Radiative corrections in proton--antiproton annihilation to electron-positron and their application to the PANDA experiment
重新讨论了质子-反质子湮灭成电子-正电子的辐射修正，包括虚光子和实光子（软光子和硬光子）的辐射修正。这个问题是相关的时间类形状因子测量计划在PANDA实验在FAIR设施，在未来的未来。并给出了相应的计算公式。在计算辐射截面的基础上，开发了一个独立的Monte-Carlo积分器，并举例说明了它在PANDA实验中的应用。
2019-11-11 hep-ex hep-ph nucl-th
Dark Matter with multi-annihilation channels and AMS-02 positron excess and antiproton
AMS-02在测量宇宙射线中的正电子分数方面提供了前所未有的统计数据。这可能提供了一个独特的机会，以区分来自各种暗物质（DM）湮灭通道的正电子光谱，如果DM是这种正电子过剩的来源。因此，我们考虑的情况下，DM可以湮灭成轻子，夸克，和大量的规范玻色子通道同时浮动分支比来检验这一假设。我们还研究了MAX，MED，MIN和DC扩散模型以及等温，NFW和Einasto DM密度分布对我们的结果的影响。我们发现了两个参数区域，可以满足AMS-02 $\frac{e^+}{e^++e^-}$和$\bar{p}/p$数据集在95\% CL。i）在NFW-MIN与$M_χ\subset[10,30]$ TeV的组合下。ii）在Einasto-DC与$M_χ\subset[500,1500]$ GeV的组合下。
2016-01-13 hep-ph
Limits on the Dark Matter from AMS-02 antiproton and positron fraction data
利用AMS-02反质子比和正电子分数的测量数据，我们推导出了暗物质湮灭的截面和寿命的极限。在推导的限制，我们考虑的情况下，次级粒子加速超新星遗迹（SNRs）已被认为是能够合理地占AMS-02高能量正电子/反质子分数数据。我们参数化的次级粒子加速的SNR的贡献，然后拟合观测数据内的常规宇宙线传播模型，采用GALPROP程序。我们使用似然比检验来确定95 $\%$置信水平的上限可能的暗物质（DM）的反质子/正电子分数测量AMS-02的贡献。我们的极限比矮球状卫星星系的Fermi-LAT γ射线Pass 8数据所设定的极限更强。我们还表明，太阳调制（宇宙射线传播）参数可以发挥不可忽视的作用，在修改的约束的暗物质湮灭截面和寿命的$m_χ<100$ GeV（$m_χ>100$ GeV），其中$m_χ$是静止质量的暗物质粒子。利用这一结果，我们也限制了暗物质的有效场论。
2015-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter for excess of AMS-02 positrons and antiprotons
我们提出了一种暗物质解释，以同时解释AMS-02实验中观察到的反质子到质子和正电子功率谱的过量，同时具有正确的暗物质遗迹丰度并满足当前的直接搜索范围。我们扩展了希格斯三重态模型与隐藏的规范对称性对称$SU(2)_X$，打破了$Z_3$的四重标量场，使相关的规范玻色子稳定的弱相互作用的大质量粒子暗物质的候选人。通过耦合复杂的希格斯三重态和$SU(2)_X$四重态，候选的暗物质可以湮灭成三重态希格斯玻色子，每个三重态又衰变成轻子或规范玻色子的终态。这样的机制产生了正确的过量的正电子和反质子与适当的选择的三重态真空期望值。此外，该模型提供了中微子质量和暗物质现象之间的联系。
2015-06-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Bayesian analysis of spatial-dependent cosmic-ray propagation: astrophysical background of antiprotons and positrons
AMS-02实验报告了银河系宇宙射线（CR）中反质子/质子比的新测量结果。在$E\sim\,$ 60-450 GeV的能量范围内，发现这个比率是非常恒定的。使用最近的数据CR质子，氦，碳通量，10 Be/9 Be和B/C的比例，我们已经进行了全球贝叶斯分析的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法下的“两个光环模型”的CR传播。在这个模型中，CR被允许经历一个不同类型的扩散时，他们在银河系的磁盘附近的区域传播。我们发现，该区域的垂直范围是约900 pc以上和以下的磁盘，和相应的扩散系数的尺度与能量为$D\sim\,E^{0.15}$，以及描述的观察初级CR光谱，次级/初级比和各向异性。在这个模型下，我们进行了改进的计算所产生的反粒子光谱的次级CR的生产和相应的不确定性。我们利用蒙特卡罗发生器和加速器数据来评估反质子产生截面及其不确定性。虽然正电子过剩需要额外的未知来源的贡献，我们发现，新的AMS-02反质子数据是一致的，在估计的不确定性，与我们的计算基于二次生产。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical background and dark matter implication based on latest AMS-02 data
宇宙线正电子和反质子通常被认为是宇宙线核子与星际介质碰撞的产物。然而，这一结论受到最近实验数据的挑战。本文采用最新的AMS-02数据，用GALPROP程序计算CR正、反质子的传播，用QGSJET-II-04模型计算强子相互作用，分析了CR正、反质子的天体物理背景。结果表明，在低能量下，结合再加速和对流项的扩散模型（DCR模型）中CR反质子和正电子通量的预测值与AMS-02数据一致。因此，在低能量下CR反质子的过量是不合理的。在该模型中，CR质子的预测通量与AMS-02数据一致，AMS-02数据在330 GeV以上的硬化特征也匹配。在此基础上，利用AMS-02的CR电子和正电子的总通量，分析了正电子过剩对暗物质湮灭的解释。预测的最佳拟合质量的暗物质是从400 GeV到4 TeV。DCR模型没有给出正电子过剩的不寻常解释。
