Collider Phenomenology with Split-UED
我们调查对撞机的影响分裂普遍额外的尺寸。体中费米子质量的非零性，与KK宇称一致，在很大程度上改变了最小普适扩展维的现象学。我们仔细检查耦合的行为，并研究Tevatron和LHC在双轻子通道中发现2级Kaluza-Klein模式的范围，这将表明额外维度的存在。双轻子共振的大事件率的观测可以从额外维度的非平凡费米子质量分布中得到，这反过来又可以证实宇宙射线中正电子过剩观测的额外维度解释。
2010-02-02 hep-ph
Relic Abundance of LKP Dark Matter in UED model including Effects of Second KK Resonances
我们重新评估了卡鲁扎-克莱因（KK）暗物质在普遍额外维度模型中的热遗迹密度。特别地，我们考虑了由第二KK粒子引起的共振对密度的影响。我们发现当希格斯玻色子质量足够大（m_h \gtrsim 200 GeV）时，由于共振作用，与密度相关的湮灭截面显著增强.结果，与不包括任何共振的结果相比，与WMAP观测一致的暗物质粒子的质量增加了。
2005-08-28 hep-ph
Constraints on UED KK-neutrino dark matter from magnetic dipole moments
一般来说，标准模型的普适额外维度（UED）扩展预测了最轻的卡鲁扎-克莱因（KK）粒子的稳定性，因此提供了一个暗物质候选者。对于具有一个额外维度的UED场景，我们独立于模型确定了KK中微子的诱导维度5磁偶极矩$ν^{(1)}$的大小。我们表明，目前的观测范围内的偶极暗物质的相互作用的地方与KK-中微子暗物质的UED模型的约束。
2006-01-24 astro-ph hep-ph
Dark matter in UED : the role of the second KK level
在包含所有共湮灭通道和所有共振的普适额外维模型中，我们对KK光子LKP的残余丰度进行了完整的计算。我们表明，生产的2级粒子衰变到SM粒子占主导地位的贡献显着的共湮灭过程涉及1级KK轻子。结果，优选的暗物质尺度增加到$R^{-1}=1.3$ ~TeV。一个在TeV尺度或以下的暗物质候选者只能在非极小模型中通过减少KK粒子和LKP之间的质量分裂来找到。LKP核子散射截面通常很小，$σ< 10^{-10}$ ~pb，除非KK夸克几乎与LKP简并。
2010-12-12 hep-ph
Universal Extra Dimensions and the Graviton Portal to Dark Matter
宇宙额外维度（UED）范式特别有吸引力，因为它不仅包括暗物质粒子的自然候选者，而且还解决了与粒子物理学相关的几个问题。然而，大型强子对撞机上的非观测结果使这一范式陷入了严重的紧张状态。然而，一个特定的5维UED模型出现在一个6维时空嵌套翘曲。$AdS_6$块体保护希格斯质量以及UED标度，而不会调用不自然的参数值。第六个方向的引力子激发为暗物质粒子开辟了新的（共）湮灭通道，从而允许现象学上的一致性，否则将被拒绝到最小的UED场景。该模型在基于卫星的实验以及LHC中都产生了独特的签名。
2017-10-24 hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter: Direct Detection vis-a-vis LHC (IDM 2008 proceeding)
我们探讨卡鲁扎-克莱因（KK）暗物质的现象学在非常一般的模型与普遍额外的维度（UEDs），强调高能对撞机和暗物质直接检测实验之间的互补性。在暗物质候选者和其他（有色）光谱之间质量分裂相对较小的模型中，对撞机的灵敏度降低，但直接探测率提高。UED为这种质量简并提供了一个自然的框架。我们考虑了5维和6维非最小UED模型，并讨论了各种KK暗物质候选者的探测前景：KK光子γ_1（5D）、KK Z玻色子Z_1（5D）和无自旋KK光子γ_H（6D）。我们结合对撞机的限制，如电弱精度数据和预期的LHC达到，从WMAP和当前或计划的直接探测实验的灵敏度的宇宙学约束。考虑到一般的质量分裂，我们表明，无论是对撞机，也不是直接检测实验本身可以探索所有相关的KK暗物质参数空间。然而，它们探测不同的参数空间区域，并且两种类型的约束的组合可以是相当强大的。例如，在5D UED中的γ_1的情况下，相关参数空间将几乎完全被预期在不久的将来组合的LHC和直接检测灵敏度覆盖。
2008-11-26 hep-ph
Universal Extra Dimension models with right-handed neutrinos
在含有右手中微子的普适额外维（UED）模型框架下研究了暗物质的残余丰度。这些模型不受最小UED模型中KK引力子问题的影响。右手中微子的第一个KK粒子是这个框架中的暗物质候选者。当普通中微子质量足够大时，例如简并质谱的情况，暗物质遗迹丰度可以显著增加。在具有右手中微子的UED模型的最小设置中，与宇宙学观测一致的额外维度的尺度可以是500 GeV。
2008-10-03 hep-ph
Electroweak Kaluza-Klein Dark Matter
在具有普适额外维度（UED）的模型中，中性电弱规范玻色子的最轻卡鲁扎-克莱因激发是一种稳定的、弱相互作用的大质量粒子，因此由于卡鲁扎-克莱因宇称，它是暗物质的候选者。我们研究具体的模型实现这种暗物质的背景下，非最小的UED扩展。电弱规范玻色子的边界定域动力学项导致了${\rm SU}(2)_W$和${\rm U}(1)_Y$规范玻色子的第一阶Kaluza-Klein激发之间的非平凡混合，由此产生的低能唯象是丰富的.我们调查的各种实验，包括低能量电弱精密测量，直接和间接检测的暗物质粒子和直接对撞机搜索在大型强子对撞机的影响。值得注意的是，我们表明，电弱卡鲁扎-克莱因暗物质可以重至2.4 TeV，这是显着高于$1.3$ TeV的最小UED模型中的上限所示。
