Inelastically Decoupling Dark Matter
提出一种新的冷热遗迹暗物质候选体iELDER，其丰度由非弹性散射冻结及3→2自湮灭决定，质量在MeV-GeV范围，与普通物质耦合弱，并通过玩具模型和QCD类π介子理论展示探测前景。
2025-08-06 hep-ph
Composite Inelastic Dark Matter
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA报告的年度调制信号在近11年的时间里一直在6月达到峰值，为暗物质的身份提供了强有力的证据。DAMA的信号强烈表明，暗物质非弹性散射到一个激发态分裂O（100 keV）。我们认为DAMA观测的是复合暗物质粒子的超精细跃迁。作为一个例子，我们考虑一个介子的QCD类部门，建立了组成费米子的自旋-自旋相互作用打破了基态的简并。一个轴向耦合的U（1）规范玻色子与超荷动力学混合诱导介子暗物质的非弹性超精细跃迁，可以解释DAMA信号。
2010-07-30 hep-ph
Long-lived Dark Higgs and Inelastic Dark Matter at Belle II
非弹性暗物质是光热暗物质的一个有趣的场景，它与所有宇宙学探测以及直接和间接的暗物质探测完全一致。在暗物质$χ_1$和它较重的孪生子$χ_2$之间所需的质量分裂是由暗希格斯场自然引起的，暗希格斯场也提供了一个简单的机制，将质量赋予装置中存在的暗光子$A'$。相应的暗希格斯玻色子$h'$自然是最轻的暗扇形状态，因此通过希格斯混合衰变为标准模型粒子。在这项工作中，我们研究的签名与位移顶点和失踪的势头在美女II，所产生的暗希格斯粒子与暗物质。我们发现Belle II对这种情况非常敏感，特别是如果在不久的将来可以使用位移顶点触发器。
2021-09-16 hep-ph
Heating up Neutron Stars with Inelastic Dark Matter
中子星可以提供对暗物质性质的新见解，因为这些致密的物体非常有效地捕获暗物质粒子。最近的研究表明，在暗物质捕获过程中的能量转移可以导致中子星明显的加热，这可能是用即将到来的红外望远镜观察到的。我们研究这种加热的背景下，非弹性的暗物质，在传统的核反冲为基础的直接检测实验的信号被高度抑制时，动量转移是小的相比，质量分裂之间的暗物质状态。中子星允许更大质量分裂的非弹性散射，因为暗物质粒子在下落过程中被加速到接近光速的速度。使用一个有效的运营商的费米子DM散射非弹性的方法，我们表明，一个非常冷的中子星的观测将导致非常严格的限制的相互作用强度，在大多数情况下，比任何现在，或未来，在地球上的直接检测实验强得多。这对于弹性散射和质量分裂高达$\sim 300 MeV$的非弹性散射都成立。
2018-09-12 hep-ph
Direct-detection constraints on inelastic dark matter with a scalar mediator
Institute for Nuclear Research（核问题研究所）；Tomsk Polytechnic University（托木斯克理工大学）
本文基于标量媒介的非弹性暗物质模型，研究直接探测实验对暗物质参数空间的约束，特别关注MeV-GeV质量范围内的可行区域。
2026-10-05 hep-ph
Astrophysical probes of inelastic dark matter with a light mediator
考虑非弹性暗物质模型，其中费米子在U（1）规范对称性破缺下带电，引入微小的Majorana质量项将费米子分裂为两个态，轻态是暗物质的候选态.如果规范玻色子是轻的，它可以在暗晕中调解弹性和非弹性的暗物质自相互作用，导致观测结果。利用基于分波分析的数值方法，我们精确地计算了弹性和非弹性自散射截面。我们假设一个热冻结的情况下，固定的规范耦合常数使用的遗物密度约束。然后，我们专注于六个基准质量的暗物质，涵盖了广泛的范围从$10~{\rm MeV}$到$160~{\rm GeV}$和地图参数区域的弹性散射截面每单位质量内的$1~{\rm cm^2/g} - 5~{\rm cm^2/g}$，有利于解决小尺度的冷暗物质的问题。如果重态可以衰变到轻态和无质量的物质，非弹性上散射过程可以冷却晕并导致核心坍缩。以星系与证据的暗物质密度的核心，我们进一步推导出参数空间上的约束。对于质量低于$10~{\rm GeV}$的暗物质，质量分裂必须足够大，以阻止矮晕中的向上散射，从而避免核心坍缩约束;而对于更高的质量，仍然可以允许向上散射过程。我们的结果表明，天体物理观测可以提供强大的测试暗物质模型与大的弹性和非弹性自相互作用。
2019-11-26 hep-ph
Luminous Signals of Inelastic Dark Matter in Large Detectors
