构是由介子-重子分子分量所支配的，并且被描述为两个独立态的叠加。Lambda（1405）的介子-重子性质导致了奇异少体系统中的各种强子分子态，这些系统是由强子相互作用驱动的强子复合系统。本文综述了近年来对Lambda（1405）结构的研究进展，并展望了Lambda（1405）共振物理的发展前景。
2011-11-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
