Measuring Dark Matter Substructure with Galaxy-Galaxy Flexion Statistics
在星系和星系团尺度上测量暗物质晕的亚结构性质具有重要意义。在这里，我们提出了一种方法来约束子结构的性质，在星系星系透镜的背景下使用弱引力弯曲的方差。我们展示了弯曲方差在测量暗物质晕N体模拟中的子结构的有效性，并给出了预期的星系-星系透镜信号。我们表明，该方法的整体星系晕质量的不敏感性，并预测该方法的信号噪声的天基全天空调查，表明存在的子结构下降到10^9 M_ \odot晕可以可靠地检测。
2009-09-28 astro-ph.CO
Toward More Realistic Forecasting of Dark Energy Constraints from Galaxy Redshift Surveys
星系红移巡天作为一种暗能量探测器正变得越来越重要。通过在Fisher矩阵计算中使用“去摆动”星系功率谱P_{dw}（k），我们改进了星系红移巡天对暗能量约束的预测。由于P_{dw}（k）是一个很好的适合真正的星系聚类数据在大多数感兴趣的尺度范围内，我们的方法是更现实的预测暗能量的限制，从星系红移调查以前的工作相比。我们发现，我们的新方法给出了极好的协议的结果相比，从实际的数据分析的斯隆数字巡天DR 7发光的红色星系的聚类结果。我们提供了一个合理的第四阶段星系红移调查的暗能量约束的预测。
2013-01-10 astro-ph.CO
Dark matter phenomenology of high speed galaxy cluster collisions
本文对存在弱自相互作用暗物质的高速星系团碰撞中可能的碰撞后质量分布进行了一般的计算分析。使用这种分析，我们表明，弱自散射暗物质可以赋予微妙的，但可测量的功能，碰撞星系团的质量分布，即使没有显着中断碰撞星系团本身的暗物质晕。最深刻的此类证据被发现存在于暗物质晕分布的尾部，在碰撞的星系团之间的空间中。在我们的模拟中，这一特征表现为散射的暗物质的壳层与传出的原始星系团对齐膨胀，在距离碰撞中心很远的地方和高达$90^\circ$的大散射角处，对投影质量分布贡献了显著的密度。我们的模拟表明，碰撞总质量的20%可能会沉积到这样的结构中，而不会对主要的星系团造成明显的破坏。然而，在纯粹的引力高速星系团碰撞中，大散射角下的这种结构是被禁止的。在真实的碰撞星系团中令人信服地识别出这样的结构将是暗物质自相互作用本质的明确指示。我们的发现可以解释最近在对碰撞星系团CL 0024 +017的质量分布进行长距离重建时发现的暗物质环特征。
2017-07-13 astro-ph.CO
The Cherenkov radiation in the galaxy halo of dark matter
考虑了由Navarro-Frenk-White和Burkett剖面描述的暗物质星系晕中光折射的影响。计算了具有这些剖面的引力场折射率的切伦科夫辐射功率。结果表明，在X射线范围内，相应的辐射温度具有微开的量级。指出它的探测可能是选择星系中较好的暗物质密度分布的依据。
2013-02-15 astro-ph.CO
On the signature of the baryon-dark matter relative velocity in the two and three-point galaxy correlation functions
我们发展了一个重子和暗物质之间的相对速度的组态空间图像，清楚地解释了它如何能够移动星系-星系关联函数中的BAO标度。发生该偏移是因为相对速度仅在声水平线内为非零，并且因此关于BAO峰值不对称地添加到关联函数。我们进一步表明，在配置空间的相对速度有一个本地化的，独特的签名在三点星系关联函数（3 PCF）。特别是，我们发现，多极分解是一个有利的方式来隔离在3 PCF的相对速度，并有一个强大的签名，在l=1的多极与周围的BAO规模的2边三角形。最后，我们研究了进一步压缩的3 PCF的功能，只有一个三角形的边，保留本地化的性质的相对速度签名，同时也很好地分离线性和非线性偏置。我们期望该方案将大大减轻在3 PCF中寻找相对速度的计算负担。相对速度的3 PCF特征可以用来校正星系-星系关联函数中引起的偏移，这样就不会在用于精确宇宙学的BAO中引入由于这种效应引起的系统误差。
2015-02-26 astro-ph.CO
Constraints on dark energy from H II starburst galaxy apparent magnitude versus redshift data
本文利用Siegel等人（2005）的H II星暴星系视星等与红移的关系数据来约束暗能量宇宙学模型参数。这些约束通常与使用其他数据集得出的约束一致，但不像目前最严格的约束那样严格。
2011-10-25 astro-ph.CO
LHC Signatures Of Scalar Dark Energy