2017-04-12 hep-ph
Constraints on UED from W' searches
我们利用CMS协作组对W '产生和衰变到单顶夸克终态的限制，得到了三个普适额外维模型的约束。我们发现一个弱约束的最小通用额外维模型，由于小卡鲁扎-克莱因数违反条款。相比之下，W '搜索对分裂宇宙额外维模型中夸克的狄拉克质量项的大小有很大的限制。在非最小普适额外维模型中，W '搜索限制了规范玻色子和夸克的边界定域动力学项之间的分裂。这些边界中的每一个都可以转化为对SU（2）带电夸克的卡鲁扎-克莱因激发和W玻色子的克劳扎-克莱因激发之间的质量分裂的约束。
2012-12-03 hep-ex hep-ph
Higgs Dark Matter in UEDs: A Good WIMP with Bad Detection Prospects
我们研究的第一个卡鲁扎-克莱因激发的希格斯玻色子在普遍额外的维度作为一个暗物质的候选人。在非极小模型中，边界定域项修正了质量谱，第一级希格斯玻色子可能是最轻的卡鲁扎-克莱因粒子，由于卡鲁扎-克莱因宇称守恒，它是稳定的。我们计算了遗迹丰度，发现它与观测到的暗物质密度一致，如果第一级希格斯玻色子的质量略高于2 TeV，不考虑共湮灭，并假设没有相对质量分裂之间的第一级卡鲁扎-克莱因模式。在共湮灭和非零质量分裂的情况下，一级希格斯玻色子的质量可以从1 TeV到4 TeV。我们还研究了在直接和间接探测实验中探测这种暗物质候选者的前景。虽然一级希格斯玻色子玻色子是一种典型的弱相互作用大质量粒子，但在任何常规实验中观测都是非常具有挑战性的。
2012-08-14 astro-ph.CO hep-ph
Efficient Coannihilation Process through Strong Higgs Self-Coupling in LKP Dark Matter Annihilation
我们指出，当Higgs质量稍重（200 - 230 GeV）时，在UED模型中最轻的Kaluza-Klein粒子（LKP）暗物质通过包括第一个KK希格斯玻色子在内的共湮灭过程有效地湮灭，这就产生了大的Higgs自耦合.大的自耦合自然导致了LKP和第一种KK希格斯玻色子之间的质量简并以及KK希格斯玻色子玻色子的大湮灭截面。这些都是必不可少的增强湮灭的LKP暗物质，这使得大的致密化尺度\sim 1 TeV的暗物质的遗迹丰度与宇宙学观测一致。我们发现，热遗迹丰富的LKP暗物质，可以调和的严格约束的电弱精密测量的最小UED模型。
2006-01-05 hep-ph
Dark Matter and Collider Phenomenology of Universal Extra Dimensions
我们回顾了具有平坦的、紧致的额外维度的模型的现象学，其中所有的标准模型场都被允许在大体积中传播，称为通用额外维度（UED）。UED使一个有趣的TeV尺度的物理场景，具有塔的卡鲁扎-克莱因（KK）状态近似退化的质量在由紧化半径的倒数大小设置的规模。KK宇称，额外维度中动量守恒的四维余项，意味着两个基本结果：（1）对标准模型观测量的贡献只出现在回路水平，并且KK态只能在对撞机上成对产生;（2）最轻的KK粒子（LKP）是稳定的，提供了合适的粒子暗物质候选者。在对额外维模型，特别是UED的理论概述之后，我们介绍了模型粒子谱和来自精密电弱测试和当前对撞机数据的约束。然后，我们给出了详细的概述LKP暗物质现象，包括LKP遗迹丰度，直接和间接的搜索。然后，我们讨论UED在对撞机的物理，特别强调的签名预测的大型强子对撞机和未来的线性对撞机，以及区分UED和其他TeV级的新物理场景，特别是超对称性的问题。我们提出了一套参考基准模型，代表不同的可行的UED实现。最后，我们在附录中收集了所有相关的UED Feynman规则，早期宇宙中湮灭和共湮灭过程的散射截面和强子对撞机上强相互作用KK态的产生截面。
2007-08-23 astro-ph hep-ph hep-th
The PAMELA and Fermi signals from long-lived Kaluza-Klein dark matter
通过引入一个小曲率，我们提出了一个简单的扩展的最小通用额外维（UED）模型。该模型被公式化为Randall-Sundrum背景几何中五维标准模型（SM）的小反de Sitter曲率极限。在UED模型中，最轻的Kaluza-Klein（KK）粒子可以是热遗迹暗物质，但在小曲率的存在下，KK宇称被破坏，KK暗物质衰变为寿命较长的SM费米子。五维体中KK暗物质与SM费米子对的耦合受费米子体质量的控制。通过适当选择轻子和夸克的体质量，KK暗物质通过衰变为轻子可以解释最近PAMELA和FERMI卫星实验报告的宇宙射线电子/正电子过剩，同时抑制衰变为夸克。
2009-10-07 hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter: Direct Detection vis-a-vis LHC
我们探讨卡鲁扎-克莱因（KK）暗物质的现象学在非常一般的模型与普遍额外的维度（UEDs），强调高能对撞机和暗物质直接检测实验之间的互补性。在暗物质候选者和其他（有色）光谱之间质量分裂相对较小的模型中，对撞机的灵敏度降低，但直接探测率提高。UED为这种质量简并提供了一个自然的框架。我们考虑了5维和6维非最小UED模型，并讨论了各种KK暗物质候选者的探测前景：KK光子$γ_1$，KK $Z$ -玻色子$Z_1$，KK希格斯玻色子$H_1$和无自旋KK光子$γ_H$。我们结合对撞机的限制，如电弱精度数据和预期的LHC达到，从WMAP的宇宙学约束，和当前或计划的直接探测实验的灵敏度。考虑到一般的质量分裂，我们表明，无论是对撞机，也不是直接检测实验本身可以探索所有相关的KK暗物质参数空间。然而，它们探测不同的参数空间区域，并且两种类型的约束的组合可以是相当强大的。例如，在5D UED中的$γ_1$的情况下，相关参数空间将几乎完全被预期在不久的将来组合的LHC和直接检测灵敏度覆盖。
