Common Origin of Visible and Dark Universe
暗物质、重子物质和暗能量具有不同的性质，但对目前宇宙的能量密度贡献相当。我们指出，它们可能有一个共同的起源。由于暗能量的尺度远低于粒子物理学中已知的所有尺度，但非常接近中微子质量，而重子区中物质相对于反物质的过剩可能与中微子质量的产生有关，我们将暗宇宙和可见宇宙的起源统一在一个不同的跷跷板模型中.在我们的模型中，（i）暗物质残余密度是一种暗物质不对称性，它与轻子生成的重子不对称性同时出现;（ii）暗能量是由于与中微子质量生成有关的伪Nambu-Goldstone-玻色子。
2009-09-29 hep-ph
Cogenesis of visible and dark sector asymmetry in a minimal seesaw framework
本文在最小跷跷板框架下，不引入额外对称性，实现非对称暗物质，统一解释中微子质量、暗物质丰度及可见与暗扇区物质-反物质不对称性的共同起源。
2023-05-11 hep-ph hep-th
Unified origin for visible and dark matter in a baryon-symmetric universe from a first-order phase transition
在重子对称的宇宙中，观测到的可见物质的重子不对称性与暗物质的相等且相反的不对称性相匹配，从而将两种物质的数量密度紧密联系起来。这是迈向解释为什么观察到可见物质和暗物质密度相似之谜的必要一步。在这次演讲中，一种方法，产生这样的宇宙从气泡成核在一阶相变进行审查。这个过程类似于电弱重子发生。
2013-01-24 hep-ph
Cogenesis of visible and dark matter in a scotogenic model
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
该研究探讨了在scotogenic中微子质量模型中，通过CP破坏衰变产生物质的过程，同时生成可见物质和多态暗物质，并解释了亚GeV暗物质的 relic 密度生成机制，同时符合中微子参数和味观测。
2026-03-19 hep-ph
Exploring Jet Substructure in Semi-visible jets
半可见的喷流出现在强烈相互作用的暗区，其中部分子演化包括暗区排放，导致喷流与缺少的横向动量重叠。半可见喷流的实现是使用Pythia隐谷模块来复制QCD扇区淋浴。在这项工作中，几个喷注子结构观测已被检查比较半可见喷注和轻夸克/胶子喷注。这些比较是使用半可见喷流（信号）中不同的暗强子分数进行的。极端的情况下，信号包括完全黑暗的强子或可见的强子提供了一个机会，以了解在这些比较中采用的特定的暗簇射模型的效果。我们试图解耦的行为，由于固有的半可见的射流属性，从模型依赖性，由于存在只有一个黑暗的淋浴模型，如上所述的射流子结构可观的。
2021-04-13 hep-ex hep-ph
Visible and Dark Matter Genesis and Cosmic Positron/Electron Excesses
暗物质和重子物质贡献的能量密度与现在的宇宙相当。暗物质也可能是宇宙正电子/电子过剩的原因。我们把这些现象与中微子质量的狄拉克跷跷板联系起来。在我们的模型中，（i）暗物质残余密度是与重子不对称性同时产生的暗物质不对称性，因此我们可以自然地理解暗物质和重子物质之间的重合;（ii）暗物质大多衰变为轻子，因此它的衰变可以解释具有正电子/电子过剩的反常宇宙射线。
2009-09-24 hep-ph
The Inflaton Portal to a Highly decoupled EeV Dark Matter Particle
我们探讨的可能性，暗物质遗迹丰度产生的背景下，暴胀子是唯一的调解人之间的可见和隐藏的部门，我们的宇宙。由于暴胀子场的质量相对较大，这样的入口导致暗区和可见区之间的相互作用非常微弱，这表明暗区不能与可见区达到任何热平衡。在暴胀子的衰变填充了这两个扇区之后，一个重的暗物质粒子在暗扇区内热扩散。随后，一个较轻的暗粒子，其衰变宽度被暴胀子传播子自然抑制，在支配宇宙的能量密度后衰变到可见光区。这一过程通过在可见光区注入熵来稀释暗物质残余物的密度。我们表明，膨胀质量的$\mathcal{O}(10^{13})$ GeV与耦合的顺序一是完全兼容的暗物质遗迹丰度$Ωh^2\sim 0.1$。作为该模型的一个一般特征，熵稀释机制伴随着早期物质支配的时期，这修改了容纳普朗克数据所需的暴胀e倍的数量。此外，暴胀子与暗区和可见区的耦合会对暴胀势能产生环路贡献，这可能会破坏暴胀轨迹的稳定。考虑到所有这些互补的约束，我们表明，在一个平台的通货膨胀的情况下，如$α$吸引模型，暴胀可以构成一个可行的调解人之间的可见部门和$\sim 10$ EeV的暗物质候选人。此外，我们表明，改进后的张量标量比和光谱指数的约束可能会排除这种暗物质的情况下，在未来。
2019-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Models of ultra-heavy dark matter visible to macroscopic mechanical sensing arrays
近年来，光机械力传感器的灵敏度有所提高，导致人们对使用这些设备作为粒子探测器的兴趣增加。在这项研究中，我们考虑的情况下，质量接近普朗克尺度的暗物质可能会探测到一个大阵列的光机械加速度计。我们激励一个宏观的机械搜索超重暗物质，体现了风铃合作的努力，通过提供一个调查的模型空间，将是可见的这样一个搜索。我们考虑两类模型，一类是调用一个新的远程未屏蔽的力量，另一个是只有引力相互作用。我们确定了动机良好，潜在的可见参数空间的通用模型，如Q球，复合暗物质，引力奇点的遗迹，引力产生的超重粒子的重要地区。