耦合到标准模型的标量暗能量场可以在大型强子对撞机上产生可观测的特征。在这项工作中，我们表明，$t\bar t+$丢失的能量和单喷流搜索是合适的探针在极限的暗能量标量是稳定的对撞机距离。我们讨论了区分新物理信号的暗能量特征和暗物质特征的前景，以及探测暗能量部分的自相互作用的可能性。
2016-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Constraining dark matter-dark energy interaction with gas mass fraction in galaxy clusters
最近的观测证据表明，目前的宇宙加速激发了人们对替代宇宙学的新兴趣，例如在暗区（暗物质和暗能量）相互作用的场景。一般来说，这样的模型包含一个未知的负压暗分量，与无压的暗物质和/或重子耦合，导致宇宙的演化与标准$Λ$ CDM模型预测的宇宙演化截然不同。在这项工作中，我们使用最新的星系团气体质量分数与红移数据（42个X射线发光，动态弛豫的星系团，跨越红移范围0.063 < z < 1.063）（Allen et al. 2008）对表征暗物质/暗能量耦合的参数$ε$设置界限，以测试这种情况下的观测可行性。结果与其他宇宙学数据一致，并且通常具有约束力。虽然与时间无关的宇宙学常数（$Λ$ CDM模型）与这些星系团数据很好地吻合，但仍不能排除相互作用的暗能量成分。
2009-10-21 astro-ph.CO
Atomic clocks and dark-matter signatures
综述了利用原子钟寻找暗物质候选者的最新进展。目标受众是原子钟社区。
2016-03-22 astro-ph.CO physics.atom-ph
One needs positive signatures for detection of Dark Matter
有人认为在我们的银河系中有大量的暗物质粒子，它们只在引力作用下显现出来。在实验室实验中证明它们的存在是一个很大的挑战。为此，仅仅为最佳排斥曲线而战是不够的，人们必须看到每年的反冲光谱调制--唯一可用的正直接暗物质探测特征。强调了测量反冲谱的必要性。
2012-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Signature of the interaction between dark sectors in the reionization process
我们考虑了暗物质与暗能量相互作用的宇宙学模型中的再电离过程。使用半解析再电离模型，我们计算的电离分数的空间平均和线性扰动方面的演变。我们发现，某些类型的相互作用之间的暗物质和暗能量可以显着影响再电离的历史。我们计算的21厘米的信号的相互作用模型，并比较结果与预测的${\rm ΛCDM}$模型。
2019-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Internal Bremsstrahlung Signature of Real Scalar Dark Matter and Consistency with Thermal Relic Density
最近在费米-LAT数据中发现了与130 GeV左右的线发射一致的来自银河系中心的伽马射线过剩。虽然费米-LAT合作尚未证实其重要性，但这样的信号将是暗物质湮灭的明确标志。到目前为止，已经有许多人试图用暗物质来解释这种过剩。然而，如果需要与暗物质的正确热遗迹密度保持一致，这些努力往往会使光子的横截面过小。在这封信中，我们考虑一个简单的汤川相互作用，可以兼容这两个方面，并显示哪些参数是有利的。
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph
Precision measurement noise asymmetry and its annual modulation as a dark matter signature
暗物质可能由自相互作用的超轻量子场组成，这些场形成宏观物体。其中一个例子包括Q球，紧凑的非拓扑孤子预测的一系列理论是可行的暗物质候选人。当地球在银河系中移动时，与这些物体的相互作用可能会在地面实验中留下短暂的扰动。在这里，我们提出了一种新的暗物质特征：不对称性（和其他非高斯性），从而可能在精密量子传感器（例如原子钟、磁力计和干涉仪）的噪声分布中引起。此外，我们还证明，由于地球速度相对于暗物质晕的年度变化，这些签名将有相当大的年度调制。作为我们的形式主义的一个例子，我们将我们的方法应用于来自GPS卫星上的原子钟的6年数据，并对半径R < 10^4 km的宏观暗物质对象的耦合施加限制，该区域是使用相对稀疏的全球网络无法访问的。
2021-03-02 astro-ph.CO physics.atom-ph