2018-06-29 hep-ph
Heavy Wino-like Neutralino Dark Matter Annihilation into Antiparticles
最轻的中性伴子是一种可行的暗物质候选者。本文研究了利用星系晕中湮灭产生的正电子和反质子间接探测类维诺中性伴子DM。当质量为2 TeV左右时，这是从热遗迹丰度的青睐，非微扰效应显着增强湮没截面成正电子和反质子。我们发现，能量大于100 GeV的正电子和反质子通量可能会变得比预期的背景更大。由于正电子通量对天体物理参数的敏感性较低，因此在即将进行的PAMELA和AMS-02等实验中可能有希望进行探测。我们还发现质量约为2 TeV的类维诺中性伴子DM与HEAT反常是相容的。
2006-03-09 hep-ph
A Common Antimatter Response in AMS-02 Positrons and Antiprotons
Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Department of Physics, National Cheng Kung University（国立成功大学物理系）
基于AMS-02数据，提出反物质共同响应机制：反粒子（正电子和反质子）在高刚度区域具有相似的刚度依赖性，通过减少后产生延迟暴露而非额外源来解释。
2026-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Radiative proton-antiproton annihilation to a lepton pair
考虑了质子和反质子对正负电子对的湮灭，包括虚光子和实光子发射引起的辐射修正。结果被推广到领导和次领导的近似。相关的分布推导和数值应用中给出的运动学范围内访问的PANDA实验在FAIR设施。
2010-06-16 hep-ph
Late-forming black holes and the antiproton, gamma-ray, and anti-helium excesses
本研究探讨晚期形成的短寿命高温黑洞能否同时解释银心伽马辐射、反质子流及反氦事件超出，发现其无法同时解释所有现象，并预测该场景下反氘核事件可被AMS-02及GAPS观测到。
2025-01-17 astro-ph.CO hep-ph
Examining the secondary product origin of cosmic ray positrons with the latest AMS-02 data
PAMELA和其他实验对宇宙射线（CR）正电子分数的测量发现，相对于星际介质（ISM）中次级产生的标准预测，CR正电子分数超过10 GeV。虽然大多数人认为过剩的正电子来自于正电子的一些主要来源（如正电子和/或湮灭的暗物质粒子），但$e^{+}/ \bar{p}$几乎恒定的通量比证明了另一种可能性，即最高能量的过剩正电子和反质子是强子相互作用中产生的次级产物。最近，Yang \& Aharonian（2019）通过假设存在额外的CR核源群体来重新审视这种可能性。在这里，我们检查使用\texttt{DRAGON}代码，其中正电子的辐射损失是考虑到一贯的二次产品的情况。我们证实，CR质子谱和反质子数据可以解释假设存在一个额外的人口CR源。然而，相应的正电子光谱偏离测量数据显着高于100 GeV，由于强辐射冷却。这表明，尽管强子相互作用可以解释反质子数据，但相应的次级正电子通量仍然不足以解释AMS数据。因此，一些主要的正电子源，如中子星或暗物质的贡献是不可忽略的。
2020-04-09 astro-ph.HE hep-ph
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Explaining the GeV antiproton/$γ-$ray excesses and W-boson mass anomaly in an inert two Higgs doublet model
对于新发现的$W$ -玻色子质量异常，可以在不违反其他天体物理/实验约束的情况下解释异常的最简单的暗物质（DM）模型之一是惰性双希格斯模型，其中DM质量（$m_{S}$）被发现在$\sim 54-74$ GeV之内。在这个模型中，DM通过$SS\to b\bar{b}$和$SS\to WW^{*}$的湮灭将产生反质子和伽马射线，并且可以解释先前在这两种粒子中发现的过量。受此启发，我们重新分析AMS-02反质子和费米-LAT银河系中心γ射线数据。对于反质子的分析，新的治疗方法是列入的电荷符号依赖的三维太阳调制模型的约束下，随时间变化的质子数据。我们发现，过量的反质子是更明显的比以前的结果的力场太阳调制模型的基础上。将这种过剩解释为$SS\to WW^{*}$（$SS\to b\bar{b}$）的湮灭需要$\sim 40-80$（$40-60$）GeV的DM质量和$O(10^{-26})~{\rm cm^3~s^{-1}}$的速度平均截面。对于$γ$射线数据分析，除了采用广泛使用的空间模板拟合外，还采用了数据驱动的光谱模板分析的正交方法。对GeV $γ$射线过剩的拟合产生的DM模型参数与通过$WW^{*}$通道拟合反质子过剩的DM模型参数重叠。解释$W$ -玻色子质量异常、GeV反质子过剩和GeV $γ$ -射线过剩所需的DM粒子性质的一致性表明它们有共同的起源。
2022-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Antimatter signals of singlet scalar dark matter