2022-12-08 hep-ex hep-ph
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: I. fermionic dark matter
本文通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件。通过构造暗物质与标准模型粒子之间的有效相互作用算符，采用了与模型无关的研究方法。研究了最一般的4-费米子算符。我们发现，来自不同观测的约束是互补的。特别是自旋无关散射给出了非常强的约束相应的运营商。在某些情况下，反质子到质子数据的间接探测实际上比直接探测或轻暗物质（小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。
2011-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Hylogenesis: A Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter
我们提出了一种新的机制，产生重子和宇宙的暗物质密度。一个携带守恒重子数电荷的新狄拉克费米子X耦合到标准模型夸克和一个GeV尺度的隐藏扇区。X的CP破坏衰变，在低温再加热中产生的非热衰变，将反重子数隔离在隐藏的扇区中，从而在可见扇区中留下多余的重子。反重子隐藏态是稳定的暗物质。这种机制的一个引人注目的特征是暗物质的重子破坏非弹性散射，它可以以与核子衰变搜索相关的可观的速率湮灭重子。
2010-08-30 astro-ph.CO hep-ph
(In)Visible signatures of the minimal dark abelian gauge sector
本文研究了稀有介子衰变装置KOTO、LHCb和Belle II对最小暗阿贝尔规范对称的亮暗扇区的灵敏度，其中暗Higgs $S$和暗光子$Z_D$的质量为$\lesssim 10$ GeV。我们已经探索了一个有趣的场景，其中$S$只能衰减为一对$Z_D$，因此取决于后者的寿命，可以产生可见或不可见的签名。我们的计算表明，这些加速器实验可以访问暗希格斯（质量和标量混合）和暗光子（质量和动力学混合）的参数在一个互补的方式。我们还讨论了如何CMS测量的SM希格斯总衰变宽度和他们的限制希格斯不可见的分支比可以用来扩展实验范围的暗光子质量高达$\sim 10$ GeV，同时提供灵敏度的规范耦合与破坏的暗阿贝尔对称性。
2022-12-20 hep-ph
Hidden Sector Dark Matter Realized as a Twin of the Visible Universe With Zero Higgs Vacuum Expectation
本文提出宇宙由两个仅通过引力耦合的孪生扇区组成，利用扇区间耦合打破希格斯势简并，使一个扇区获得非零真空期望而另一个保持零真空期望，从而用暗扇区最轻重子解释自相互作用暗物质。
2024-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Semi-Visible Dark Photon Phenomenology at the GeV Scale
本研究提出含多暗费米子的半可见暗光子模型，推广传统非弹性暗物质模型，重新分析实验约束后发现部分大动力学混合情形未被排除，并提出改进型NA64缺失能量搜索方案以探测新开放的暗光子参数空间。
2023-08-25 hep-ex hep-ph
Lightening the Dark Matter from its Viscosity and Explanation of EDGES Anomaly
研究了暗物质（DM）流体粘性耗散过程中可见光子的产生。可见光子的产生取决于暗物质粘性的大小，并且在后期变得重要。我们认为，足够大的暗物质粘度，共振转换的可见光子的数量变得很大，填充的瑞利-金斯（RJ）尾巴的宇宙微波背景（CMB）辐射。因此，这些多余的可见光子可能可以解释21 cm信号中报告的EDGES异常。此外，我们探索的参数空间，21厘米的信号可以提供的区域探测暗辐射和DM粘度。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Successful Supersymmetric Dark Matter with Thermal Over/Under-Abundance from Late Decay of a Visible Sector Scalar
我们提出了一个明确的模型，其中的R-宇称甚至标量$S$与${\cal O}({\rm TeV})$质量的衰变是非热暗物质的起源。根据湮没截面上的费米约束，可以为大的和小的湮没率产生正确的遗迹丰度。这种情况下的优势，非热暗物质从模量衰减。首先，生产R-宇称奇粒子的分支比可以通过$S$耦合到物质场和运动学抑制的组合变得相当小，使我们能够获得所观察到的暗物质遗迹密度的情况下，热生产不足，以及生产过剩。第二，引力子的产生被属于可见扇区的衰变标量所抑制。衰变标量$S$也可以成功地产生宇宙的重子不对称性，并可能为重子-暗物质符合之谜提供解释。
2012-12-31 hep-ph
Do active galactic nuclei convert dark matter into visible particles?