Comment on "Searching for Topological Defect Dark Matter via Nongravitational Signatures"
在信中由Stadnik和Flambaum [物理。113，151301（2014）]声称通过脉冲星的拓扑缺陷可能是观测到的脉冲星毛刺的原因。在这里，我们表明，独立于详细的网络动态和缺陷维数，这样的建议面临着严重的困难。
2016-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Signatures of Superheavy Dark Matter
我们讨论了两种可能的情况，即曲率机制和暗物质密度调制，在那里超重暗物质的引力产生的非高斯信号可以被增强和观察。在这两种情况下，超重的暗物质耦合到一个额外的光场作为中介。在导数耦合的情况下，光场诱导的非高斯性可以很大，这可以为超重暗物质的存在提供暴胀的证据。
2020-02-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Mass varying dark matter and its cosmological signature
本研究探索早期宇宙中质量从零变为非零的质量变化暗物质的宇宙学特征，计算相关可观测物理量变化，分析其效应起源，并基于莱曼α森林数据估算模型参数约束。
2024-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Multi-lepton signatures at LHC from sneutrino dark matter
我们研究了由包含右手中微子超场的标准最小超对称模型（MSSM）在大统一尺度上的扩展所产生的多轻子LHC信号。在这个框架中，中微子具有狄拉克质量，混合中微子是最轻的超对称粒子，因此是暗物质的候选者。我们分析了模型参数空间中的超中微子是一个很好的暗物质粒子，并有一个直接检测截面与LUX约束兼容。研究该区域的超对称质谱，我们发现了几个与LHC相关的特征，这与中性伴子暗物质的MSSM预测不同。例如两个相反符号和不同味的轻子，三个不相关的轻子和长寿命态是最有代表性的。通过对信号和预期背景的模拟，我们发现多轻子信号和长寿命态是在未来运行的LHC的亮度为100/fb的范围内。我们指出，如果这些签名之一被检测到，它可能是一个指示sneutrino暗物质。
2014-03-26 astro-ph.CO hep-ph
The signature of the scattering between dark sectors in large scale cosmic microwave background anisotropies
我们通过考虑暗物质在暗能量流体中弹性散射引起的动量转移来研究暗扇区之间的相互作用。描述暗散射类比耦合重子和光子的汤姆逊散射，我们研究的暗散射在CMB观测的影响。通过对最新观测数据进行全局拟合，发现对于一个暗能量状态方程$w<-1$，CMB对暗物质-暗能量弹性散射给出了严格的约束.假设暗物质粒子的质子质量，我们推导出一个弹性散射截面的$σ_D < 3.295 \times 10^{-10} σ_T$，其中$σ_T$是截面的汤姆逊散射。然而，对于$w>-1$，约束很差。对于$w=-1$，$σ_D$在形式上可以采用任何值。
2012-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Deep learning the astrometric signature of dark matter substructure
我们研究了机器学习技术在探测暗物质子结构的天体测量特征中的应用。在这个原理的证明中，银河系中的一群暗物质暗晕将充当星系外起源源（如类星体）的透镜。我们训练{ \it ResNet-18}，这是一种最先进的卷积神经网络，用于将类星体群体的角速度图分类为透镜类和非透镜类。我们表明，一个类似SKA的调查与扩展的操作基线可以用来探测银河系的子结构内容，并演示了公理属性可以用来定位子结构透镜地图。
2021-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Nano-Hz gravitational wave signature from axion dark matter
本文计算了轴子暗物质产生的U（1）规范场随机引力波背景的精确谱。规范场的爆炸性产生很快使线性分析的适用性失效，需要非线性格式。我们利用数值晶格模拟，以适当地遵循非线性动力学，如反向反应和再散射，这给重要的贡献发射的引力波。事实证明，衰变常数为$f \sim 10^{16}$ GeV的轴子给出了正确的暗物质丰度，预测了SKA可检测到的圆偏振引力波特征。我们还表明，由此产生的引力波频谱有可能解释NANOGrav12.5年的数据。