2008-05-28 astro-ph hep-ph
TASI 2008 lectures on Collider Signals II: E_T^missing signatures and the dark matter connection
这些讲座概述了LHC新物理学中缺失的E_T签名的各个方面，以及它们与暗物质物理学的重要联系。主要是，我将集中在超对称（SUSY）的缺失E_T的来源，但也会提到小希格斯模型与T-宇称（LHT）和通用额外维度（UED）模型与KK-宇称。第一堂课介绍超对称理论基础、模型建立和光谱计算。第二讲讲述强子对撞机上超粒子的产生和衰变机制以及事件的产生。第三堂课介绍了LHC的超对称信号，以及LHT和UED信号以供比较。在第四堂课中，我将讨论暗物质的联系，以及直接和间接的暗物质搜索以及LHC对撞机搜索如何使我们在未来几年内发现和表征暗物质。最后，汤川统一超对称性的有趣的情况下，这种情况下最好的作品，如果暗物质原来是一个混合物的轴子/axino状态，而不是neutralinos。
2009-01-29 hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter: Direct Detection vis-a-vis LHC (2013 update)
我们提出了更新的结果之间的互补性高能对撞机和暗物质直接探测实验的背景下，普遍额外的维度（UED）。在暗物质候选者和其他（有色）光谱之间质量分裂相对较小的模型中，对撞机的灵敏度降低，但直接探测率提高。UED提供了一个自然的框架来研究这种质量简并。我们讨论了KK光子$γ_1$和KK $Z$ -玻色子$Z_1$的探测前景，结合预期的LHC达到宇宙学约束从WMAP/普朗克，和当前或计划的直接探测实验的灵敏度。考虑到一般的质量分裂，对撞机和直接探测实验本身都不能探索所有相关的KK暗物质参数空间。然而，它们探测不同的参数空间区域，并且两种类型的约束的组合可以是相当强大的。
2013-08-27 hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter And Neutrinos From Annihilation In The Sun
在具有一个普适额外维度（UED）的模型中，超荷规范玻色子的第一个卡鲁扎-克莱因激发B^（1）和同位旋规范玻色子的中性分量W ^3（1）都是暗物质的候选者。在这两种情况下，这些粒子都被预测会在太阳的核心聚集，在那里它们会湮灭，产生一个潜在的可观测到的高能中微子流。在这篇文章中，我们计算了在这个模型中产生的中微子的通量，并确定了可以从当前的IceCube数据放置在UED参数空间的约束。对于B^（1）暗物质的情况，我们发现IceCube目前的极限比CDMS和XENON 10等直接暗物质探测实验的极限更强。对于W^3（1）暗物质，目前冰立方的数据提供了一个比直接探测实验稍弱的约束。此外，我们还介绍了IceCube/DeepCore在不久的将来可以探测的UED参数空间的投影区域，并将其与未来直接探测实验的前景进行比较。
2009-08-06 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter in a twisted bottle
实射影平面是一个紧致的、不可定向的欧拉特征线为1的无边界轨道折叠，它可以被描述为一个扭曲的克莱因瓶。我们简要回顾了在所有可能的二维orbifolds中选择这样一种几何形状的动机，而研究的主要部分将致力于暗物质研究和基于这种特殊几何形状的通用额外维度（UED）模型的限制。在下面，我们考虑这样一个UED建设的基础上的直接产品的实际投影平面与标准的四维闵可夫斯基时空，并讨论其相关性作为一个模型的弱相互作用的暗物质候选人。与其他典型的UED模型的一个重要区别是对称性的起源导致了暗物质粒子的稳定性。在我们的例子中，这种对称性是六维闵可夫斯基时空对称性的残余，它被紧化部分破坏了。另一个重要的区别是在给定的卡鲁扎-克莱因层的粒子之间的质量分裂非常小，这使得共同湮灭效应发挥了非常重要的作用。最后，更高的卡鲁扎-克莱因层的作用也很重要，并讨论了一起的共振的影响的详细数值描述。
2012-10-01 astro-ph.HE hep-ph
Boundary Localized Terms in Universal Extra-Dimensional Models through a Dark Matter perspective
在具有一个紧化额外维的普适额外维（UED）模型中，Z_2对称性（称为KK宇称）保证了最轻Kaluza-Klein粒子（LKP）的稳定性。这种对称性导致两个固定点。在非最小版本的UED边界局部化条款（BLT）为不同的领域包括在这些固定点和KK奇偶可能会违反。然而，在两点具有相同强度的BLT诱导了新的Z_2对称性，恢复了LKP的稳定性。我们表明，BLT的服务放松的界限设置在UED的致密化规模的暗物质遗物密度的要求。同时，暗物质测量的精确度与规范玻色子和费米子的BLT参数密切相关。根据参数值的不同，LKP可以被选择为一级光子，本质上是B^（1），或者一级Z玻色子，本质上是W_3^（1）。我们发现，在后一种情况下，对于质量为\sim 1 TeV的W_3^（1），残余密度太小。我们还探讨了直接检测的LKP相匹配的观测到的暗物质遗迹密度的前景。
2013-07-30 hep-ex hep-ph
Minimal and non-minimal Universal Extra Dimension models in the light of LHC data at 13 TeV