研究了暗物质由质量接近大一统尺度的超重粒子组成的假设。这些粒子是由膨胀的宇宙的引力从真空中产生的，它们的衰变导致了可观察到的重子电荷。这些粒子中有一部分的寿命大于大统一对称性破缺的时间，成为亚稳态，并作为暗物质存活到现代。然而，在活动星系核中，由于黑洞吞噬了大能量的暗物质粒子，相反的过程可能发生。暗物质粒子相互作用。它们在大统一能量的可见粒子上的衰变导致俄歇小组观察到的超高能宇宙射线流。数值估计的影响，导致可观察到的数字。
2007-12-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Dark and visible matter with broken R-parity and the axion multiplet
R宇称的一个小破缺调和了热稀薄生成、引力子暗物质和原始核合成。我们发现，同样的破缺放宽宇宙学界限的轴子多重态。自然预期的光谱成为允许的和后期粒子衰变的界限变得如此之弱，它们被非热轴子生产的界限所取代。在这个意义上，强CP问题是破R-宇称的另一个动机。
2011-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical alignment of visible and dark sector gauge groups
我们讨论了在局域SU '（2）xU'（1）对称下具有“私有”规范玻色子的类轻子暗族。通过两个标量场M_i与Higgs场和暗轻子类粒子的耦合，暗规范群和可见规范群的乘积SU '（2）xU'（1）xSU_w（2）xU_Y（1）被动态破缺为对角（类矢量）子群SU（2）xU（1）.用真空期望值代替M_i场后，Higgs二重态以标准方式耦合到暗规范群的SU '（2）左手二重态和右手单重态，但不耦合到额外规范玻色子。这定义了一个新的希格斯门户，在那里“暗轻子”可以贡献给暗物质，并通过希格斯交换与标准模型物质相互作用。它还定义了一个具有内部相互作用的暗物质模型。在低能量下，标准模型希格斯玻色子使可见区和暗区的两个电弱型对称群对齐，并在这两个区产生质量。我们还确定了在黑暗的部门，允许形成暗原子的暗轻子类粒子的束缚态的电荷分配。最简单的单组分暗物质模型预测暗物质质量约为96 GeV，但相应的核子反冲截面被氙基实验排除。然而，多组分模型或具有暗SU '（2）双重介质而不是希格斯门的模型仍然可行。
2017-08-05 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Candidates in a Visible Heavy QCD Axion Model
本文讨论了可见重QCD轴子模型中的暗物质候选者。在那里，引入了质量尺度大于标准模型的标准模型的镜像复制扇区。通过增大镜像扇区的质量尺度，在不破坏Peccei-Quinn机制的情况下，利用镜像扇区中的轴向反常使QCD轴子变重，从而解决了强$CP$问题.由于镜像复制扇区具有与标准模型扇区相同的对称结构，因此该模型预测了多个稳定粒子。正如我们将要展示的那样，镜像带电π介子和镜像电子可以成为暗物质的可行候选者。它们是具有长程作用力的自相互作用暗物质。我们还证明了在一定的参数范围内，镜像中子可以轻于镜像质子。在那里，当镜像中子的质量在$100$ TeV左右时，它也可能是一种可行的暗物质候选者。它还表明，镜像中微子也可以是一个可行的候选人的暗物质。
2017-02-01 hep-ph
A multi-temperature universe can allow a sub-MeV dark photon dark matter
本文分析了亚MeV暗光子作为暗物质的两个隐区，其中一个隐区直接与可见区相互作用，而另一个隐区只与可见区间接耦合。发展了可见部分和两个隐藏部分的三个浴温演化的形式主义，并将其用于耦合三个部分的玻尔兹曼方程的求解。我们提出了排除图的亚MeV暗光子可以是暗物质。该分析可以扩展到具有多个隐藏扇区和多个热浴的多温度宇宙。
2021-06-04 hep-ph
Learning to Identify Semi-Visible Jets
我们训练一个网络，以确定喷气机与分数暗衰减（半可见的喷气机）使用的模式，其低级别的喷气成分，并探索网络所使用的信息的性质，通过将其映射到空间的喷气子结构可观的。半可见的喷流来自暗物质粒子，这些粒子衰变为暗扇区（不可见）和标准模型（可见）粒子的混合物。由于射流的复杂性质以及来自暗粒子的动量不平衡与射流轴的对齐，这样的物体很难识别，但是这样的射流还没有从专用的理论激励的射流子结构观测值的构建中受益。一个深的网络操作喷流成分被用作探针的可用信息，并表明，目前的高级别的可观测量没有捕获的分类功率主要来自低$p_\textrm{T}$喷流成分。
2022-08-22 hep-ph
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: II. scalar, vector and spin-3/2 dark matter