我们考虑单重标量模型的暗物质和研究预期的反质子和正电子信号从暗物质湮灭。确定了被当前数据排除的模型的可行参数空间的区域，以及将由即将进行的实验AMS-02探测的那些区域。在所有的情况下，不同的传播模型进行了调查，并可能由于暗物质子结构的增强进行了分析。我们发现在整个参数空间中，反质子信号比正电子信号更容易被探测到。对于一个典型的传播模型，在没有任何助推因子的情况下，AMS-02将能够通过反质子探测质量高达600 GeV的暗物质的单线态模型。因此，反质子构成了一个有希望的信号来约束或检测单重标量模型。
2009-11-23 hep-ph
New calculation of antiproton production by cosmic ray protons and nuclei
在过去几年中，空间宇宙射线（CR）测量的准确性和统计数据的急剧增加已经取得了一些突破。最令人困惑的是，正电子分数上升到~10 GeV以上，超过了假设纯二次生产的传播模型的预测。反质子产生截面的准确性对于天体物理学的应用和新物理学的探索至关重要，因为CR中的反质子似乎掌握着许多谜题的关键，包括那些多余正电子的起源。然而，在CR与星际气体相互作用中反质子产生的模型计算通常采用过时的参数化或使用过时的物理概念。这可能导致对反质子数据的错误解释，这可能对天体物理学的其他领域产生广泛的影响。在这项工作中，我们使用EPOS-LHC和QGSJET-II-04计算pp-，pA-和AA-相互作用中的反质子产生，这两个最先进的蒙特卡罗（MC）发生器调谐到许多加速器数据，包括来自大型强子对撞机（LHC）的数据。我们发现，这些MC发电机获得的反质子产量不同的数量级，从产量的参数化常用的天体物理学。
2015-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Dark Matter Signals from EGRET and PAMELA compared
暗物质湮灭（DMA）可能会产生过量的伽马射线和反物质粒子，如反质子和正电子，高于宇宙射线相互作用的背景。来自EGRET的过量弥散银河伽马射线显示了DMA预期的所有特征。PAMELA的反质子和正电子分数的新的精确测量进行了比较与EGRET过剩。它示出的带电粒子是强烈依赖于所使用的传播模型。通常的传播模型与各向同性传播模型是不相容的，最近观察到的对流在我们的银河系。对流导致DMA中带电粒子产量的数量级不确定性，因为即使是相当小的对流也会让晕中的带电粒子漂移到太空。结果表明，这种各向异性传播模型，包括对流更喜欢从DMA的反质子的贡献，但在正电子分数的上升，所观察到的PAMELA，是不兼容的DMA，如果与EGRET过剩。如果将观测到的质子/电子比的上升仔细地拟合在传播模型中，则正电子/电子比的上升是预期的，尽管上升略大于预期，因此在数据的有限准确度内，额外的本地源也可能有所贡献。
2009-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Possible Evidence for the Stochastic Acceleration of Secondary Antiprotons by Supernova Remnants
宇宙射线谱中的反质子-质子比是新物理学的一个敏感探针。利用最近测量的宇宙射线的反质子和质子通量在1-1000 GeV的能量范围内，我们研究的贡献$\bar{p}/p$比从次级反质子产生，随后在个别超新星遗迹加速。我们考虑了几个动机良好的宇宙射线在星际介质中传播的模型，并将我们的结果边缘化，因为这些结果与反质子产生截面和太阳调制的时间、电荷和能量相关效应有关。我们发现，在$\sim$ 100 GV以上的刚性观察到的$\bar{p}/p$比的增加，不能占在传统的宇宙射线传播模型的背景下，但与宇宙射线反质子的产生，随后在一个给定的超新星遗迹内的冲击加速的情况是一致的。有鉴于此，超新星遗迹中次级宇宙射线的加速被预测对宇宙射线正电子谱有很大的贡献，占观测到的正电子过剩的很大一部分。
2017-06-15 astro-ph.HE hep-ph physics.space-ph
PAMELA data and leptonically decaying dark matter
最近PAMELA公布了他们关于正电子和反质子比率的第一个结果。在新数据的激励下，我们研究了宇宙线的传播模型，计算了次级正电子和反质子谱。低能正电子比可以与对流传播模型中的数据相一致。高于$\sim 10$ GeV的PAMELA数据显示出明显的正电子比过剩。然而，次级反质子与数据大致一致。正电子过剩可能是暗物质湮灭或衰变的直接证据。我们通过假设暗物质湮灭或衰变到不同的最终状态，将正电子和反质子光谱与数据进行比较。PAMELA数据实际上排除了夸克对作为主要的末态，不利于规范玻色子末态。只有在轻子末态的情况下，正电子和反质子谱才能同时得到解释。我们还比较了衰变和湮灭的暗物质的情况下，占PAMELA的结果，更喜欢衰变的暗物质。最后，我们在R宇称破缺的超对称框架下考虑了一个衰变中性伴子暗物质模型。PAMELA数据与中性伴子质量$600\sim 2000$ GeV和寿命$\sim 10^{26}$秒拟合良好。我们还证明了质量在2TeV左右的中性伴子可以同时拟合PAMELA和ATIC数据。
2008-11-26 astro-ph hep-ph
CPT and Lorentz Tests in Penning Traps
通过测量反常磁矩和荷质比，对测试CPT和洛伦兹对称性的潘宁阱实验进行了理论分析。在SU（3）× SU（2）× U（1）标准模型的一般扩展及其对量子电动力学的限制的背景下，讨论了由基本能级的自发对称性破缺引起的CPT和Lorentz破坏.我们描述的信号，可能会出现在原则上，引入合适的数字的优点，并估计CPT和洛仑兹界限可在目前和未来的潘宁陷阱实验。测量异常频率的实验被发现提供CPT对称性的最尖锐的测试。在电子-正电子的情况下，可以得到大约$10^{-20}$的边界，在质子和反质子的实验中，可以得到$10^{-23}$的边界。在这些实验中，对昼夜频率变化的研究也可以将某些类型的洛伦兹破坏限制在电子-正电子系统中的$10^{-18}$水平上，而将其他类型的洛伦兹破坏限制在质子-反质子系统中的$10^{-21}$水平上。相比之下，测量比较回旋频率是敏感的，在目前的理论框架内，不同种类的洛伦兹违反，保持CPT。通过比较$H^-$离子和反质子，可以得到电子-正电子系统在$10^{-16}$水平上的一个品质因数、质子-反质子系统在$10^{-24}$水平上的另一个品质因数和$10^{-25}$水平上的第三个品质因数的约束。