宇宙额外维度（UED）是一个动机良好且经过充分研究的场景。其中一个主要的动机是存在的暗物质（DM）的候选人，即最轻的1级卡鲁扎-克莱因（KK）粒子（LKP），在粒子谱的UED。最小版本的UED（mUED）的情况下是高度预测只有两个参数，即，紧化半径和截止尺度，以确定的现象。因此，WMAP/普朗克对宇宙DM遗迹密度（RD）的测量产生了严格的约束。在UED方案中，一级夸克和胶子的产生和衰变在大型强子对撞机（LHC）实验中产生了多喷流末态。我们研究了ATLAS搜索多喷流加上丢失的横向能量签名在LHC与13 TeV的质心能量和139反飞秒积分亮度。鉴于这一事实，DM RD允许部分MUED参数空间已经被排除的ATLAS多喷搜索，我们移动到一个不太受限制的版本UED，即，非最小的UED（nmUED），与非零边界局部化条款（BLT）。BLT的存在显着改变了暗物质以及nmUED的对撞机现象。我们得到严格的界限上的BLT参数从ATLAS多射流加上失踪的横向能量搜索。
2020-12-30 hep-ex hep-ph hep-th
Low energy antideuterons: shedding light on dark matter
低能反氘核的二次和三次天体物理背景很低，但它们可以在暗物质对湮灭中大量合成，因此提供了一种特殊的间接暗物质探测技术。最近出版的第一个上限的低能量antideuteron通量的BESS合作，一个新的评估标准的天体物理背景，和显着的进展，在一个专门的实验，GAPS的发展，激发一个新的和准确的分析antideuteron通量预期在粒子暗物质模型。在这种程度上，我们认为这里的超对称，普遍的额外维度（UED）卡鲁扎-克莱因和扭曲的额外维度的暗物质模型，并评估反氘探测的前景以及各种相关的不确定性来源。GAPS实验，即使在初步的球载设置，将探索许多超对称的配置，并最终，在其最终的空间配置，将是敏感的主要反氘核在整个宇宙学允许的UED参数空间，提供了一个搜索技术，这是高度互补的其他直接和间接的暗物质探测实验。
2005-11-29 astro-ph hep-ph
Resurrecting Kaluza-Klein Dark Matter with Low-Temperature Reheating
Institute of Physics, Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）；Center for Quantum Spacetime, Sogang University（西江大学量子时空中心）；Department of Physics, Sogang University（西江大学物理系）；Department of Physics, SGTB Khalsa College（SGTB卡尔萨学院物理系）；Department of Physics and Astrophysics, University of Delhi（德里大学物理与天体物理学系）
本文研究了在低温度重加热背景下，最小通用额外维度模型中卡尔祖-克莱因暗物质的参数空间扩展及其与实验约束的一致性。
2026-02-12 hep-ex hep-ph
Earthly probes of the smallest dark matter halos
暗物质动力学退耦涉及早期宇宙中暗物质从轻子和夸克上的弹性散射，这一过程与天体中暗物质的直接探测和捕获率有关;因此，最小暗物质坍缩结构的最终尺寸应该与直接探测率和高通量相关的量相关，来自太阳或地球中暗物质湮灭的高能中微子。在本文中，我们解决这个一般性的问题的背景下，两个广泛研究和范式的弱相互作用粒子暗物质模型：最轻的中性伴子的最小超对称扩展的标准模型，和最轻的卡鲁扎-克莱因粒子的普遍额外维度（UED）。我们认为，并表明，虽然标量中性子核子截面与动力学去耦温度相关性较差，自旋相关的截面表现出很强的相关性，在广泛的模型。在UED模型的相关性是目前的两个截面，是非常紧密的自旋相关的情况下。一个强相关性也被发现，这两个模型，从太阳的中微子通量，特别是通量大到足以在潜在的可检测的水平。我们提供了分析指导和公式来说明我们的发现。
2012-05-14 astro-ph.CO hep-ph
What mass are the smallest protohalos?
我们在超对称（SUSY）和普适额外维度（UED）模型中计算了弱相互作用大质量粒子（WIMP）的动力学解耦温度，这些模型可以解释由宇宙微波背景测量确定的冷暗物质丰度。根据粒子物理模型的参数，各种各样的去耦温度是可能的，范围从几MeV到几GeV。这些退耦温度意味着最小的原晕的质量范围比以前认为的要大得多--从10^{-6}地球质量到10^{2}地球质量不等。我们期望这里得到的原晕质量范围是大多数粒子物理模型的特征，这些模型可以热适应WIMP暗物质所需的遗迹丰度，甚至超过超对称性和UED。
2006-03-14 astro-ph hep-ph
Probing Dark Matter with AGN Jets
我们研究的可能性检测的签名粒子暗物质的伽马射线光子光谱从活动星系核（AGN）的高能粒子的散射活动星系核喷流关闭的暗物质粒子。我们认为粒子暗物质模型的背景下，超对称性和普遍的额外维度（UED），我们提出了完整的最低阶计算过程中，光子发射的暗物质-电子和/或暗物质-质子散射，其中电子和质子属于AGN喷流。我们发现，该过程是由共振，其能量是由粒子的光谱在暗物质部门（中性伴子和selectron的情况下的超对称，卡鲁扎-克莱因光子和电子的UED）。由此产生的伽马射线光谱表现出非常典型的光谱特征，包括对硬幂律行为的急剧突破。虽然规范化的伽马射线通量强烈依赖于假设的活动星系核喷流的几何形状，成分和粒子光谱，以及粒子暗物质模型和密度分布，我们表明，对于现实的参数选择，并为两个突出的附近活动星系核（半人马座A和M87），这种效果的检测原则上是可能的。最后，我们比较我们的预测和结果与最近的伽马射线观测费米，H.E.S.S.和VERITAS望远镜
2010-08-12 astro-ph.HE hep-ph
Gravitons and Dark Matter in Universal Extra Dimensions