通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了标量、矢量和自旋3/2暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件.采用模型无关的方法，构造了6维的一般4粒子算符，研究了暗物质与标准模型粒子的有效相互作用.我们发现，从不同的实验的约束是互补的。这些约束条件之间的比较可能会排除一些有效的暗物质模型，并限制其他一些参数。与自旋无关的直接探测对某些算子有很强的约束，而反质子到质子数据的间接探测在某些情况下比直接探测或轻暗物质（其质量小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。自旋为3/2的暗物质的一些运营商的约束被证明是类似的狄拉克费米子暗物质的类似运营商。目前的暗物质直接和间接搜索实验中仍有一些操作员不敏感。
2012-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Big Bang initial conditions and self-interacting hidden dark matter
本文研究了在隐藏扇区与可见扇区热耦合的暗物质模型中，大爆炸初始条件对暗物质自相互作用等可观测量的显著影响，并探讨了其更广泛的应用前景。
2024-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing the sensitivity of semi-visible jets to current LHC measurements using the CONTUR toolkit
本研究使用CONTUR工具包，基于LHC测量探索了半可见喷注相关的暗强子质量、耦合强度等模型参数的间接约束，补充了CMS和ATLAS对媒介子质量的直接约束。
2025-02-16 hep-ph
Dark/Visible Parallel Universes and Big Bang Nucleosynthesis
我们发展了一个模型的基础上交换一个大规模的灰色玻色子在这里称为Mulato的可见物质-暗物质相互作用。我们的模型基于这样一个假设，即可见物质中的所有已知粒子在暗物质中都有对应的粒子。我们假设有六个粒子族，其中五个是暗的。这导致了六个平行世界的不可避免的假设，可见的一个和五个不可见的世界。通过对大爆炸核合成（BBN）、重子不对称性、宇宙微波背景（CMB）边界、星系动力学以及标准模型假设的深入研究，我们可以确定新规范玻色子的质量和宽度。修正的统计基础的动能分布的粒子在BBN也进行了讨论。在反应速率的变化，由于BBN从德拜-Hueckel电子屏蔽模型的偏离也进行了研究。
2012-09-30 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Late-time Phase transition and the Galactic halo as a Bose Liquid: (II) the Effect of Visible Matter
在以前的工作中，我们假设暗物质是由$'$晚时相变理论中出现的超轻玻色子组成，研究了星系的自转曲线。推广这项工作，我们认为可见物质的影响和分类的旋转曲线的类型，因为我们改变可见物质的质量和extension的分数。我们发现，可见物质，在星系的旋转曲线平坦，有质量分数$ 2\% \sim 10\% $，它被限制在距离分数$ 10\% \sim 20\%$。
1994-09-10 hep-ph
Semi-visible Jets from Sneaky Dark Matter
School of Physics, University of Witwatersrand（威特沃特斯兰德大学物理学院）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Leinweber Institute for Theoretical Physics, Department of Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校物理系莱因韦伯理论物理研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；School of Physics and Astronomy, University of Manchester（曼彻斯特大学物理与天文学学院）
本文比较非共振产生半可见喷注的两种方式，提出新方法及更高效的匹配配置，并重新解释ATLAS搜索，给出隐秘暗物质的对撞机限制。
2026-10-22 hep-ex hep-ph
Visible Energy Alternative to Dark Energy
量子引力效应通常被认为在小尺度（普朗克尺度）上很重要，但实际上这些效应在大尺度（宇宙学）上也很重要。人们认识到，在弯曲的时空中，最小可测量动量的存在是不可避免的。在本文中，我们研究的热力学性质的晚时间宇宙中存在的最小可测量的动量截止编码红外修改的基础场论。在这方面，我们考虑一个非相对论的制度，并表明，存在一个最小的可测量的动量在理论的本质导致宇宙的加速膨胀，这可以被解释为一种替代暗能量。这个模型中的宇宙在不久的过去经历了幻影线交叉。