2020-10-21 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Production of Superheavy Dark Matter and Associated Cosmological Signatures
我们研究了超哈勃质量暗物质在极早期宇宙中的引力产生。我们首先回顾最简单的情况下，暗物质主要是在慢卷膨胀。然后，我们继续考虑暗物质在暴胀和随后的宇宙演化之间的过渡期产生的情况。分别研究了光滑过渡和突变过渡的极限。计算了遗迹丰度和宇宙对撞机信号。
2019-03-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Sensitivity to Dark Sector Scales from Gravitational Wave Signatures
我们考虑一阶相变产生的引力波信号，在一个理论与一个通用的重整化热有效势的幂律形式。我们发现，引力波信号的频率和振幅可以以一种直接的方式与热有效势的参数。这导致了一个普遍的结论;如果暗希格斯粒子的质量小于暗希格斯真空期望值的1%，那么引力波信号将在所有即将到来的和计划中的引力波观测站都无法观测到。
2022-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter and Dark Energy Interactions: Theoretical Challenges, Cosmological Implications and Observational Signatures
暗物质和暗能量相互作用的模型已经被提出来解决巧合问题。我们回顾的动机需要引入这样的相互作用，它的背景动力学的影响，以及它如何修改的线性扰动的演变。我们使用最新的观测数据来测试模型，我们发现这种相互作用与当前的天文学和宇宙学数据是兼容的。最后，我们描述了即将到来的数据集，从当前和未来的设施，正在建设或设计，将允许更清楚地了解暗区的物理。
2016-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
New Signatures of WIMPless Dark Matter
我们认为新的签名WIMP无暗物质，特别是那些可以用来测试模型与低暗物质质量。我们专注于在强子对撞机的检测前景，通过生产新的重QCD耦合粒子，衰减到无WIMP的暗物质加上喷流。我们发现，Tevatron可以探测低质量参数空间的一个重要部分，已经采取的数据，LHC将有更好的探测前景与其第一次物理运行。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Signatures of Compact Halos of Sterile-Neutrino Dark Matter
我们研究了无菌中微子暗物质的致密晕，并研究了中微子和光子发射的可观测特征。首先，我们考虑两种情况：原始黑洞晕和超紧凑的迷你晕。在这两种情况下，我们发现，存在一个广泛的可能的参数选择，这样的检测在不久的将来与X射线和伽马射线望远镜可能是很有可能的。事实上，当能量超过$10\,{\rm TeV}$时，中微子望远镜IceCube将是探测这种宏观暗物质候选者的绝佳机器。
2017-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signature of polarized ultralight vector dark matter in pulsar timing arrays
极轻矢量暗物质通过其极化特性在脉冲星计时阵列中产生独特方向依赖性的计时残差，其四极子性质使Hellings-Downs曲线更明显，为区分暗物质与引力波提供了新的观测手段。
2025-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave signatures from dark sector interactions
我们证明了由广义相对论性黑洞的微扰产生的引力波可以被看作是暗扇形相互作用存在的直接探测。在Horndeski理论和线性微扰的框架内工作，我们表明，暗扇区相互作用有效地减少到一个相互作用电荷，影响标量和张量波形。此外，我们表明，总的暗物质领域，包括暗扇区相互作用的影响，满足守恒方程体现的等效原理。利用这一认识建立了Schwarzschild-（anti）de Sitter黑洞的Regge-Wheeler方程以及耦合Zerilli和标量波动方程。然后，我们提出了数值积分的耦合偶宇称波方程的情况下，一个暗物质粒子下降到史瓦西黑洞。
2021-07-05 astro-ph.CO gr-qc
HI signatures of galaxy evolution
星系内部和周围的HI提供了关于星系形成的各种过程的独特信息：合并，冷气吸积，反馈。通过将现有射电合成望远镜的灵敏度极限推到极限，对附近宇宙中星系的观测开始揭示这些过程的HI特征。本文简要介绍了这些签名。新仪器的能力，如SKA的探路者和前体的简要说明，但最终SKA将提供足够的灵敏度，找到这些HI签名超出本地宇宙。