TeV尺度下的普适额外维度模型（UED）导致了标准模型中普通费米子和玻色子的卡鲁扎·克莱因（KK）激发的存在，这些激发可以在强子和轻子对撞机上观察到。一个保守的离散对称性，KK宇称，确保了最轻的KK粒子（LKP）的稳定性，如果它是中性的，就成为一个好的暗物质粒子。最近的研究表明，对于一定质量范围的LKP，可以得到与实验观察到的一致的残余密度。然而，这些工作忽略了早期KK引力子产生的影响。无论G^1是否是LKP，由此产生的G^n塔都可以衰变为LKP，并且根据再加热温度，可能导致遗迹密度的修改。在这篇文章中，我们表明，这种效果可能会导致一个相关的修改范围的KK群众与所观察到的遗物密度一致。此外，如果UED的证据是实验观察到的，我们发现一个严格的上限的再加热温度取决于观察到的LKP的质量。
2006-09-04 astro-ph hep-ph
Gamma Ray Lines from a Universal Extra Dimension
间接的暗物质搜寻是基于对由暗物质湮灭或衰变产生的次级粒子的观测。其中，伽马射线可能是最有希望的信使，因为它们在银河系尺度上不会发生偏转或吸收，因此对它们的观测将直接揭示发射源的位置和能谱。在这里，我们研究了卡鲁扎-克莱因暗物质在一个具有5个宇宙额外维度的理论中的详细的伽马射线能谱。我们特别关注暗物质粒子的两体湮灭，一个光子和另一个粒子，产生单色光子，导致伽马射线能谱中的一条线。以前在五维UED模型中的计算已经计算了从湮灭到γγ的线信号，但是我们将这些结果扩展到包括γZ和γH终态。我们发现这些谱线与预测的γγ信号相比是次显性的，但是它们在γγ线的观测事件中作为后续信号是重要的，以便将5d UED模型与其他理论方案区分开。
2010-09-26 astro-ph.HE hep-ph
Two photon annihilation of Kaluza-Klein dark matter
在普适额外维（UED）模型中研究了Kaluza-Klein（KK）暗物质粒子双光子湮灭的费米单圈截面。这个过程给出了一个几乎单能的伽马射线线，其能量等于KK暗物质粒子的质量。我们发现，截面是足够大的，如果一个连续签名被检测到，伽玛射线的能量分布应该结束在粒子质量与峰值是可见的能量分辨率的检测器在百分比水平。这将给出伽马射线的暗物质起源的明确无误的特征，以及暗物质粒子质量的独特测定，在所研究的情况下，它应该在800 GeV左右。不像超对称模型的情况下，两个伽马峰可能会或可能不会被视为取决于参数，这一功能似乎是相当强大的UED模型，并应类似于其他模型的湮灭成费米子是没有螺旋抑制。信号的可观测性仍然取决于与暗物质晕结构有关的未知天体物理参数。如果银河系中心附近的暗物质被中央星团压缩，或者如果暗物质晕具有在潮汐效应中幸存下来的子结构，探测的前景看起来很有希望。
2005-04-15 astro-ph hep-ph hep-th
Dark Matter in Universal Extra Dimension Models: $γ_{KK}$ vrs $ν_{R,KK}$
我们发现，在一类通用额外维模型（UED），它解决了中微子质量和质子衰变问题，混合物的KK光子和KK右手中微子可以提供所需数量的冷暗物质（CDM）。这个模型有两个参数$R^{-1}$和$M_{Z'}$（$R$是额外空间维度的半径，$Z'$是模型的额外中性规范玻色子）。利用残余CDM密度值，结合低温寻找CDM的结果，我们得到了LHC能达到的$R^{-1}$和$M_{Z'}\leq 1.5$的能量上限分别为400-650 GeV和TeV。在参数空间的某些区域，暗物质-核子散射截面可以高达$10^{-44}$ cm $^2$，这可以通过下一轮的暗物质搜索实验来探测。
2006-09-01 hep-ph
Mixed Dark Matter in Universal Extra Dimension Models with TeV Scale $W_{R}$ and $Z'$
我们表明，在一类通用额外的维度（UED）模型，解决了中微子质量和质子衰变问题，使用低尺度左右对称性，宇宙的暗物质由混合物的KK光子和KK右手中微子。我们提出了一个完整的计算暗物质密度在这些模型中考虑到由于附近的状态，如标量合作伙伴的KK光子以及费米子状态附近的右手KK中微子的共湮灭效应。利用残余CDM密度的值，我们得到了大约400-650 GeV的$R^{-1}$和$M_{Z'}\leq 1.5$ TeV的上限，这两个上限都是LHC可以达到的。对于这个参数空间中的一个区域，KK右手中微子的贡献显着的总遗迹密度的暗物质，我们得到了一个下界的暗物质-核子散射截面的$10^{-44}$ cm $^2$，这可以探测到的下一轮的暗物质搜索实验。
2006-10-16 hep-ph
Improved Bounds on Universal Extra Dimensions
我们报告最近的限制模型与一个单位的“普遍的”额外的维度，其中所有的标准模型领域在批量传播。一个显着改善的约束紧化规模得到的扩展集的电弱精密观测精确测量LEP 1和LEP 2。在99%（95%）的置信水平下，我们发现1/R > 700（800）GeV的下限。这种约束与Kaluza-Klein暗物质的最小UED模型的遗迹密度的比较指向包括非最小边界项的必要性，这促使研究替代Kaluza-Klein暗物质候选者。给出了Kaluza-Klein中微子暗物质的单圈感生磁偶极矩的计算结果。本演讲基于Phys.Rev.D73：095002，2006和hep-ph/0601161。
2006-05-13 hep-ph
Neutrino mass, proton decay and dark matter in TeV scale universal extra dimension models
我们展示了如何在6-D普适额外维度模型（UED）中同时解决小中微子质量和抑制质子衰变的问题，该模型具有低的基本尺度，使用包含局部$B-L$对称性的扩展规范群。额外的空间维在$T^2/Z_2$或$T^2/Z_2\times Z'_2$轨道上被紧化，这取决于全规范群是$SU(2)_L\times U(1)_{I_{3R}}\times U(1)_{B-L}$还是$SU(2)_L\times SU(2)_{R}\times U(1)_{B-L}$。在这两种情况下，中微子的质量被抑制由一个适当的orbifold宇称分配的标准模型单重态中微子和质子衰变率被抑制由于剩余的离散对称性遗留下来的紧化。对于基本标度的较低值，中子的主要衰变模式是$n\to 3 ν$。这个模型的一个有趣的结果是宇宙中暗物质可能有两种成分。