1998-09-25 hep-ph
Antideuterons from Dark Matter Decay
最近对大量过剩的高能宇宙射线正电子的观测引起了人们对暗物质粒子轻子衰变模式的极大兴趣。然而，银河系晕中的暗物质粒子也可能发生强子衰变，不仅产生反质子流，还产生反氘核流。我们表明，对于某些参数的选择，从暗物质衰变的反氘核通量可以远远大于纯粹的二次宇宙射线在星际介质上的散射通量，而总的反质子通量仍然与目前的观测结果一致。我们表明，如果暗物质粒子足够轻，来自暗物质衰变的反氘通量甚至可以在AMS-02或GAPS等计划实验的范围内。此外，我们讨论了在不久的将来观察到的反氘通量的前景，如果急剧上升的正电子分数的PAMELA合作报告解释的暗物质粒子的衰变。
2009-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Explaining AMS-02 positron excess and muon anomalous magnetic moment in dark left-right gauge model
在暗左右规范模型中，右手轻子偶的中性分量在广义R宇称下是奇的，因此最轻的分量是暗物质的候选者。暗物质与单电荷希格斯三重态的共湮灭产生了正确的遗迹丰度。我们解释AMS-02正电子过剩的湮灭800 GeV的暗物质到$μ^+μ^-γ$，通过额外的带电三重态希格斯玻色子玻色子的t-通道交换。DM是亲轻子的，这对于解释没有观测到任何反质子过剩是有用的，而这通常是从DM湮灭中预期的。解释AMS-02所需的大横截面也需要天体物理学的推动。此外，我们表明，μ子$(g-2)$收到所需的贡献，从单，双电荷的三重态希格斯在循环。
2016-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Indirect Evidence for Neutralinos as Dark Matter
利用WMAP测量的残骸密度，可以用一种与模型无关的方法确定WIMP湮没截面。如果假设WIMPS是超对称的中性伴子，那么超对称参数空间中只有有限的区域与湮灭截面相匹配。结果表明，由此产生的正电子，反质子和伽马射线从中性伴子湮灭（主要进入b-bbar夸克对）提供了正确的形状和数量级的银河系模型中丢失的伽马和硬正电子通量，并与反质子的生产是一致的。
2003-12-02 hep-ph
About the creation of proton-anti-proton pair at electron-positron collider in the energy range of the mass $Ψ(3770)$
在$ψ(3770)$共振附近考虑了电子正电子湮没成质子-反质子对的过程。计算了纯电磁中间态与$ψ(3770)$态之间的干涉。结果表明，这种干涉是破坏性的，这两个贡献之间的相对相位是大的（$ϕ_0 \approx 250^o$）。
2014-09-26 hep-ph
Monophoton signals in electron-positron colliders in a simplified E6SSM
在未来的$e^+e^-$对撞机上，分析了惰性暗物质（DM）在E6超对称标准模型（E6 SSM）中产生的单光子信号。由于惰性中性粒子和带电希格斯玻色子都是近简并的，惰性电荷粒子是一种相当长的粒子，而伴随着它衰变到惰性希格斯玻色子的带电粒子是相当软的。我们表明，对生产的惰性charginos在500 GeV的电子-正电子对撞机的初始或最终状态的光子是最有前途的通道探测惰性higgsino作为一个DM候选人内的E6 SSM。我们还强调，这个信号没有机会在具有更高能量和/或光度的大型强子对撞机上被观察到。最后，我们注意到，结合DM信号在直接检测实验中涉及一个积极的higgsino状态作为第二DM候选人，这双重证据可以指向一个双组分DM版本的E6 SSM。
2021-07-14 hep-ph
Positrons in Cosmic Rays from Dark Matter Annihilations for Uplifted Higgs Regions in MSSM
我们指出，有区域的MSSM参数空间，成功地提供了一个暗物质（DM）湮没解释所观察到的正电子过剩（如PAMELA），同时仍然与所有其他数据集的协议。这样的区域（例如抬升的希格斯区域）可以通过CP奇希格斯通道通过Breit-Wigner共振实现增强的中性伴子DM湮灭为轻子。这样的区域可以给出适当的热遗迹DM丰度，DM湮灭产物与当前的反质子和伽马射线观测是兼容的。这种情况可以成功，而无需引入任何额外的自由度，超出MSSM中已经存在的自由度。
2010-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of AMS-02 Results: Correlations among Dark Matter Signals
AMS-02合作最近公布了能量高达约350 GeV的正电子部分$e^+/(e^-+e^+)$的数据。如果我们坚持把观测到的过剩解释为暗物质信号，那么我们发现它最好用TeV尺度的暗物质湮灭成$τ^+τ^-$来描述，尽管这种情况已经受到伽马射线测量的严重限制。伽马射线比$τ^+τ^-$更允许湮没到$μ^+μ^-$中，但它给出了与\textsc{AMS-02}数据的较差拟合。此外，由于电弱修正诱导的相关性之间的稳定粒子的流量从暗物质湮灭，最近的AMS-02数据意味着一个定义明确的预测相关的反质子流量。假设他们未来的测量不会显示出任何超出背景的反质子过剩，那么仅仅利用一次实验的数据就可能排除暗物质对正电子上升的解释。这项工作是我们强调暗物质信号之间相关性的第一个项目。