2011-03-08 astro-ph.CO astro-ph.GA
Three-point galaxy-galaxy lensing as a probe of dark matter halo shapes
提出了一种利用透镜-剪切-剪切三点关联函数测量暗物质晕椭圆率的方法。这种方法是免疫的星系晕错位的影响，可能会限制2点星系星系透镜测量晕各向异性。使用一个简单的模型投影质量分布的暗物质晕，我们构建了一个椭圆估计，总结了所有可能的三角形配置的3点函数。通过应用我们的估计从N体模拟晕，我们发现，系统误差恢复的椭圆率将在<5%的分数水平。我们估计，未来的成像调查，如LSST将有足够的统计数据来检测晕椭圆使用3点透镜。
2014-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Gravitational Wave Signatures from Warm Dark Energy
受最近一些沼泽地模型的启发，我们研究了一个暗能量模型，在这个模型中，由于与U（1）或SU（2）规范场的相互作用，一个精粹轴子在一个陡峭的势场中缓慢地滚动。由这种相互作用产生的规范场可以产生频率在$f \sim \left(10^{-16} - 10^{-14}\right)\; {\rm Hz}$范围内的随机引力波背景。在这个范围内的引力波原则上可以用CMB光谱畸变来探测。我们表明，在这个模型中产生的信号的幅度是以上的水平，只有在非常有利的参数选择的检测。
2020-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Signature of the interaction between dark energy and dark matter in observations
我们研究了暗能量与暗物质相互作用对星系团动力学的影响。这种效应是通过Layser-Irvine方程计算的，该方程描述了天体物理系统如何达到维里平衡，并被修改为包括暗相互作用。利用来自近100个据称是松弛的星系团的观测数据，我们对暗区的耦合强度进行了限制。我们将我们的结果与其他观测结果进行了比较，发现一个正的（从暗能量到暗物质的能量流的意义上）非零相互作用在几个标准差内与数据一致。
2010-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The galaxy "missing dark matter" NGC1052-DF4 is undergoing tidal disruption
缺乏暗物质的长寿星系的存在对我们理解星系如何形成提出了挑战。在这里，我们提出的证据，解释了缺乏暗物质在这样的星系之一：NGC 1052-DF 4。该系统的深层光学成像探测到了该物体与邻近星系NGC 1035相互作用引起的潮汐尾。由于恒星比暗物质更集中，潮汐剥离将在影响星系中的恒星之前移除相当大比例的暗物质。只有约7%的星系质量是在潮汐尾，这表明NGC 1052-DF 4的恒星现在才开始受到相互作用的影响，而剩余的暗物质的百分比小于1%。这自然地解释了这个星系中暗物质含量低的推断，并使这些类型的星系与我们目前的星系形成模型相一致。
2020-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值，标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明，这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
JWST high-z galaxy constraints on warm and cold dark matter models
本研究通过对比JWST高红移星系观测与流体动力学模拟，发现现有数据与冷暗物质及mWDM > 2 keV的温暗物质模型均不矛盾，并指出星系光度函数、小尺度相关函数等是区分暗物质模型的有力工具。
2023-02-21 astro-ph.CO hep-th
Two mysterious universal dark matter-baryon relations in galaxies and galaxy clusters