我们研究发光的暗物质信号的模型与非弹性散射。暗物质$χ_1$从地球中的元素非弹性散射，被踢到激发态$χ_2$，随后在探测器内衰减为单能光子。由于地球的每日自转和问题的各向异性，光子信号表现出很大的恒星日调制：由于太阳相对于银河系的运动，暗物质风来自天鹅座的方向，岩石覆盖层是各向异性的，暗物质散射角也是各向异性的。这使得出色的分离信号从背景。我们研究了两类大型地下探测器对这种调制光子线信号的灵敏度：大型液体闪烁体中微子实验，包括Borexino和JUNO，以及拟议的大型气体闪烁体定向探测实验CYGNUS。Borexino（JUNO）的灵敏度超过了质量分裂$δ\gtrsim 240 (180)$ keV的非弹性核反冲氙实验的界限，是${350 \text{ keV} \lesssim δ\lesssim 600 \text{ keV}}$非弹性暗物质的唯一探针。对于$δ\lesssim 150$ keV，CYGNUS的灵敏度至少与使用$\sim 10 \; {\rm m}^3$体积检测器的氙实验相当，并且可以通过更大的体积和改进的背景抑制来显著更好。这种改进导致了一种不寻常的情况，即即使弹性和非弹性散射截面相当，非弹性信号也成为搜索暗物质的最佳方式。
2019-08-13 hep-ph
Inelastic Dark Matter As An Efficient Fuel For Compact Stars
暗物质以弱相互作用的大质量粒子的形式被预测会被引力捕获并在恒星中积累。虽然这些粒子随后的湮灭导致能量注入恒星核心，但弹性散射的暗物质粒子通常不会产生足够的能量来显著影响恒星现象。然而，与原子核非弹性散射的暗物质粒子（这样它们就能使DAMA报告的年度调制与CDMS和其他实验的零结果相一致），可以以更高的速率被致密恒星捕获并湮灭。因此，居住在高暗物质密度环境中的老白矮星可以防止冷却到几千开氏度以下。因此，对矮球状星系或银河系内部千秒差距内的古老冷白矮星的观测，可能为非弹性暗物质假说提供有价值的检验。
2010-01-29 hep-ph
Examining scalar portal inelastic dark matter with lepton fixed target experiments
Tomsk Polytechnic University（托木斯克理工大学）；Institute for Nuclear Research（核物理研究所）
本研究通过轻子特定标量通道检验亚GeV非弹性暗物质，利用NA64e、LDMX和NA64μ实验探测标量介质与标准模型轻子的耦合。
2025-12-24 hep-ph
Spin-dependent sub-GeV Inelastic Dark Matter-electron scattering and Migdal effect: (I). Velocity Independent Operator
本文利用NR-EFT和XENON1T数据研究亚GeV非弹性暗物质的自旋依赖电子散射与Migdal效应，比较三种速度分布模型，发现放热情形的排除限显著强于吸热情形，且吸热限制在不同速度分布下最多相差一个数量级。
2023-04-12 hep-ph
Detection of Inelastic Dark Matter via Electron Recoils in SENSEI
低阈值实验SENSEI使用超低噪声硅Skipper-CCD探测来自晕的光暗物质，实现了对光DM电子散射截面的最严格限制。在这项工作中，我们调查的非弹性DM-电子散射过程中的SENSEI数据和推导的非弹性暗物质模型与$U(1)$规范玻色子作为介质的约束。通过与弹性散射过程的比较，发现伴随质量分裂的下散射过程$δ\equiv m_{χ_2}-m_{χ_1}<0$受到更强的限制，而上散射过程$δ>0$受到的限制较弱。对于具有质量分裂$δ\sim -5$ eV的下散射过程，DM质量$m_χ$可以被排除到低至0.1 MeV。
2022-10-06 hep-ph
Capture and Indirect Detection of Inelastic Dark Matter
我们计算的捕获率为暗物质在太阳的模型，其中占主导地位的相互作用与原子核是非弹性的-暗物质向上散射到附近的黑暗“伙伴”状态，一个小分裂的顺序为100千电子伏。这种模型先前已被证明是兼容的DAMA/LIBRA数据，以及从所有其他直接检测实验的数据。非弹性暗物质的运动学确保了铁的散射对捕获的主要贡献。根据目前的直接探测实验结果，我们对当前和未来的中微子望远镜的中微子率进行了预测。来自Super-Kamiokande和IceCube-22的电流边界显著地限制了这些模型，假设湮灭进入两体标准模型的最终状态，例如W+W-，t-tbar，b-bbar或tau+tau-。湮灭成第一代和第二代夸克和轻子通常是允许的，湮灭成新的力载体也是允许的，这些力载体主要衰变成e+e-、mu+mu-和pi+pi-。
2009-11-17 hep-ph