2013-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic rays from Leptonic Dark Matter
如果暗物质具有轻子数，那么很自然地预期暗物质湮灭和/或衰变主要产生标准模型轻子，而产生的反质子的数量可以忽略不计。为了说明这样一个简单的想法，我们考虑一个方案，右手sneutrino暗物质通过微小的R宇称破坏相互作用衰变到标准模型粒子。有趣的是，带电轻子和中微子是直接产生的，它们可以导致预测的正电子分数出现一个尖峰。此外，右手中微子的衰变也产生了弥散的连续伽马射线，这可能是EGRET观测到的过量伽马射线的原因，而初级反质子通量可以被抑制。PAMELA和FGST天文台将检验这些关于正电子、伽马射线和反质子的宇宙射线通量的预测。
2008-12-18 astro-ph hep-ph
Constraining the origin of the rising cosmic ray positron fraction with the boron-to-carbon ratio
根据PAMELA和AMS的测量，宇宙射线正电子分数在10 GeV以上的快速上升，表明附近存在高能正电子的主要来源，如电子束或湮灭/衰变的暗物质。相比之下，通过宇宙射线在星际介质中碰撞产生的次级正电子的光谱预计会随着能量的迅速下降，因此无法解释观测到的上升。然而，有人提出，次级正电子可以产生，然后在附近的超新星遗迹中加速，这可能解释了观测到的上升，而不需要初级正电子源。然而，如果次级正电子在这样的冲击中被加速，其他次级宇宙射线物质（如硼核和反质子）也将被加速，导致硼与碳和反质子与质子的比率上升。然而，PAMELA和AMS合作测量的硼碳比没有显示出这种上升的迹象。有了这些新的数据，我们重新审视了上升正电子分数的二次加速方案。假设相同的超新星遗迹同时加速了轻核（质子、氦）和较重的宇宙射线物质，我们发现，在观测到的正电子分数的上升中，不超过25%是由这种机制引起的（在95%的置信水平上）
2014-03-04 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
PPPC 4 DM ID: A Poor Particle Physicist Cookbook for Dark Matter Indirect Detection
我们提供的成分和食谱计算信号的TeV级暗物质湮灭和衰变在银河系和超越。对于每个DM通道，我们提出了电子和正电子，反质子，反氘，γ射线，中微子和反中微子e，μ，τ在生产，计算高统计模拟的能谱。通过比较Pythia和Herwig事件发生器产生的结果，我们估计了Monte Carlo不确定性。然后，我们提供了在银河系中的带电粒子的传播函数，几个DM分布配置文件和传播参数集。电子和正电子的传播进行了改进的半分析方法，考虑到位置依赖的能量损失在银河系。利用这样的传播函数，我们计算了电子和正电子，反质子和反氘核在地球位置的能谱。然后，我们提出的伽马射线通量，无论是从即时发射和逆康普顿散射的星系晕。最后，我们提供了河外伽马射线的光谱。所有结果都以数字形式提供，随时可以使用。
2012-08-21 astro-ph.CO hep-ph
The cosmic-ray positron excess from a local Dark Matter over-density
我们发现PAMELA和AMS测量的宇宙线正电子过剩可能是由局部过密度的暗物质湮灭引起的。在这样的背景下，亲轻子DM是不需要的，并且与正电子数据的良好拟合，与反质子和γ射线测量一致，获得了对$WW$、$hh$、$ZZ$、$ t \bar t$、$b \bar b$、$q\bar q$通道的DM湮灭。经典的暗物质候选者，例如具有标准热湮灭截面的纯超对称Wino，可以拟合正电子过剩，而无需对暗物质属性进行任何额外的假设。
2013-07-12 astro-ph.HE hep-ph
Implication of the PAMELA antiproton data for dark matter indirect detection at LHC
自从PAMELA实验得出银河系中“异常”的高正电子分数和反质子过剩的缺乏，就有大量研究提出了新类型的暗物质，即与电子的耦合大于与夸克的耦合。这就提出了在大型强子对撞机上产生暗物质粒子（以及重关联色态）的问题。在这里，我们探讨了一个非常简单的基准暗物质模型，并表明，尽管PAMELA反质子测量和预期的天体物理次级背景之间的协议，有空间的大耦合的WIMP候选重夸克。与人们天真的预期相反，PAMELA的pbar/p测量并没有对暗物质模型的建立提出挑战，就夸克扇区而言。因此亲夸克物质并不被禁止，由于这些大的耦合，人们可以预期，通过夸克-夸克和夸克-胶子相互作用，在LHC上开辟了一条新的生产通道。唉，当考虑到夸克的PDF时，大量生产的前景就消失了。
2010-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitino Dark Matter
引力子暗物质，连同热稀薄生成，意味着超粒子质量的上限。在R宇称破缺的情况下，原始核合成的约束自然得到满足，衰变的引力子导致高能宇宙射线的特征信号。来自引力子衰变的电子和正电子通量不能同时解释费米LAT最近测量的PAMELA正电子分数和电子+正电子通量。观测到的通量需要天体物理学来源。测得的反质子通量允许衰变的引力子对伽马射线谱有相当大的贡献，特别是能量低于300 GeV的谱线。
2009-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Antimatter cosmic rays from dark matter annihilation: First results from an N-body experiment
[摘要]。我们利用从HORIZON项目结果中提取的类星系3D暗物质图来计算暗物质湮灭的正电子和反质子通量，采用独立于模型的方法，以及在LHC尺度上相关的暗物质粒子基准（来自超对称和额外维理论）。这种研究致力于更好地估计影响预测的理论不确定性，而PAMELA和GLAST卫星目前正在收集数据，不久将提供更好的观测约束。我们讨论的反质子和正电子通量的预测，以及正电子分数，与目前的数据相比。最后讨论了Nbody框架在描述银河系暗物质晕方面的局限性。