2022-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Self-Interaction and Galactic Magnetic Field Bounds on Millicharged Magnetic Monopole Dark Matter
Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本文探讨了由暗U(1)对称性磁单极构成的暗物质领域，其与标准模型光子有微小动能混合。通过暗物质领域的温度和自发对称破缺尺度，讨论了三种现象学不同的情况，并将暗物质自相互作用的限制转化为模型参数的限制，同时考虑银河磁场的存活（帕克效应）对暗-可见领域混合的进一步约束。
2026-04-21 astro-ph.GA hep-ph hep-th
2B or not 2B, a study of bottom-quark-philic semi-visible jets
本文研究仅含底夸克等重味夸克的半可见喷注，利用 Pythia Hidden Valley 模拟暗簇射，提出可变半径喷注重建方法并给出搜索策略，以降低对撞机特征模糊性。
2024-10-17 hep-ex hep-ph
Semi-visible jets + X: Illuminating Dark Showers with Radiation
本文研究了在LHC利用初态辐射搜索半可见喷注的潜力，通过分解丢失横向动量重建介子质量并定义测量暗强子比例的新观测量，结合两者提出完整搜索策略以探测整个模型参数空间。
2025-01-30 hep-ph
Mixed hidden sector/visible sector dark matter and observation of CP odd Higgs at HL-LHC and HE-LHC
很可能与可见物质的情况类似，暗物质也是由一种以上的稳定成分组成的。在这项工作中，我们调查的两个组成部分的暗物质与一个组成部分，从可见的部门和其他隐藏的部门。具体来说，我们考虑MSSM/SUGRA的$U(1)_X$隐藏扇区扩展，其中我们允许两个阿贝尔$U(1)'s$之间的动力学和Stueckelberg质量混合，即，$U(1)_X$和$U(1)_Y$。我们进一步假设，隐藏的部门有手性物质，导致狄拉克费米子作为暗物质的候选人。可见扇区中最轻的中性伴子和隐藏扇区中的狄拉克费米子构成了暗物质的两个组成部分。我们特别研究了MSSM/SUGRA模型中辐射破缺发生在Higgs混合参数$μ$很小的双曲分支上（电弱尺度），这导致了最轻的中性伴子主要是Higgsino。虽然暗物质只构成希格斯玻色子是显着的限制数据的暗物质遗迹密度和自旋无关的质子DM散射截面的限制，可以实现与数据的一致性，如果只有一小部分的暗物质遗迹密度是由希格斯玻色子与其余的来自隐藏的部门。所提出的模型的一个方面是预测一个相对较轻的CP奇数希格斯$A$（以及CP偶数$H$和带电希格斯$H^{\pm}$），这是在HL-LHC和HE-LHC观察。我们使用$τ_hτ_h$最终状态中的提升决策树对CP奇希格斯粒子进行了详细的对撞机分析搜索，并比较了HL-LHC和HE-LHC的发现潜力。我们表明，虽然我们的基准中的几个点可以在HL-LHC上观察…
2019-05-11 hep-ex hep-ph
Baryon and Dark Matter Genesis from Strongly Coupled Strings
E-型汤川点的D3-膜探测导致标准模型附近强耦合的近共形扇区（可见扇区），这是由F-理论GUTs激发的。现实的可见扇区膜配置诱导一个跷跷板的质量层次结构中的隐藏部门与轻GUT单线下强耦合的隐藏部门U（1）负责。将这些大统一理论单线态解释为暗物质，这导致了一个物质起源的场景，在这个场景中，两个扇区之间的重介质的冻结和随后的衰变同时填充了相当数量的重子和暗物质不对称。生成一个净物质不对称需要代结构的探针部门，这是不存在的弱弦耦合，但自动实现在强弦耦合通过塔的双子束缚态对应于多叉弦结。隐藏的U（1）通过电和磁动力学混合项耦合到可见扇区，提供了一种有效的手段来耗尽暗物质的对称成分。暗物质的质量约为10 GeV。暗物质的质量和物质的不对称性都是由共形对称破缺的尺度控制的~ 10^（9）- 10^（13）GeV，两者之间的精确关系由可见扇形膜结构的细节决定。
2011-06-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Vortex solutions in the presence of Dark Portals
暗物质与可见物质弱耦合的存在被广泛地研究，作为一种扩展标准模型和提供一个好的暗物质候选者的方法。在这项工作中，我们分析了两个模型中，规范和标量隐藏字段与可见的部门，为简单起见，我们作为一个阿贝尔希格斯模型相互作用。在其中一个中，隐藏扇区由不带电标量组成。在这种情况下，与可见阿贝尔希格斯扇区的联系是由两个扇区中标量之间的相互作用以及隐藏标量与可见平方场强度之间的耦合提供的。这个模型可以被看作是以前在高能和凝聚态物理研究的一个扩展，我们发现的解决方案表明，它可能与建立暗物质遗迹密度有关。在第二个模型中，这两个部门对应于自发破缺的规范理论，因此，它们具有经典的涡旋解决方案。在两个扇区之间引入三个不同的门户，我们分析了模型动力学对门户参数的依赖性，并讨论了与暗物质和引力辐射问题有关的物理含义。