Heavy long-lived coannihilation partner from inelastic Dark Matter model and its signatures at the LHC
共湮灭机制是一个很好的动机替代简单的热冻结机制，其中暗物质遗迹密度可以通过与暗物质相似质量的伙伴粒子的共湮灭来获得。当伙伴粒子是中性的时，暗物质的非弹性性质可以帮助它逃脱直接检测极限。在这项工作中，我们专注于共湮灭的情况下，湮灭截面是占主导地位的伙伴伙伴对湮灭。我们特别感兴趣的参数空间的共湮灭的合作伙伴是长寿的，这导致在对撞机位移签名。在这种情况下，与伙伴暗物质湮灭所占的主导地位相比，它为共湮灭暗物质打开了重质量参数空间。具体地说，我们提出了一个对称性破缺的非弹性标量暗物质模型，实现了伙伴-伙伴对湮灭的支配。然后，我们从遗迹丰度、直接和间接暗物质探测以及对撞机搜索等方面研究了共湮灭伙伴衰变的两种不同实现方式以及存在的限制。我们重点研究了长寿命的共湮灭伙伴衰变为暗物质加轻子的通道。高亮度LHC对100- 700 GeV的重暗物质和共湮灭伙伴能达到很好的灵敏度。
2022-03-23 hep-ph
Improved Constraints on Inelastic Dark Matter
我们进行了广泛的研究DAMA年度调制数据的背景下，非弹性暗物质。结合DAMA光谱信息和其他直接探测实验的结果，我们发现在95%的置信水平下，质量m > 15 GeV的非弹性暗物质被排除在外.然而，在较小的m，非弹性暗物质构成了一个可能的解决方案的DAMA难题。
2009-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Inelastic dark matter mediated by natural dark photon
School of Physics, Jiulonghu Campus, Southeast University（东南大学物理学院）
本文提出自然暗光子介导的非弹性暗物质模型，通过圈图动力学混合和暗标量质量劈裂，解释LUX-ZEPLIN实验事件并缓解IceCube中微子约束。
2026-09-24 hep-ph
Inelastic dark matter, small scale problems, and the XENON1T excess
我们研究了一个通用的模型，其中暗部门是由一个马约拉纳暗物质$χ_1$，其激发态$χ_2$，无论是在电弱尺度，和一个轻暗光子$Z'$与$m_{Z'} \sim 10^{-4}$ eV。光$Z'$增强了自散射弹性截面$χ_1 χ_1 \to χ_1 χ_1$，足以解决冷暗物质的$N$体模拟中的小尺度问题。暗物质通过$ε$参数化的动力学混合与SM通信。非弹性散射过程$χ_1 χ_1 \to χ_2 χ_2$随后是快速衰变$χ_2 \to χ_1 Z'$，产生高能$Z'$。通过设置$δ\equiv m_{χ_2} - m_{χ_1} \simeq 2.8$ keV和$ε\sim 10^{-10}$，可以用暗光电效应解释氙1T实验中电子反冲数据的过量。暗物质的残余丰度也可以通过具有暗规范耦合常数$α_X \sim 10^{-3}$的湮灭$χ_1 χ_1 (χ_2 χ_2) \to Z' Z'$由热冻结机制来调节。
2021-10-22 hep-ph
Fitting CoGeNT Modulation with an Inelastic, Isospin-Violating $Z'$ Model
对CoGeNT实验观测到的年调制数据进行了重新分析，结果表明，如果CoGeNT观测到的年调制异常是暗物质粒子与核碰撞引起的，则可以用包含非弹性暗物质和同位旋破坏相互作用的$Z'$模型进行拟合，并且可以避免XENON 100的约束.这个$Z'$模型受到对撞机物理学的强烈约束，$Z'$的质量上限大约是暗物质质量的两倍。
2011-08-19 hep-ph
A simple model for magnetic inelastic dark matter (MiDM)
提出了一个简单的磁非弹性暗物质（MiDM）模型，它是含有右手中微子（$N_R$）、单电荷标量（$S$）和类矢量带电费米子（$E$）的标准模型的最小推广.在这个框架中，暗物质通过磁偶极相互作用非弹性地散射离开原子核，从而过渡到质量分裂（$δ$）为100 keV的近简并态。该模型的约束来自直接检测实验、DAMA和COGENT。在我们的分析中，我们没有找到任何参数空间使用最近的年度调制数据从COGENT，其中DAMA和COGENT是相互一致的。遗迹密度的界限提供了一个更强的约束。我们发现，这个最小的扩展SM结合了DM候选人，可以解释间接检测结果，同时与文物密度测量是一致的。在大型强子对撞机上可以产生右手中微子和产生右手中微子磁矩的带电粒子。
2011-12-15 hep-ph
Inelastic Scattering Effects on Attenuation of Boosted Dark Matter