2008-10-24 astro-ph hep-ph
R-Parity Breaking via Type II Seesaw, Decaying Gravitino Dark Matter and PAMELA Positron Excess
我们提出了一类新的具有第二类跷跷板机制的MSSM的R宇称违反扩张，其中不稳定的引力子是宇宙的暗物质。它主要衰变为三个轻子的末态，从而为PAMELA实验中的正电子过剩而非反质子过剩提供了一个自然的解释。该模型可以解释中微子质量，而无需调用任何高尺度物理学，同时保持了宇宙中预先存在的重子不对称性。
2009-05-21 astro-ph.HE hep-ph
High-energy Cosmic-Ray Positrons from Hidden-Gauge-Boson Dark Matter
我们提供了一个场景，其中隐藏的U（1）规范玻色子构成宇宙的暗物质，并通过与$U(1)_{B-L}$规范玻色子的动力学混合衰变为标准模型粒子。有趣的是，我们的模型可以自然地解释PAMELA最近报道的正电子分数的急剧上升。此外，我们还发现由于$U(1)_{B-L}$的电荷分配，在衰变过程中只产生了少量的反质子，这也与PAMELA等观测数据相一致。
2009-07-02 astro-ph hep-ph
Main Parameters of Ilc-Tevatron Based Lepton-Hadron and Photon-Hadron Colliders
与Tevatron环相切的ILC的建立将为研究质心能量为1 TeV的电子-质子、正电子-质子、电子-反质子、正电子-反质子相互作用提供机会。分析这些能区的轻子-强子碰撞对于理解强相互作用动力学和充分解释未来的LHC和VLHC数据都是非常重要的。此外，ILC-Tevatron对撞机将为利用ILC电子束的康普顿背散射光子实现光子-强子同能区碰撞提供可能。对这些对撞机的主要参数进行了估算，并简要讨论了它们的物理研究潜力。
2005-08-09 hep-ex hep-ph physics.acc-ph
Decaying Hidden Gaugino as a Source of PAMELA/ATIC Anomalies
我们研究了U（1）隐态高吉诺构成宇宙中的暗物质，并通过与U（1）B-L高吉诺的混合衰变为轻子和轻子对的情况。我们发现，暗物质衰变可以解释最近的PAMELA和ATIC异常的宇宙射线的正电子和电子没有过量生产的反质子。
2009-03-14 astro-ph.CO hep-ph
Low energy cosmic ray positron fraction explained by charge-sign dependent solar modulation
我们通过银河系和太阳系中详细的输运描述，计算了地球上1 TeV以下的宇宙线（CR）核、质子、反质子、电子和正电子谱。CR光谱低于10 GeV的强烈修改的电荷符号依赖的传播效应。这些取决于太阳磁场的极性，因此随太阳活动周期而变化。PAMELA和AMS-01测量的低能正电子分数之间令人困惑的差异很容易解释为它们不同的数据采集时期。我们重现CR光核在同一银河系和太阳系传播模型的观测光谱。
2013-01-24 astro-ph.HE hep-ph
Antimatter Signatures of Gravitino Dark Matter Decay
引力子暗物质的R宇称破缺的情形自然地调和了三种范式，尽管这三种范式各自有很好的动机，但似乎相互冲突：超对称暗物质、热稀薄生成和标准的大爆炸核合成。有趣的是，引力子衰变的产物可以被观测到，这为间接探测引力子暗物质提供了可能。本文计算了由引力子衰变产生的正电子和反质子通量。我们发现，一个质量为150 GeV、寿命为10^26 s的引力伴子可以同时解释河外弥漫伽马射线背景中的EGRET异常和正电子部分中的HEAT过剩。然而，预测的反质子通量往往是太大，虽然预测遭受很大的不确定性，并可能与目前的观测某些选择的传播参数兼容。
2008-04-29 astro-ph hep-ph
The Price of a Dark Matter Annihilation Interpretation of AMS-02 Data
我们讨论的挑战，暗物质湮灭解释的PAMELA，费米-LAT和AMS-02合作观察到的宇宙射线中的过量正电子分数。正电子从湮灭到轻子二体末态（如$τ^+ τ^-$或$μ^+ μ^-$）的光谱与AMS-02的正电子比和电子通量数据吻合得很好。此外，我们还讨论了强子湮灭通道$b \bar{b}$和$W^+ W^-$。然而，这种解释需要一个非常大的湮灭截面，特别是强子通道，与幺正性上限相冲突，除非由于湮灭的正电子通量是由一个大的因素，由于在星系晕的不均匀性。此外，我们在这种解释范围内对反质子通量较高能量下的正电子分数进行了预测，并讨论了来自$γ$射线测量的限制。
2013-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
PAMELA Satellite Data as a Signal of Non-Thermal Wino LSP Dark Matter
越来越多的卫星数据暗示并限制了暗物质物理学的发展。我们认为，有一个很好的动机与暗物质湮灭被观察到的PAMELA卫星探测器的理论预先存在的框架一致。暗物质（主要）是中性的W玻色子超伙伴，质量低于200 GeV的维诺。利用GALPROP程序对湮没产物和本底进行了研究。反物质和伽马射线从湮灭winos贡献低于这个能量。我们解释了为什么PAMELA的数据并不意味着没有反质子信号观察到PAMELA或早期的实验，并解释了为什么反质子分析被误解的早期论文。Wino湮没不能描述费米e ++ e-数据（除了部分低于~100 GeV）。在更高的能量下，我们期待天体物理机制，我们简单地参数化它们，这样组合就可以描述所有的数据。我们强调几个预测的卫星数据来测试维诺的解释，特别是在100 GeV以上的正电子和反质子谱的下调。大多数其他的解释都需要正电子率在100 GeV以上大幅上升。我们专注于研究这种动机良好和长期预测的wino解释，而不是与其他解释进行比较。我们强调，解释也非常强烈地依赖于对宇宙的宇宙学历史的假设，并在银河系中的反质子和正电子的传播。PAMELA观察到的winos起源于一些非热源，如模量衰变，而不是大爆炸后在热平衡中冷却的宇宙。然后，它是适当的规范化的wino密度的当地遗迹密度，并没有“助推因子”需要获得报告的PAMELA率。