2022-07-20 hep-ph hep-th
Constraining the co-genesis of Visible and Dark Matter with AMS-02 and Xenon-100
本文研究了标准模型（SM）的两Higgs二重态扩展中的非热情形，并在U（1）_{ \rm B-L}规范对称性的作用下得到了增强.在这个设置中，它表明，弱耦合标量场的衰变产物以上的电弱标度可以产生可见光和暗物质（DM）的同时。由于B-L对称性破缺，DM是不稳定的。DM的寿命（\approx 5 \times 10^{25} sec）比宇宙的年龄长得多，它在当前历元衰变为SM轻子可以解释AMS-02观测到的正电子过剩。残留物丰度和氙-100的直接探测约束可以排除大的参数空间，只留下大约\approx 2 - 4 TeV的$B-L$破坏尺度。
2014-01-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark and visible matter distribution in Coma cluster: theory vs observations
我们调查暗物质和可见光物质分布的后发座星系团的Navarro-Frenk-White（NFW）配置文件的情况下。考虑了一个玩具模型，其中星系团中的所有星系都集中在一个有效半径为$R_{\mathrm{eff}}$的球体内。它使我们能够获得作为$R_{\mathrm{eff}}$的函数的平均速度色散。我们表明，在NFW参数的观测精度范围内，计算的$R_{\mathrm{eff}}$值可以相当接近于星系分布的可观测截止值。此外，我们的玩具模型与观测数据和模拟的比较导致以下较好的后发座星系团的NFW参数：$R_{200} \approx 1.77\,h^{-1} \, \mathrm{Mpc} = 2.61\, \mathrm{Mpc}$，$c=3÷4$和$M_{200}= 1.29h^{-1}\times10^{15}M_{\odot}$。后发座星系团中的大部分星系都集中在一个有效半径为$R_{\mathrm{eff}}\sim 3.7$ Mpc的球内，视向速度色散为$1004\, \mathrm{km}\, \mathrm{s}^{-1}$。
2017-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
A scenario of heavy but visible baryonic dark matter
我们考虑一个模型，其中暗物质是由$SU(3)$规范理论支配的暗扇区的复合重子，矢量类夸克也在$U(1)_Y$下带电。该模型为暗物质稳定性问题提供了简单的答案：它是偶然的暗重子数守恒的结果。与量子色动力学类似，暗物质的所有物理量都可以通过重新标度量子色动力学实验结果来计算。根据热冻结机制，预测暗物质的质量为$\mathcal{O}(100)$ ~TeV，以获得正确的遗迹丰度。由于宇宙中暗物质的数量密度很小，这种重的暗物质通常很难被探测到。然而，在我们的模型中，暗重子数不一定严格保存由于普朗克尺度抑制的运营商，这样的衰变运营商的结果在当前的检测边界边缘的衰变寿命。我们表明，我们的模型与$\mathcal{O}(10^{27})~s$暗物质衰变寿命可以解释AMS-02反质子数据，如果它被实验解释为一个访问，虽然一些理论上的不确定性可能会削弱其意义。我们还研究了这个模型的其他现象，如河外伽马射线和中微子的签名。
2016-10-20 hep-ph
Limits from the Funk Experiment on the Mixing Strength of Hidden-Photon Dark Matter in the Visible and Near-Ultraviolet Wavelength Range
我们目前的结果从FUNK实验在寻找隐藏的光子暗物质。在镜子表面附近，隐藏的光子可以转换为普通光子。这些光子垂直于表面发射，其能量等于隐藏的暗物质光子的质量。我们的实验装置由一个面积超过14 m $^2$的大型球面镜组成，该球面镜将发射的光子集中到其中心点。使用对可见光和近紫外光子敏感的探测器，我们可以排除在2.5至7 eV的质量范围内比$χ\approx 10^{-12}$更强的动力学混合耦合，假设隐藏的光子包括所有的暗物质。详细讨论了用于获得此限制的实验装置和分析。
2020-06-23 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Dark Matter and Baryogenesis from Visible-Sector Long-Lived Particles
本研究提出标准模型的最小扩展，通过与夸克耦合的长寿命费米子及GeV级暗物质候选体，借助有色标量衰变、早期物质主导及重子数破缺过程解释暗物质与重子生成，且其参数空间可被未来实验探测。
2023-06-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Matter visible by the EGRET Excess of Diffuse Galactic Gamma Rays?