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）；Henan Normal University（河南师范大学）
研究非弹性散射对增强暗物质衰减的影响，将共振散射纳入地球衰减框架并结合其他通道，利用 PandaX - 4T 数据对自旋无关的增强暗物质 - 核子截面得出新约束。
2026-10-21 hep-ph
Probing Inelastic Dark Matter at the LHC, FASER and STCF
研究在 LHC、FASER 和 STCF 上利用长寿命粒子、位移 μ 子喷注、软轻子及单光子信号检验 1 MeV–210 GeV 非弹性暗物质的可行性。
2024-07-03 hep-ph
Prospects of boosted magnetic dipole inelastic fermion dark matter at ILC-BDX
Institute for Nuclear Research（核物理研究所）；Tomsk Polytechnic University（托木斯克理工大学）
本文研究了ILC-BDX对通过非对角磁偶极子算符与标准模型光子耦合的不弹性费米暗物质的探测灵敏度，计算了暗物质状态在类似轫制辐射过程中通过高能电子与靶核散射产生的生产率，并探讨了不同质量分裂对探测范围的影响。
2026-08-19 hep-ph
Connecting Low scale Seesaw for Neutrino Mass to Inelastic sub-GeV Dark Matter with Abelian Gauge Symmetry
最近报道的过量的电子反冲事件的XENON 1 T实验的动机，我们提出了低规模的跷跷板方案内的轻中微子质量的$U(1)_X$规范扩展的标准模型，也预测稳定以及长寿命的暗扇区粒子。在$U(1)_X$规范对称性下，跷跷板实现所需的新场以及暗物质以无异常的方式带电。一个单重标量场，有效地引起轻子数违反，因此马约拉纳轻中微子质量无论是在树或辐射水平，也分裂的暗物质场成两个准简并态。虽然亚电子伏特中微子质量和非零暗物质质量分裂是以这种方式相关的，亚GeV尺度的非弹性暗物质的现象可以是非常丰富的，如果质量分裂是keV的规模。我们发现，对于合适的参数空间，这两个组件与keV分裂可以有助于总暗物质密度的本宇宙，而开放的可能性，较重的暗物质候选人进行向下散射的电子。我们检查费米子和标量非弹性暗物质的候选人，可以引起的XENON 1 T过剩，同时与其他现象学的界限相一致的模型的参数空间。我们还讨论了一般的情况下，质量分裂~ $Δm$之间的两个暗物质组件可以更大，有效地产生一个单一的组件暗物质的情况。
2021-04-22 hep-ph
Earth-Catalyzed Detection of Magnetic Inelastic Dark Matter with Photons in Large Underground Detectors
本文提出利用地球催化非弹性散射产生的单能光子在大型地下探测器中搜索弱标度磁性非弹性暗物质，并通过数值模拟证明 CYGNUS 与氙探测器的协同观测可提供强有力证据。
2024-06-10 hep-ph
Probing inelastic sub-GeV dark matter at the DUNE near detector
Grupo Física Teórica y Aplicada, Universidad EIA（应用理论物理组，EIA大学）；Instituto de Física, Universidad de Antioquia（物理研究所，安蒂奥基亚大学）
本文研究了在最小且紫外完整框架下不弹性暗物质的探测，通过暗Higgs机制产生暗光子质量，利用暗光子介导的新湮灭通道，评估DUNE近端探测器对子千电子伏暗物质的探测能力。
2026-08-06 hep-ph
Explaining the LZ High-Energy Recoil Event with Inelastic Sneutrino Dark Matter in Supersymmetry
Henan Institute of Science and Technology（河南科技大学）；Centre for Theoretical Physics, Henan Normal University（河南师范大学理论物理中心）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本研究用反跷跷板扩展的次最小超对称标准模型中的非弹性斯诺中微子暗物质解释LZ高能核反冲事件，提出三种机制抑制太阳中微子信号，并确认存在满足所有暗物质、希格斯和味物理约束的参数点。
2026-10-07 hep-ph
Axion-Mediated Inelastic Dark Matter
本文研究轴子介导的暗物质-原子核散射，指出非QCD轴子对直接探测的必要性，并在SUSY钟表轴子模型中展示XENONnT对参数空间的约束能力。