2002-12-19 hep-ph
Shedding Light on the Dark Sector with Direct WIMP Production
弱相互作用大质量粒子（WIMP）提供了一个有吸引力的暗物质候选者，并且应该在下一代高能对撞机的范围内。本文研究了在国际直线对撞机（ILC）上电子-正电子碰撞中伴随着初始态辐射光子的直接产生WIMP对的过程。我们提出了一个参数化的微分截面，这个过程中，方便地分离的模型独立的信息提供的宇宙学从粒子物理学的模型相关的输入。作为应用，我们考虑两个简单的模型，一个是超对称的，另一个是“通用额外维度”（UED）类型。在每个模型中的ILC的发现范围和参数测量的预期精度进行了研究。此外，对于这两个例子中的每一个，我们还研究了ILC通过光子能谱的形状判别分析来区分这两种模型的能力。我们表明，有足够的光束偏振的替代模型的解释可以排除在很大一部分的相关参数空间。
2009-04-28 hep-ph
Gravitino dark matter from gluino late decay in split supersymmetry
在分裂超对称（split-SUSY）中，胶子是一种亚稳态粒子，因此可以在早期宇宙中冻结。这种长寿命的胶子衰变成最轻的超对称粒子（LSP）的后期可能提供了宇宙暗物质的大部分内容。在这项工作中，假设LSP是引力子产生的后期衰变的亚稳态胶子，我们研究了WMAP暗物质的约束下的胶子质量。我们发现，为了提供充分丰富的暗物质，胶子必须重于约14 TeV，因此无法在欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）。
2005-10-15 hep-ph
Neutralino-nucleon interaction in the Split SUSY scenario of the Dark Matter
作为对暗物质问题的一个应用，我们考虑了轻Higgsino态的分裂超对称性。我们考虑了中性伴子-核子相互作用的结构，计算了中性伴子-核子散射截面。详细分析了最轻电荷伴子和次轻中性伴子的衰变性质。
2009-11-21 hep-ph
Split neutrinos - leptogenesis, dark matter and inflation
我们提出了一个简单的框架来分裂中微子，稍微偏离tribimaluminium混合-其中两个中微子是Majorana类型，提供热leptogenesis。狄拉克中微子与一个微小的汤川耦合解释了原初暴胀和宇宙微波背景辐射，其中暴胀子是规范不变的平坦方向。观察到的重子不对称性和暴胀的规模与观察到的反应堆角度密切相关，这可以通过LHC和无中微子双β衰变实验进一步限制。该模型还提供了最轻的右手sneutrino作为一部分的暴胀子是暗物质的候选者。
2012-01-30 hep-ph
Two-loop mass splittings in electroweak multiplets: winos and minimal dark matter
在电弱多重态中，辐射诱导的质量分裂与对撞机现象和暗物质有关。精确的双回路修正$\mathcal{O}$（MeV）的三重态质量分裂的最小超对称标准模型的维诺极限可以影响粒子寿命高达$40\%$。我们改进了以前的两圈自能计算的wino模型通过获得一致的输入参数的计算，通过两圈重整化群运行，并包括有限的轻夸克质量的影响。我们还提出了第一个两圈计算的质量分裂的电弱费米子五重态，对应于可行的形式的最小暗物质（MDM）。我们放置在这个模型中的带电和双电荷费米子的寿命显着的限制。我们发现，在MDM五重态的两个回路的质量分裂是不恒定的大质量的限制，可能天真地预期从三重态计算。这是由于额外的重费米子在环修正的规范玻色子传播子的影响。
2018-04-01 hep-ph
A Closer Look at Dark Vector Splitting Functions in Proton Bremsstrahlung
针对质子轫致辐射暗矢量产生计算问题，采用改进的分裂函数与类时电磁形状因子处理方法重新推导非单衍射初态辐射过程，经ρ介子产生模型与NA27数据验证具备一致性，为暗区物理探测提供更精准的理论计算工具。
2024-09-13 hep-ph
Coscattering in next-to-minimal dark matter and split supersymmetry
在某些热残余暗物质的模型中，残余物质的丰度可能是由非弹性散射过程（而不是湮灭）决定的，随着宇宙冷却，散射过程变得低效。这种效应被称为共散射。我们提出了一个程序来数值求解全动量相关的玻尔兹曼方程的共散射，这使得精确计算的暗物质遗物密度，包括早期动力学解耦的影响。我们将我们的方法应用到一个简单的模型，包含一个费米SU（2）三重态和一个费米单重态与电弱尺度的质量，在小的三重态-单重态混合。残余物密度可以通过共湮灭或在混合角$θ\lesssim 10^{-5}$的值处通过共散射来设置。我们确定的参数范围，引起所观察到的遗迹丰度。作为一种特殊情况，我们在大$μ$上研究了分裂超对称中的类双星暗物质。
2020-02-14 hep-ph
Dark Matter Generation and Split Supersymmetry
我们分析了一个简单的分裂超对称方案，费米子质量来自异常调解，产生m_s ~ 1000 TeV，m_{3/2} ~ 100 TeV，和m_f ~ 1 TeV。我们认为非热暗物质生产中存在的模量，我们发现，衰减链的模量到LSP和模量到引力子到LSP产生暗物质更有效地比微扰冻结，允许光，大型强子对撞机可见光谱。这些衰减模量也可以削弱宇宙学对轴子衰减常数的约束。在夸克质量为1000 TeV的情况下，LHC胶子将从它们的主顶点衰减毫米，导致一个引人注目的实验签名，并且味道改变中性电流的抑制几乎足以允许夸克质量矩阵中的任意混合。