EGRET空间望远镜提供的关于0.1至10 GeV能量范围内弥漫性银河伽马射线的公开数据表明，与传统银河模型的预期相比，能量超过1 GeV的数据过多。这种过剩显示了暗物质湮灭（DMA）的所有关键特征，比如在所有天空方向都可以观察到，其形状对应于50到100 GeV之间的WIMP质量。在各个方向上多余的强度可以用来重建DM轮廓，结合可见物质的分布，可以计算我们银河系的旋转曲线。它的特殊形状，这是不平坦的，但显示了一个最小值和最大值，确实是从伽马射线重建，从而证明EGRET多余的痕迹DM。此外，过剩的光谱形状是一致的mSUGRA和WMAP遗迹密度相当重的squarks和slepton- O（1 TeV）-和轻charginos，neutralinos和gluinos（低于500 GeV）。
2005-08-09 hep-ph
Review of asymmetric dark matter
非对称暗物质模型是基于这样一个假设：现今的暗物质丰度与普通物质或可见物质的丰度具有相同的起源：粒子和反粒子的数量密度不对称。它们的主要动机是观察到暗物质和可见物质的质量密度相似，前者大约是后者的五倍。这篇综述讨论了非对称暗物质模型的构建，总结了宇宙学和天体物理学的意义和界限，并触及直接探测前景和对撞机签名。
2013-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Visible sector inflation and the right thermal history in light of Planck data
暴胀会对宇宙中的大尺度结构产生扰动，但它也会稀释一切。因此，暴胀的结束必须解释如何激发标准模型{ \it dof}和暗物质。在本文中，我们将简要地讨论可见扇形暴胀子候选者的作用，这是嵌入在最小超对称标准模型（MSSM），并讨论他们的优点，以及他们如何匹配当前的数据从普朗克。由于暴胀子携带标准模型电荷，它们的衰变自然产生所有相关的{ \it dof}，没有{ \it暗/隐藏扇区辐射}，也没有等曲率波动。我们将首先讨论一个单一的超对称平坦方向暴胀模型，并演示普朗克和大型强子对撞机所允许的参数空间。我们还将考虑由另一个在暴胀后衰减的光场（称为{ \it曲率}）产生的扰动。曲率的后期衰减可以产生可观察到的非高斯性。最后，我们将讨论{ \it旁观者}场的作用，它的起源可能不在可见扇区物理中，但它在暴胀期间的纯粹存在仍然可以产生所有对大尺度结构负责的扰动，包括可能的非高斯性，而暴胀子嵌入可见扇区中，它产生所有相关的物质，包括暗物质，但没有暗辐射。
2013-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Unification: a UV-complete Theory of Asymmetric Dark Matter
受观测到的暗物质与重子质量密度之比$ρ_D/ρ_B \simeq 5$的启发，我们提出了一个暗统一理论。在这个理论中，暗与可见重子的质量由暗与可见禁闭标度的比值决定，暗与可见禁闭标度的比值是通过暗与可见规范理论在高标度下的统一而确定的。再加上大统一区自然产生的暗重子生成机制，这两个区的质量密度一定在附近，这就解释了观测到的暗物质的质量密度。我们专注于这种理论的最简单的可能的例子，其中标准模型颜色$SU(3)_C$是统一的深色$SU(2)_D$到$SU(5)$在一个中间规模约$10^8-10^9$ GeV。暗重子由两个处于等三重态的暗夸克组成。有一系列重要的宇宙学，天体物理学和对撞机的签名探索，包括暗物质自相互作用，早期的暗强子的物质支配，引力波签名从隐藏的部门相变，贡献的味道观测，以及在对撞机的隐谷一样的签名。
2021-12-15 hep-ph
Ultraviolet Completion of a Composite Asymmetric Dark Matter Model with a Dark Photon Portal
复合不对称暗物质的情况自然地解释了为什么暗物质质量密度与可见物质质量密度相当。这样的场景一般需要一些低于复合尺度的熵传递机制;否则，它们的晚期宇宙学与观测不相容。暗光子和可见光子之间的微小动力学混合是低能入口的一个有希望的例子。在本文中，我们证明了在黑暗和可见扇区的大统一解释了微小的动力学混合的起源。我们特别考虑一个简单的复合非对称暗物质模型，其中非对称暗物质进行$B-L$收费紫外线完成。在这种设置中，非对称暗物质的寿命是由$B-L$对称性解释的，而暗物质的不对称性源于热稀薄生成产生的$B-L$不对称性。在我们的最小设置中，标准模型扇区和暗扇区分别统一为$SU(5)_\mathrm{GUT} \times SU(4)_\mathrm{DGUT}$规范理论。该模型生成所需的$B-L$门户运算符，同时抑制不需要的高维运算符，这些高维运算符可能会洗掉生成的$B-L$不对称性。