2024-08-06 hep-ph
For Whom the Xenon Recoils: Magnetic Inelastic Dark Baryons
University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Fermilab（费米国家加速器实验室）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；University of Oregon（俄勒冈大学）
本文提出暗重子暗物质模型，通过跃迁磁偶极算子产生非弹性散射，解释LZ实验单事件，预测伴随光子信号，支持方向性探测。
2026-09-09 hep-ph
Pauli form factor contributions to the inelastic proton bremsstrahlung and dark photon production
本文研究非弹性质子轫致辐射产生暗光子的过程，首次纳入泡利形状因子贡献并获得新劈裂函数，通过数值计算细化T2K、DUNE和SHiP实验对暗光子参数的灵敏度。
2025-01-17 hep-ph
The $Z$ resonance, inelastic dark matter, and new physics anomalies in the Simple Extension of the Standard Model (SESM) with general scalar potential
本研究在带一般标量势的SESM模型中分析Z共振与非弹性暗物质，给出CP守恒下的可行参数空间及CP破坏下的散射情形与基准点，结合XENON实验数据给出相关约束。
2023-10-05 hep-ph
The Status of Inelastic Dark Matter
根据DAMA实验最近的积极结果，以及CDMS Soudan，Edelweiss，ZEPLIN-I和CRESST的新的零结果，我们重新研究了具有标准晕的非弹性暗物质的框架。在这个最初用来调和CDMS和DAMA之间紧张关系的框架中，暗物质粒子只能通过跃迁到一个近似简并的态（大约是$100 \kev$重）才能从核中散射出来。我们发现，最近的数据显着约束的参数空间的框架，但仍然有区域符合所有的实验结果。由于增强的年度调制和显着不同的能量依赖在这种情况下，我们强调需要更多的信息，数据采集的日期，以及信号和背景的能量分布。我们还研究了"混合中微子“暗物质的具体情况，并隔离了该特定模型的宇宙学感兴趣的参数空间区域。在不久的将来，重靶实验（如ZEPLIN或CRESST）对极限的显著改善应该能够证实或排除非弹性暗物质的情况。在混合微中子模型中，在即将进行的锗实验中应该会看到弹性散射特征，包括CDMS Soudan的未来结果。
2005-07-25 hep-ph
Searching for elusive dark Higgs boson in spin-1/2 inelastic dark matter models at Belle II
KIAS（韩国科学技术研究院）；Yonsei University（延世大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
本研究探讨了在Belle II实验中通过暗Higgs辐射和稀有B介子衰变过程检测自旋1/2非弹性暗物质模型中稀有暗Higgs玻色子的可能性。
2026-01-01 hep-ph
Capture of Inelastic Dark Matter in White Dwarves
我们考虑白矮星中非弹性暗物质在核上的非弹性自旋无关散射的捕获。我们表明，如果暗物质湮灭的标准模型粒子，然后，在假设的原始球状星团形成，冷白矮星的球状星团M4的观察似乎不一致的解释所观察到的DAMA/LIBRA年度调制信号的基础上，自旋无关的非弹性暗物质散射。或者，如果非弹性暗物质的假设被证实，并且发现它会湮灭为标准模型粒子，那么这将意味着M4核心中的暗物质密度要比它在暗物质晕中形成时的预期密度低得多。最后，我们认为，冷白矮星构成了一个独特的暗物质探针，补充其他直接和间接的检测搜索。
2010-05-26 astro-ph.CO hep-ph
Dark photon production via inelastic proton bremsstrahlung with Pauli form factor
本研究通过非弹性质子轫致辐射研究暗光子产生，引入Pauli形状因子和两个新分裂函数，发现其在0.9-1.8 GeV质量区可能主导，并更新了SHiP实验的灵敏度估计。
2024-09-17 hep-ph
The Cosmology of Composite Inelastic Dark Matter