从20世纪70年代开始，人们发现了一些暗物质和重子之间的关系，如塔利-费舍尔关系。然而，在星系中发现的许多关系与在星系团中发现的关系大不相同。在这里，我们报告了两个新的神秘的宇宙关系连接暗物质和重子在两个星系和星系团。第一个关系表明，在“维里区域”内，星系或星系团的总动力学质量$M_{500}$与其重子总质量$M_b$之间存在幂律关系：$M_{500} \propto M_b^a$，其中有$a \approx 3/4$。第二个关系式表明，在中心重子区（$M_d \propto M_b$）内，星系和星系团的封闭动力学质量$M_d$几乎与重子质量成正比。两个星系和星系团中暗物质和重子之间的密切关系表明，除了引力之外，暗物质和重子之间可能存在着某种未知的相互作用。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Search for Light Inelastic Dark Matter with Low-Energy Ionization Signatures in PandaX-4T
本文利用PandaX-4T低能电离数据探测放热非弹性暗物质，将质量劈裂探测能力推至0.05 keV、质量范围推至亚GeV，并对暗光子混合参数给出严格限制。
2025-08-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark radiation as a signature of dark energy
我们提出了一个简单的暗能量模型，该模型具有以下性质：该模型预测了一个未被当前观测数据排除的晚期暗辐射分量，但它产生了一个独特的依赖于时间的状态方程w（z），z < 3。暗能量场可以与标准模型粒子足够强地耦合，从而在对撞机中被检测到，并且该模型只需要适度的额外粒子含量，除了毫电子伏特数量级的新能量尺度之外，几乎不需要微调。
2009-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Asymmetric Dark Matter: Theories, Signatures, and Constraints
本文综述了非对称暗物质（ADM）的理论及其宇宙学意义和探测。虽然在文献中有许多ADM模型，我们对现有模型的回顾将集中在突出暗区和可见区之间的物质-反物质不对称性的产生和转移的一些共同特征和重要机制上。我们还调查了ADM隐藏的部门，ADM的遗迹丰度的计算，以及DM不对称性如何在后期通过振荡被消除。我们认为宇宙学的约束ADM从宇宙微波背景，中子星，太阳，棕矮星和白矮星。最后，我们回顾间接和直接检测方法ADM，碰撞签名和约束。
2013-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The first constraint from SDSS galaxy-galaxy weak lensing measurements on interacting dark energy models
我们首次结合线性和非线性尺度的约束条件来研究暗物质和暗能量之间的相互作用。我们设计了一个新的N体模拟管道的宇宙学模型超越$Λ$ CDM。这条管道是完全自洽的，并打开了一个新的窗口，研究一般的唯象相互作用暗能量模型中的非线性结构的形成。通过比较我们的模拟结果与SDSS星系-星系弱透镜测量，我们能够约束暗能量和暗物质之间的相互作用的强度。与以前的研究相比，使用线性检查，我们指出合理的改进的相互作用强度的约束，通过使用弱透镜的小尺度信息。这种改善主要是由于弱透镜测量在低红移下对非线性结构形成的敏感性。有了这个新的管道，就有可能寻找暗物质-暗能量相互作用的确凿证据。
2019-04-17 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Straight Lightning Bolt?! Observation of a Predicted Macro Dark Matter Signature
最近，在澳大利亚珀斯的视频中，四个非常短的直线闪光被捕捉到，彼此相差不到0.5秒。直闪电最近被确定为宏观暗物质（宏）的预测-粒子暗物质的一大类替代候选者。一个足够大的宏穿过大气层产生一个直柱的等离子体将产生荧光，或者，在有利于闪电的大气条件下，种子一个非常直的闪电罢工肉眼可见。其他解释也被考虑过，但存在问题。
2022-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Cosmological direct detection of dark energy: non-linear structure formation signatures of dark energy scattering with visible matter
我们考虑最近提出的可能性，暗能量（DE）和重子可能会通过一个纯粹的动量交换过程，离开背景演化不受影响。早期的工作已经表明，即使对于谷仓尺度的截面，这种散射过程在线性宇宙学观测值上的印记也太小而无法观察到。因此，我们把我们的注意力转向非线性尺度，并第一次调查的DE重子散射的宇宙结构的非线性形成的签名，通过运行一套大型N体模拟。我们提取的观测量包括非线性物质功率谱、晕质量函数以及晕的密度和重子分数分布。我们发现，在非线性制度的DE-重子散射的签名显着大于其线性对应物，由于角动量在坍缩结构中的重要作用，和潜在的观察。在这个意义上，最有前途的观测是重子密度和重子分数分布的晕，这可能是由动力学的Sunyaev-Zeldovich（SZ），热SZ，和弱透镜测量的组合约束。总的来说，我们的研究结果表明，未来的前景，宇宙学和天体物理学直接检测的非引力签名的暗能量是非常光明的。