2006-11-30 hep-ph
Investigating the collinear splitting effects of boosted dark matter at neutrino detectors
在简化的亲电子暗光子模型框架下研究了宇宙线助推的暗物质（DM）的探测前景。聚焦于keV $\sim $ MeV尺度附近的暗物质和暗光子质量，我们考虑从XENON 1 T和Super-K实验获得的边界。在计算XENON 1 T约束时，仔细考虑了电子束缚态效应。对于能量阈值相对较高的中微子探测器，通过引入DM部分子分布函数（PDF），考虑了质量和动量传递的尺度分级引起的大对数效应.在中微子探测器中，对数效应会降低DM散射的电子反冲率。此外，我们发现DUNE和JUNO实验提供了高灵敏度的探测暗光子成分的DM PDF通过暗康普顿过程。我们还检查了DM自散射截面上的子弹状簇约束。
2023-02-07 hep-ph
Splitting the split supersymmetry
在分裂超对称中，超对称标量粒子都非常重，至少在10^9 GeV的量级，但高吉诺、希格斯玻色子和一种中性的希格斯玻色子玻色子的质量仍然低于TeV。在这里，我们通过取希格斯诺质量参数μ非常大来进一步分裂分裂超对称性。在这种情况下，避免了μ问题，我们保持wino作为暗物质的候选者。一个粗糙的规范耦合统一仍然保留。在这个μ分裂超对称性方案中讨论了暗物质信号和对撞机现象。最有趣的暗物质信号是湮灭成单色光子。在对撞机中，由于规范耦合的存在，电荷对与电荷-中性伴子产生的截面有一定的比值，电荷伴子有较长的衰变过程。
2005-02-03 hep-ph
Split Dirac Supersymmetry: An Ultraviolet Completion of Higgsino Dark Matter
出于观察到希格斯四次耦合运行到零，在中间尺度，我们提出了一个新的框架模型的分裂超对称性，其中gauginos获得中间尺度狄拉克质量的$\sim 10^{8-11}$ GeV。标量质量产生于单圈有限贡献以及直接引力介导贡献。就像分裂的超对称性一样，一个希格斯双重态被微调成光。为了使希格斯四次粒子为零而引入狄拉克高吉诺的尺度与规范耦合统一所必需的尺度相同。因此，规范耦合统一仍然存在（非平凡的，由于伴随多重态），虽然有一个更高的统一尺度$\gtrsim 10^{17}$ GeV。$μ$ -项自然地处于弱标度，并且提供了实验验证的机会。我们提出了两种表现形式的分裂狄拉克超对称性。在“纯狄拉克”模型中，最轻的希格斯诺必须通过R宇称破坏耦合衰变，导致对撞机中出现一系列有趣的信号。在“超荷不纯”模型中，比诺获得了马约拉纳质量，与狄拉克胶子和维诺相比，它被抑制了一圈。这导致了弱尺度的希格斯诺暗物质，其整体质量尺度，以及中性成分之间的质量分裂，自然产生于相同的紫外动力学。我们概述了在对撞机和暗物质探测实验中发现伪狄拉克希格斯诺暗物质的挑战。
2014-05-14 hep-ph
Indirect Signals from Dark Matter in Split Supersymmetry
我们研究了从γ射线、正电子和反质子中间接探测分裂超对称中暗物质的可能性。最有希望的信号是伽马射线线，它可能在下一代探测器上被观测到。对于某些晕轮廓和高质量的中性伴子，在目前的实验中甚至可以看到这条线。如果在星系晕密度中有一个中心尖峰，那么连续的伽马射线信号就可以被观测到。发现这些信号与MSSM模型中的信号相似。这些间接信号补充了其他实验，在参数空间的区域最容易观察到，例如重维诺和希格西诺主导的中性伴子，这是直接探测和加速器搜索最不容易获得的。
2005-09-09 hep-ph
Requirements to Detect the Monoenergetic Photon Signature of Thermal Cold Dark Matter in PeV-Scale Split Supersymmetry
具有PeV尺度标量质量的分裂超对称性方案规避了对超对称性的许多限制，这些限制来自对CP破坏、改变味道的中性流和希格斯玻色子质量的实验限制。我们考虑的情况下，LSP是一个威诺或希格斯诺和大部分的冷暗物质遗物密度是热起源，在这种情况下，它的质量被指定为2.3 TeV的威诺或1.1 TeV的希格斯诺。我们研究了间接探测的潜力，目前和未来的伽马射线望远镜，单能光子线，将导致这些粒子附近的银河系中心的湮灭。我们展示了如何检测的可能性取决于银河系暗物质晕轮廓的精确形式，并检查伽马射线探测器需要什么性能属性，以注册一个5西格玛的发现。
2005-03-24 hep-ph
Discovery potential for split supersymmetry with thermal dark matter
由于希格斯玻色子玻色子的质量可以用量子修正来解释，同时保持规范耦合的统一性，因此，具有10 TeV以上标量超伴子的标准模型的超对称扩展是很好的动机。如果超对称破缺通过反常中介传递到高吉诺，那么高吉诺的质量与标量质量相比会受到环路抑制，最轻的超对称粒子是希格斯诺或维诺，它们可能是暗物质。在这种设置中，我们确定的参数空间区域，再现所观察到的希格斯玻色子质量和热丰度的暗物质。我们分析了高吉诺质量参数中的复相位对电子电偶极矩和暗物质散射截面的影响。我们发现，对于标量质量高达10 PeV和任何大小的复杂阶段，与希格斯诺暗物质的模型是达到计划的实验-先进的ACME通过电子EDM和LUX-ZEPLIN通过暗物质直接检测-与互补的发现潜力，与维诺暗物质的模型是达到未来的电子EDM实验。
2022-06-23 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