复合暗物质是实现非弹性暗物质的自然设置-O（100 keV）质量分裂来自组成费米子的自旋-自旋相互作用。在模型中，各组分在轴向U（1）规范对称性下带电，也与标准模型夸克耦合，暗物质从标准模型核非弹性散射，可以解释DAMA/LIBRA年度调制信号。本文描述了复合非弹性暗物质模型的最小实现的早期宇宙学，其中暗物质是由轻夸克和重夸克组成的介子。组成夸克合成为暗介子和重子的过程中，产生的暗物质强子会根据系统中的相对质量标度产生几种不同的性质。
2010-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric Inelastic Dark Matter and the LUX-ZEPLIN event
University of Tokyo（东京大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（宇宙物理与数学研究 Kavli 研究所（WPI）、UTIAS，东京大学）；Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所及物理与天文学院）
提出非对称非弹性暗物质模型，通过原始不对称性抑制太阳湮灭，以解释LZ实验250 keV候选事件，并预测相关直接探测信号。
2026-09-17 hep-ph
The Inert Doublet Model and Inelastic Dark Matter
DAMA/NaI和DAMA/Libra观测到的周年调制可以用暗物质粒子的弹性或非弹性散射来解释。在本文中，我们面对这两种情况下的一个非常简单的扩展的标准模型，惰性双重模型（IDM）的框架内。在这个模型中，候选的暗物质是一个标量，是额外的希格斯双重态中最轻的成分。我们首先重新审视的情况下，弹性散射的轻标量WIMP，M_DM~10 GeV，一个场景，这需要一小部分的事件在DAMA通道。第二，我们考虑非弹性暗物质（iDM）的可能性。在IDM中，这个选择在技术上是自然的，因为最轻和次轻中性标量之间的质量分裂可能会受到Peccei-Quinn（PQ）对称性的保护。结果表明，MDM在~535 GeV ~50 TeV之间的候选体可以重现DAMA数据，并具有与WMAP一致的宇宙丰度。如果我们利用近似PQ对称性被有效地保存的可能性，并且暗区中的原始不对称性可以存活直到冻结，那么这个范围可以扩展到约50 GeV的候选者。
2009-10-27 hep-ph
Blazar-Boosted Dark Matter: Novel Signatures via Elastic and Inelastic Scattering
University of Electronic Science and Technology of China（中国电子科技大学）
本研究针对耀变体助推暗物质机制，基于矢量门户模型分析暗物质与质子的弹性及非弹性散射，结合多信使数据给出更严格的散射截面约束，并提出该机制可解释IceCube观测到的TXS 0506+056高能中微子信号。
2026-10-08 hep-ph
Inelastic dark matter nucleus scattering
直接探测实验旨在通过寻找来自弹性暗物质核散射的信号来探测以弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式存在的暗物质。此外，核被激发的非弹性散射是核物理学所期望的，并提供了额外的可检测信号。在一个低能量的有效场论的背景下，我们调查的实验达到这些非弹性转换的氙基探测器采用双相时间投影室。我们发现，一旦一个暗物质信号建立，非弹性转换提高发现范围，我们表明，他们可以更好地确定潜在的粒子物理。
2019-12-10 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Constraints on Inelastic Dark Matter after CDMS II
在最近的CDMS II结果之后，我们讨论了在非弹性暗物质（iDM）方案中来自太阳和地球暗物质（DM）湮灭的中微子约束。为了使DAMA/LIBRA数据与所有其他直接实验的约束相一致，iDM需要是轻的（$m_χ< 100$ GeV），并且具有大的DM-核子截面（在自旋无关（SI）散射中$σ_n \sim$ 10 $^{-4}$ pb，在自旋相关（SD）散射中$σ_n \sim$ 10 pb）。在SI/SD情况下，太阳中iDM捕获的主要贡献来自Fe/Al的散射。来自Super-Kamiokande的电流边界排除了硬DM湮灭通道，例如$W^+W^-$、$ZZ$、$t\bar{t}$和$τ^+ τ^-$。对于$b\bar{b}$和$c \bar{c}$等软通道，限制是宽松的，但可以通过未来的IceCube和DeepCore进行测试或进一步限制。对于地球中DM湮灭的中微子约束，由于地球引力效应较弱和非弹性俘获条件，即使在$τ^+ τ^-$通道中，也只对小质量分裂的$δ<$ 40 keV和$m_χ\sim (10, 50)$ GeV存在约束.