2022-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of Dark Matter Microhalos on Signatures for Direct and Indirect Detection
当暗物质流经地球上的探测器时，探测它依赖于对它的相空间密度的了解，其规模相当于我们太阳系的大小。数值模拟预测，我们的星系晕包含一个巨大的层次结构，流和焦散，合并层次的残余，开始与微小的地球质量微晕。如果这些束缚或相干结构持续到现在，它们可能会大大改变弱相互作用基本粒子暗物质（WIMP）的探测特征。使用数值模拟，遵循粗粒度的潮汐中断内的银河系的潜力和细粒度的恒星遇到加热，我们发现，微晕，流和焦散影响直接检测签名的可能性可以忽略不计，这意味着暗物质的约束，使用简单的光滑晕模型是相对稳健的。我们还发现，许多密集的中央尖生存，产生一个小的增强信号的间接检测实验。
2010-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
A new constraint on millicharged dark matter from galaxy clusters
我们从星系团的角度出发，提出了一个关于毫荷电暗物质的新约束。带电暗物质在星系团中随机取向磁场的影响下运动，相应的暗物质密度分布与一致性CDM预测有很大差异，而一致性CDM预测得到了星系团观测的很好支持。随着一个典型的磁场振幅$B=\mathcal O(1)\,μ$ G和暗物质速度$v=\mathcal O(100)\,$公里/秒，在集群半径$R\simeq 1\,$ Mpc，我们要求的电荷$εe$（$e$是基本电荷）的暗物质与质量$m$应绑定为$ε\lesssim 10^{-14}(m/{\rm GeV})$这是比其他以前的约束严格得多。
2016-02-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Leptophilic dark matter from gauged lepton number: Phenomenology and gravitational wave signatures
新的规范对称性经常出现在超越标准模型的理论中。本文研究轻子数提升为规范对称性的模型。反常的消除需要引入额外的轻子，其中最轻的是自然的亲轻子暗物质候选者。我们对对撞机和暗物质现象学进行了全面的研究。此外，我们发现该模型在参数空间的大范围内存在一阶轻子数破缺相变。计算了相应的引力波信号，并评估了它在LISA和其他未来GW探测器上的可探测性。最后，我们评论暗物质，对撞机和引力波观测的互补性，并对未来对撞机的潜在影响。
2019-02-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Collider Signatures of Higgs-portal Scalar Dark Matter
在最简单的希格斯门标量暗物质模型中，暗物质的质量被限制在共振质量（$m_h/2$）附近，或者在LHC运行1和LUX的直接检测中被限制在大质量区域。虽然未来的氙1T实验可以探测到大约3 TeV以下的大质量区域，但大部分共振质量区域都超出了氙1T的范围。本文研究了在14 TeV大型强子对撞机和未来的100 TeV强子对撞机上直接探测窄共振质量区的标量暗物质。我们展示了$2σ$排除和$5σ$发现所需的光度。
2016-03-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Signatures of Self-Interacting Dark Matter in the Matter Power Spectrum and the CMB
我们考虑一个自相互作用的暗物质模型，在这个模型中，介导自相互作用的大质量暗光子衰变为亮暗费米子，以避免宇宙的过度封闭。我们发现，如果该模型被约束，以解释暗物质晕推断的螺旋星系和星系团同时，有一个强有力的迹象表明，暗物质产生不对称的早期宇宙。这也意味着暗辐射的存在，后期动力学解耦的暗物质，和抑制的线性功率谱由于暗声阻尼。Lyman- $α$森林功率谱测量对阻尼尺度提出了一个很强的上限，模型几乎没有减少卫星星系丰度的空间。未来在物质功率谱和宇宙微波背景中的观测，再加上星系晕中自相互作用的影响，使得即使在传统的暗物质搜索信号不存在的情况下，也有可能测量暗扇区粒子的规范耦合和质量。