2009-06-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Direct constraints on diffusion models from cosmic-ray positron data: Excluding the Minimal model for dark matter searches
银河系宇宙线（CR）输运参数通常受到硼碳比的限制。这一过程通常受到扩散系数和银河系磁晕垂直范围之间简并的困扰。后者对于间接暗物质（DM）搜索至关重要，因为它确定了DM湮灭或衰变的数量，这些数量有助于局部反物质CR通量。这些简并可以通过使用次级放射性物质来打破，但目前的数据仍然有很大的误差条，这种方法是非常敏感的本地星际介质（ISM）的属性。在这里，我们建议使用低能量CR正电子的GeV范围内的扩散模型的另一个直接约束。我们表明，PAMELA数据不利于小扩散晕（$L\lesssim 3$ kpc）和大扩散斜率模型，并排除了最小（{ \em min}）配置（Maurin等2001年，Donato等2004年）广泛用于文献中的DM信号预测的不确定性。这是对间接约束（漫射无线电和伽马射线发射）的补充，对DM搜索有很大影响。事实上，这使得反质子约束更加强大，同时增强了当前和未来实验的发现/排除潜力，如AMS-02和GAPS，特别是在反质子和反氘通道中。
2015-01-22 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Ray Electron and Positron Excesses from a Fourth Generation Heavy Majorana Neutrino
最近，PAMELA和Fermi-LAT卫星实验观测到了宇宙射线电子和正电子能谱中意想不到的特征，这为间接显示新物理学开辟了令人兴奋的可能性。TeV尺度的第四轻子族是标准模型轻子扇区的自然延伸（也与最小步行模型中的层次问题有关）。这个装置中的重马约拉纳中微子通过弱带电电流相互作用与标准模型带电轻子混合。在这里，我们首先解析地研究了起源于重Majorana中微子衰变模的电子和正电子的能谱，也包括极化效应。然后，我们比较了这个模型的预测与实验数据，利用标准的直接方法和我们最近提出的求和规则方法。我们发现，衰变模式涉及的τ和/或μ子带电轻子作为初级衰变产物适合PAMELA和费米-LAT轻子过剩，而有相对于PAMELA约束的反质子分数的紧张局势。
2011-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Electron-Positron to Nucleon-Antinucleon Pair at Threshold and Proton Form Factor
在非微扰夸克模型中研究了电子-正电子与核子-反核子对在能阈下的反应。电子-正电子与质子-反质子截面之比与电子-正电子与中子-反中子截面之比小于1这一令人困惑的实验结果可以在唯象非相对论夸克模型的框架下得到理解，并且在能阈下类时质子形状因子的理论预言与实验数据符合得很好.这项工作表明，两步过程，其中主要的夸克-反夸克对形成第一个矢量介子，这反过来又衰变成强子对，是占主导地位的一步过程中，主要的夸克-反夸克对直接穿着额外的夸克-反夸克对，以形成一个强子对。电子-正电子到核子-反核子反应的实验数据强烈地表明，已报道的矢量介子omega（1930）是一种二维波粒子，而矢量介子rho（2000）则是3S和2D态的混合粒子。
2009-07-03 hep-ph
Dark Matter Annihilation Signatures from Electroweak Bremsstrahlung
我们研究观测签名的暗物质湮灭在银河系所产生的电弱韧致辐射贡献的湮灭截面。一段时间以来，人们已经知道，光子韧致辐射可以显着提高DM湮灭产额。最近，我们已经证明，在螺旋度抑制的2 -> 2湮灭的一些流行模型中，W和Z规范玻色子的电弱韧致辐射可以是主要的湮灭通道。W/Z韧致辐射特别有趣，因为通过湮灭产生的规范玻色子随后衰变，产生大量的电子、正电子、中微子、强子（包括反质子）和伽马射线的相关通量，这些在间接暗物质搜索中都很重要。在这里，我们计算通过γ/W/Z-韧致辐射产生的稳定湮灭产物的光谱。在修改流量，以占通过银河系的传播，我们设置的湮灭截面通过与观测数据进行比较的上限。我们发现，严格的宇宙射线反质子限制排除了相当大的暗物质的贡献，观察到的宇宙射线正电子通量的一类模型，其中韧致辐射过程占主导地位。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the measurement of $χ_2(^3P_2)$ quarkonium state in the processes $e^++e^-\to \bar p+p$ and $\bar p+p\to e^++e^-$
在电子正电子湮没过程中以及在反质子湮没过程中，中间夸克偶素态$χ_2(^3P_2)$通过双光子交换布居时会产生后向-前向不对称性.我们使用的色散关系的方法，它允许来表达的不对称性的夸克偶素衰变的部分宽度。在共振附近的范围内的质心能量的非对称性依赖。与类似的效果在这些反应中的中性$Z$ -玻色子在中间状态的比较。我们表明，这些影响是$\le 10^{-3}$。不对称性的主要来源是纯QED起源（$\sim 10^{-2}$），它产生于初态和终态实光子发射之间的干涉。
2013-02-05 hep-ph nucl-th