2010-01-07 hep-ph
Inelastic dark matter scattering off Thallium cannot save DAMA
我们研究了所观察到的DAMA调制信号与暗物质（DM）的非弹性散射的兼容性的$0.1\%$铊（Tl）掺杂剂在DAMA。在这项工作中，我们测试是否存在参数空间的区域，其中的T1解释给出了一个很好的适合从DAMA的最新数据，以及这些区域是否与其他直接检测实验的最新约束兼容。此前，Chang等人在2010年提出了DAMA数据的T1解释，最近（2019年）DAMA/LIBRA合作发现了T1非弹性散射参数空间中的区域，其与无调制假设的差异超过$10σ$。我们已经扩大了他们的工作，通过测试是否非弹性DM-Tl散射的参数空间区域给出了一个很好的适合最新的DAMA数据生存的限制，由一个DM信号的缺乏XENON 1 T和CRESST-II。此外，我们还测试了这些区域如何随着不确定性的主要来源而变化：从未直接测量过的Tl淬灭因子，以及DM分布中的天体物理不确定性。我们的结论是，非弹性DM散射T1不能解释DAMA数据的光从其他实验的零结果。
2021-03-17 hep-ph
Radiative Corrections to the Direct Detection of Inelastic Scattering of Higgsino-like Neutralino Dark Matter
Shiv Nadar Institution of Eminence deemed to be University（希夫·纳德卓越机构大学）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics, Moscow State University（莫斯科国立大学斯科别尔岑核物理研究所）
本文研究类Higgsino暗物质非弹性散射的直接探测，通过壳上重整化和单圈电弱修正计算散射截面，发现非弹性分量可超过弹性分量，增强探测率。
2026-09-10 hep-ph
Inelastic Dark Matter from a Higher-Dimensional Operator: The LUX-ZEPLIN High-Recoil Event and Thermal Relic
University of Delhi（德里大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
基于LZ高反冲事件，提出通过维度-6算符的非弹性暗物质模型，以软对称破缺项实现吸热跃迁并抑制弹性散射，在0.2-1 TeV质量范围内同时解释LZ数据和relic密度。
2026-10-02 hep-ph
Inelastic Boosted Dark Matter at Direct Detection Experiments
我们探索一类新的多粒子暗扇区，称为非弹性增强暗物质（iBDM）。这些模型是通过结合粒子的性质来构建的，这些粒子通过向更重的状态（非弹性暗物质）过渡而散射物质，而这些粒子是在星系晕中湮灭过程中产生的大洛伦兹增强（增强暗物质）。这种组合导致了新的信号，可以在普通的直接检测实验中观察到，但需要非常规的搜索与位移多轨道事件相一致的高能反冲电子。相关的实验策略也可以用来探测MeV范围内的增强暗物质通过它们与靶材料内的电子相互作用。
2017-12-19 hep-ex hep-ph
A minimalistic model for inelastic dark matter
该研究提出非弹性暗物质的极简紫外完备模型，仅需实标量场产生质量，分析激发态衰变及多类约束，发现特定参数空间未受约束且部分区域可被未来实验探测。
2025-02-12 hep-ph
X-rays from Inelastic Dark Matter Freeze-in
本研究探讨了通过轻媒介子冻结产生非弹性暗物质，其较重态长寿命衰变产生光子，并利用银河系中心光子观测有效探测该机制。
2025-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Heating Neutron Stars with Inelastic Dark Matter and Relativistic Targets
本文研究中子星捕获非弹性暗物质产生的加热效应，推导了相对论性非弹性散射的最大质量间隙解析式并计算捕获率，发现中子星约束优于地面探测，是寻找暗物质的重要靶标。
2023-01-20 astro-ph.HE hep-ph
Impure Thoughts on Inelastic Dark Matter