2018-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性，冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数，这样的信息约束冷暗物质（CDM）的性质。我们称这种方法为修正的暗物质（MDM）。特别是，我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数，我们提供了一个理论上的理由，我们的MDM质量配置文件，并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明，CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Novel Gamma-Ray Signatures of PeV-Scale Dark Matter
非常重的暗物质粒子的伽马射线湮灭和衰变产物可以通过产生对而衰减，导致电磁级联的发展。这不仅对伽马射线信号的光谱形状有显著影响，而且对所观察到的光子的角分布也有显著影响。这种现象在新的HAWC实验中尤为重要，该实验对多TeV光子以及非常重的暗物质粒子提供了前所未有的灵敏度。在这项研究中，我们专注于暗物质在100 TeV-100 PeV的质量范围内，并计算光谱和角分布的伽马射线从矮星系和附近的星系团在这类模型。
2017-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Chameleon dark energy models with characteristic signatures
在变色龙暗能量模型中，局部引力约束往往会排除可观测到的宇宙学特征中的参数，我们研究可行的变色龙潜力符合一些最近的观测和实验的界限。一个新的变色龙场势，由f（R）引力的动机，构造可观察到的宇宙学签名都存在于背景演化和扰动的增长率。我们研究了这种势的低红移上物质密度扰动的演化，并表明今天的增长指数gamma_0在与大尺度结构相关的尺度上可以有显着的色散。对于受局部重力检验约束的模型参数，在很低的红移上，γ的变化很大，γ 0甚至可以小于0.2。这为在未来的高精度观测中将这些变色龙模型与λ冷暗物质模型明确区分开提供了可能性。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Finding new signature effects on galactic dynamics to constrain Bose-Einstein-condensed cold dark matter
如果宇宙学冷暗物质（CDM）由足够轻的玻色子组成，它们的相空间密度超过1，它们将构成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这种BEC-CDM作为量子流体的性质可以动态地将其与CDM的标准形式区分开来，后者涉及纯引力相互作用的非相对论粒子的无碰撞气体。我们总结了一些BEC-CDM的动力学性质，可能会导致可观察到的签名在星系晕和粒子质量和自相互作用耦合强度，结果与观察到的星系的比较，目前的一些界限。
2014-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
Specific Dark Matter signatures from hidden U(1)
有几种结构激发了暗$U(1)_D$规范玻色子的存在，它只通过动力学混合或环诱导过程与标准模型相互作用。我们描述了两个典型的例子，具体的签名，特别是我们表明，一个区域相对较轻的WIMPS，$M_{Z_D}\lsim 40$ GeV和动力学混合$10^{-4} \lsim δ\lsim 10^{-3} $还没有被排除在最后的实验数据，似乎在不久的将来给有希望的信号。我们还表明，从异常抵消条件产生三矢量耦合$Z_D Z γ$导致一个特定的伽马射线线观测费米望远镜。
2011-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Decaying dark matter at IceCube and its signature on High Energy gamma experiments
在冰立方中观测到的中微子流的起源仍然是未知的。通常假设两个通量分量，即：大气中微子和一个未知的天体物理项。原则上，后者也可能包含自上而下的贡献，例如来自衰变的暗物质。在这种情况下，我们也应该期待瞬发和次级伽马。这导致了多信使分析的基础上，同时比较的暗物质假设与中微子和高能伽马射线数据的可能性。在本文中，我们分析，不同的衰变暗物质通道，7.5年的冰立方HESE数据，并比较结果与以前的排斥限制来自费米数据。最后，我们测试是否暗物质的假设可以通过使用即将到来的高能伽马射线实验进一步审查。
2020-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