High Energy Positrons From Annihilating Dark Matter
最近PAMELA实验的初步结果表明，宇宙射线正电子的存在超过10 GeV。在这封信中，我们认为这种信号是银河系晕中发生的暗物质湮灭的结果。而不是专注于一个特定的粒子物理模型，我们采取唯象的方法，并考虑各种质量和两体湮灭模式，包括W+W-，ZZ，b bbar，tau+ tau-，mu+ mu-和e+e。我们还考虑了一系列的扩散参数与目前的宇宙射线数据相一致。我们发现，在10 GeV以上的正电子分数的显着回升是兼容的广泛的暗物质湮灭模式，虽然非常大的湮灭截面和/或所产生的局部暗物质分布的不均匀性的提升因素需要产生所观察到的信号强度。我们评论的约束，从伽马射线，同步辐射，宇宙射线反质子测量。
2008-09-10 hep-ph
Probing Gravitino Dark Matter with PAMELA and Fermi
我们分析了衰变引力子暗物质的宇宙射线签名的模型独立的方式的基础上的运营商分析。热leptogenesis和通用的边界条件在大统一体规模限制引力子质量低于600 GeV。来自引力子衰变的电子和正电子通量，加上标准的GALPROP背景，不能解释费米LAT最近测量的PAMELA正电子分数和电子+正电子通量。对于引力子暗物质，观测到的通量需要天体物理源。测得的反质子通量允许衰变的引力子对伽马射线谱有相当大的贡献，特别是能量低于300 GeV的谱线。未来对伽马射线通量的测量将对LHC中可能存在的衰变引力子暗物质的特征提供重要的限制。
2009-08-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Antimatter research in Space
当今天体物理学和宇宙学面临的两个最引人注目的问题是理解弥漫在宇宙中的暗物质的性质，以及理解宇宙学反物质的明显缺失。对于这两个问题，在宽能量范围内对宇宙射线反质子和正电子的灵敏测量是至关重要的。许多不同的机制都可以产生反质子和正电子，从传统的反应到奇异的过程，如中性伴子湮灭。开放的问题是如此的根本（即：宇宙在物质和反物质中是对称的吗？）这一领域的实验可能在今后几年内引起最大的兴趣。在这里，我们将总结目前的情况，显示不同的假设和模型，以及实验测量需要导致一个更确定的情况。
2002-11-13 astro-ph hep-ex hep-ph
Search for Dark Matter with GLAST
探测银河系晕中暗物质粒子对湮灭产生的奇异宇宙射线是寻找超对称暗物质候选者的可行技术。伽玛射线，反质子和正电子的光谱的研究提供了很好的可能性，以执行这一搜索中的一个重要部分的最小超对称标准模型参数空间。特别是EGRET团队已经看到了一个令人信服的信号，表明银河系中心有一个强烈的过量发射，这是标准过程无法简单解释的。我们将审查与实验GLAST考虑LEP的结果，我们将比较这种方法与反质子和正电子实验可实现的限制。
2003-05-05 astro-ph hep-ex hep-ph
Tests of CPT and Lorentz Symmetry in Penning-Trap Experiments
本演讲讨论了电子-正电子和质子-反质子潘宁阱实验的CPT和洛伦兹破坏的最小标准模型和量子电动力学的扩展的背景下的影响的敏感性。
1998-09-30 hep-ph
AMS-02 and Next-to-Minimal Universal Extra Dimensions
AMS-02和PAMELA探测到的宇宙射线正电子通量的异常被解释为源自暗物质湮灭，这表明暗物质可能与强子和轻子有不同的相互作用，从而与宇宙射线反质子数据保持一致。这种情况很容易适应额外空间维度的模型。我们研究了Kaluza-Klein（KK）暗物质在具有膜定域项和费米子体质量的宇宙额外维度中的间接探测：次最小宇宙额外维度。为了在解释正电子异常时不产生过量的反质子，必须区分轻子和强子扇区中的KK体质量。即便如此，我们发现宇宙射线数据不利于重KK光子暗物质的情况。此外，我们发现这些情况下的味道普遍的散装质量是在冲突与dijet和双轻子搜索在大型强子对撞机。
2014-02-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic Rays from Leptophilic Dark Matter Decay via Kinetic Mixing
如果用衰变的暗物质来解释，PAMELA实验所观察到的10 GeV以上的宇宙射线中正电子分数的急剧上升，暗示了一种有利于轻子通道的潜在产生机制。我们考虑这样一种情况，其中一部分暗物质是由一个完整的隐藏扇区U（1）的高吉诺组成的，它只通过微小的动力学混合与可见扇区相互作用。暗物质的第二种成分是由中性伴子组成的，根据质谱，最轻的中性伴子或隐藏的高根伴子变得不稳定，容易衰变。我们分析了宇宙射线，即正电子，河外γ射线和反质子通量的贡献，这可能是由于这些衰变，并证明，反质子的生产可以自然抑制。此外，我们简要地讨论了明显的双峰结构的ATIC数据级联衰减隐藏的高吉诺，以及可能的签名费米。
2009-03-20 astro-ph.HE hep-ph
Higgsino dark matter model consistent with galactic cosmic ray data and possibility of discovery at LHC-7
在扩展的超引力大统一（SUGRA）模型下，提出了一个含Higgsino暗物质的PAMELA正电子过剩的解。该模型是符合最近设置的费米-LAT的光子约束，并产生正电子以及反质子通量与PAMELA实验一致。考虑的SUGRA模型有一个扩展的隐藏部门，额外的自由度，允许满足遗物密度与WMAP一致。Higgsino模型也与CDMS-II和XENON 100的数据一致，并且可以在LHC-7上以1 fb^（-1）的光度进行验证。这些模型可以在几个方面进行测试。
2011-01-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