非弹性暗物质的情况下，提出了协调DAMA的年度调制与其他实验的零结果。在这种情况下，WIMP散射成激发态，从基态分裂出一个能量增量，相当于银河系WIMP的可用动能。我们注意到，对于大的分裂δ，DAMA的主要散射可能发生在A~205的铊核之外，它在NaI（Tl）晶体中作为10^-3能级的掺杂剂存在。对于质量为m~ 100 GeV，能量为delta~ 200 keV的WIMP，我们在delta-m参数空间中找到了一个与所有实验一致的区域。这些参数特别是可以探测在实验中与铊在其目标，如KIMS，但无法访问较轻的目标实验。根据WIMP速度分布的尾部，高度调制的信号可能会或可能不会出现在CRESST-II。
2010-12-09 hep-ph
Lepton collider imprints of Inelastic dark matter model
本文研究具有额外 $U(1)_D$ 规范对称性的非弹性暗物质模型在轻子对撞机上的探测潜力，发现未来轻子对撞机对质量在 1-100 GeV 范围的该模型具有超越当前实验及 LHC、Belle 的探测灵敏度，可提供互补探索。
2025-06-03 hep-ph
Probing Purely Inelastic Scalar Dark Matter Across Colliders and Gravitational Wave Observatories
Beihang University（北京航空航天大学）；Peking University（北京大学）
提出纯非弹性标量暗物质模型，通过希格斯门户与标准模型耦合，热共湮灭产生正确丰度，同时诱导强一阶相变产生引力波，并在HL-LHC上通过位移μ子喷注产生长寿命粒子信号。
2026-07-03 hep-ph
Inelastic Dark Matter at the LHC
我们在大型强子对撞机上对非弹性暗物质进行了一个独立于模型的研究，集中在几百MeV以上的暗物质激发态和基态之间的质量分裂的参数空间，直接检测实验不太可能探索。非弹性暗物质在大型强子对撞机上的一般特征是位移的π介子和单喷流加上丢失的能量，可以在7 TeV的大型强子对撞机上进行测试。
2011-09-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Low-mass inelastic dark matter direct detection via the Migdal effect
我们考虑搜索的非弹性散射的低质量暗物质在直接检测实验，使用Migdal效应。我们发现在暗物质质量和质量分裂之间存在着难以打破的简并。使用XENON1T的数据，我们设定了一个以前未探索过的非弹性暗物质参数空间的范围。对于放热散射的情况下，我们发现，Migdal效应允许氙为基础的探测器具有${\cal O}(\mathrm{MeV})$质量的暗物质的灵敏度，远远超过可以单独获得核反冲。
2021-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the dark photon from deep inelastic scattering
我们调查的暗光子所产生的深度非弹性散射（DIS）数据的分析约束。我们进行提取的部分子分布函数（PDF）与和不存在的暗光子，并允许暗光子混合参数和质量的变化。我们还包括矢量介子优势的影响，以确保正确的光生极限。通过考虑从这样的提取所产生的总$χ^2$的变化，我们推断排除限制暗光子的动力学混合参数的暗光子质量高达$80\ {\rm GeV}$。
2022-02-05 hep-ex hep-ph
Enhanced Cosmic-Ray Cooling in AGN from Dark Matter Deep Inelastic Scattering
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本研究针对亚GeV暗物质弹性散射无法解释高能宇宙射线能量损失的问题，探究矢量门户介导的CR-DM深度非弹性散射，推导了对应暗物质质量区间的散射截面排除限，发现DIS贡献可使冷却时标降数个数量级，约束强度超多数现有实验限制。
2026-11-02 hep-ph
Self-interacting inelastic dark matter: A viable solution to the small scale structure problems
自相互作用暗物质被认为是解决小尺度结构问题的一种方法，例如在矮星系和低表面亮度星系中观测到的扁平核。如果通过光介质发生散射，则与解决这些问题相关的散射截面可能会落入非微扰状态，导致非平凡的速度依赖性，这允许与源于簇大小对象的限制兼容。然而，这些模型受到不同观测的强烈约束，特别是来自光介质衰减足够快（在大爆炸核合成之前）和直接检测的要求。调和这两个要求的一个自然的解决方案是非弹性吸热相互作用，这样，如果两个状态之间的质量分裂足够大，直接检测实验中的散射就会被抑制，甚至在运动学上被禁止。在数值求解薛定谔方程时使用精确解，我们研究了这样的场景，并在暗物质和介质质量的参数空间中找到了区域，以及状态的质量分裂，在那里小尺度结构问题可以解决，暗物质具有正确的遗迹丰度，并且可以避开直接检测限。
2017-03-29 hep-ph