Explorations of pseudo-Dirac dark matter having keV splittings and interacting via transition electric and magnetic dipole moments
本文研究了通过跃迁电偶极矩和磁偶极矩相互作用的伪狄拉克暗物质极简模型，考虑了 keV 量级质量劈裂，通过冻入机制产生，发现 XENONnT 结果排除了部分参数空间，下一代氙实验可进一步约束其相互作用强度。
2023-05-23 hep-ph
Dark Matter Constraints on Gaugino/Higgsino Masses in Split Supersymmetry and Their Implications at Colliders
在分裂超对称中，高吉诺和希格斯诺是唯一可能在可预见的对撞机上获得的超对称粒子。虽然直接的实验研究，如LEP和Tevatron实验，给出了这些粒子质量的可靠下限，但宇宙暗物质可以给出一些上限，因此对未来对撞机的研究具有重要意义。在这项工作中，我们仔细检查这样的暗物质的限制，并显示允许的质量范围为charginos和neutralinos（质量本征态的高吉诺和希格斯诺斯）。我们发现，最轻的电荷子在一般假设M_1=M_2/2下必须轻于1 TeV，在其它情况下必须轻于2或3 TeV。还显示了欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）和国际线性对撞机（ILC）上最轻电荷ino的相应产生率。虽然在允许区域的某些部分，电荷对的产生率可以在LHC上大于1 pb，在ILC上大于100 fb，但该区域的其他部分对应于非常小的产生率，因此不能保证在未来的对撞机上找到分裂超对称的电荷对。
2006-02-17 hep-ph
Exothermic dark mesons in light of electron recoil excess at XENON1T
在近似味对称的极限下，我们考虑了一种新的机制来实现暗量子色动力学中的放热暗物质和暗介子。我们引入了一个局部的暗$U(1)'$对称性，通过$Z'$门户部分测量暗味对称性与味相关的费用，以消除手征异常的暗扇区之间的暗介子和标准模型的通信。暗局域$U(1)'$被暗Higgs粒子的VEV自发破缺后，暗夸克之间出现了小的质量分裂，从而导致暗介子的小质量分裂，提出了一个基于$SU(3)_L\times SU(3)_R/ SU(3)_V$味对称性和$SU(N_c)$色群的分裂暗介子基准模型，结果表明，存在一个参数空间，使一个更好的拟合XENON1T的数据与两个相关的峰从放热过程，并满足正确的遗物密度，目前的实验和理论约束。
2021-04-06 hep-ph
LHC and dark matter implications of t-b-τ Yukawa unification in split SUSY GUTs
Higher Education Department Punjab（旁遮普高等教育部）；School of Science and Engineering, Lahore University of Management Sciences (LUMS)（拉合尔管理科学大学科学与工程学院）
本文研究了分裂SUSY GUTs中t-b-τ Yukawa统一对LHC和暗物质实验的启示，探讨了在当前约束下仍可行的参数区域。
2026-02-01 hep-ph
Gravitino Dark Matter in Split Supersymmetry with Bilinear R-Parity Violation
在分裂超对称与BRpV，我们表明，引力DM解决方案是一致的，其遗迹密度和寿命的实验证据。我们得出这一结论，通过执行一个完整的数值和代数的参数空间，包括从最近确定的希格斯质量，更新的中微子物理学和BBN约束NLSP衰变的约束研究。希格斯粒子的质量需要一个相对较低的分裂超对称质量标度，这自然比通常的再加热温度值要小，允许使用标准的遗迹密度表达式。我们考虑了三代中微子物理的限制，并注意到引力子衰变宽度依赖于大气中微子质量尺度。我们计算了中性伴子的衰变率，发现它与BBN一致。我们提到一些间接DM搜索的影响。
2014-10-20 hep-ph
Precise Calculation of the Relic Density of Kaluza-Klein Dark Matter in Universal Extra Dimensions
我们重新计算了宇宙额外维模型中最轻的Kaluza-Klein粒子（LKP）的残余密度。Kaluza-Klein（KK）粒子谱在第一级是相当简并的，各种共湮灭过程可能是相关的。我们扩展的计算hep-ph/0206071，包括共湮灭过程与所有一级KK粒子。在我们的计算中，我们考虑一个最一般的KK粒子谱，没有任何简化的假设。特别地，我们不假设完全简并的KK谱，而是保留对每个单独的KK质量的依赖性。作为我们的结果的应用，我们计算的Kaluza-Klein遗迹密度的最小UED模型，打开共湮灭与所有一级KK粒子。然后，我们超越了极小模型和讨论的共湮灭效应的大小分别为每一类的1级KK粒子。我们的研究结果提供了一致的遗物密度计算的基础上，在任意一般模型与通用额外的pronunciations。
2006-01-11 astro-ph hep-ph
Pseudo-Dirac Dark Matter in XENON1T
XENON 1 T暗物质实验最近报告了0.65吨/年的电子反冲曝光测量，这表明$2\sim 3$ KeV反冲超过探测器背景。在本文中，我们提出了一个伪狄拉克的暗物质的情况下，通过非弹性暗物质-电子散射来解释过剩。由于伪狄拉克暗物质的两个组分之间存在KeV尺度的质量分裂，轻微激发的组分可以在电子上向下散射。所需的暗物质质量约为10 GeV，具有4 KeV的质量分裂和与电子的统一耦合，这产生了观察到的XENON 1 T反冲事件，给出了适当的暗物质遗迹丰度，并满足对撞机搜索限制。
2020-06-29 hep-ph