2018-12-07 hep-ph
Semi-visible Jets: Dark Matter Undercover at the LHC
暗物质可能是一种复合粒子，可以通过弱耦合入口进入。如果这些隐藏的扇形态是在大型强子对撞机（LHC）中产生的，它们将经历类似QCD的簇射。这将导致一个稳定的不可见暗物质的喷雾，伴随着不稳定的状态，衰变回到标准模型。这种“半可见”的喷流出现，例如，当它们的产生和衰减是由疏光$Z'$共振驱动时;所产生的特征是沿着其中一个喷流的方向排列的显著缺失的能量。这些事件被LHC目前使用的搜索套件否决，导致接受度很低。这封信将证明，横向质量-使用末态喷流和丢失的能量计算-在信号和QCD背景之间提供了一个强大的干扰。假设$Z'$以与$Z^0$相同的强度耦合到标准模型夸克，所提出的搜索可以发现（排除）$Z'$质量高达2.5 TeV（3.5 TeV），100 fb $^{-1}$的14 TeV数据在大型强子对撞机。
2015-07-14 hep-ph
Electroweak strings with dark scalar condensates and their (in)stability
在标准模型的最小暗扇区扩展中研究了“可见”电弱型宇宙弦的稳定性，该最小暗扇区由一个U（1）规范场组成，由一个标量自发破缺.“可见”和黑暗的部门耦合通过希格斯门和规范动力学混合项。研究发现，当电弱混合角接近于$θ_{\rm W}=π/2$时，其核心被暗标量凝聚体“填充”的弦表现出比SM中的类似物更好的稳定性。当你让$θ_{\rm W}$接近它的物理值时，它们变得不稳定。不稳定性机制似乎是一个$W$玻色子凝聚机制中发现的电弱弦的稳定性以前的研究。
2020-07-06 hep-ph hep-th
Casting a graph net to catch dark showers
强相互作用的暗扇区预测了LHC的新特征，例如由包含稳定和不稳定暗介子的暗簇射产生的半可见喷流。从大的QCD背景中区分这种半可见的喷流是困难的，并且对喷流分类构成了令人兴奋的挑战。在这篇文章中，我们探索了有监督的深度神经网络识别半可见射流的潜力。我们表明，在所谓的粒子云上运行的动态图卷积神经网络优于分析射流图像的卷积神经网络以及其他基于洛伦兹向量的神经网络。我们研究了性能如何取决于暗簇的属性，并讨论了混合样本的训练作为减少模型依赖性的策略。通过修改现有的单喷流分析，我们表明，大型强子对撞机的灵敏度可以提高一个以上的数量级，通过使用动态图形网络作为一个黑暗的淋浴标签。
2021-01-07 hep-ex hep-ph
Search for dark photon and dark matter signatures around electron-positron colliders
寻找一个暗光子产生的$e^{+}e^{-}$对撞机，随后衰减成非弹性暗物质粒子，进行了讨论。较重的暗物质在传播一段距离后衰变为一对可见的带电粒子和一个较轻的暗物质粒子。可见的衰变产物可以被放置在主$e^{+}e^{-}$探测器附近的由乳胶和气体探测器制成的暗物质探测器记录下来。这种设置不仅可以探索新的参数区域以前没有达到，但也重新打开一些区域被认为是排除在以前的实验数据。提出了在BESIII和Belle II附近建立这样一个探测器的物理潜力。
2021-01-27 hep-ph
Early Matter Domination from Long-Lived Particles in the Visible Sector
我们表明，一个非标准的宇宙学历史与一个子TeV可见扇区粒子驱动的早期物质统治的时期可以出现，而自然。这种情况涉及到一个长寿的标准模型单线态，它在高温下从带有SM电荷的母粒子的衰变和逆衰变中获得热丰度，随后作为一个冷冻物种主导宇宙的能量密度。在早期物质支配结束时产生的熵稀释了危险遗迹（如引力子）的丰度，稀释的倍数与$10^4$一样大。对于$\langle σ_{\rm ann} v \rangle_{\rm f} \lessgtr 3 \times 10^{-26}$ cm $^3$ s $^{-1}$的情况，该方案可以容纳正确的暗物质遗迹丰度。更重要的是，允许的参数空间可以通过在能量前沿搜索中性长寿命粒子来直接探测，这使我们能够使用粒子物理实验来重建大爆炸核合成之前的宇宙学历史。
2021-09-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hidden sectors and a multi-temperature universe
各种超引力和弦模型包含隐藏的扇区，可以在粒子物理现象和宇宙学中发挥作用。在这篇笔记中，我们讨论了可见扇区和隐藏扇区一般生活在不同的热浴中的可能性。此外，暗物质完全有可能以暗狄拉克费米子、暗中性伴子或暗光子的形式部分或全部存在于隐藏的扇区中。在这种情况下，对暗物质和暗力的正确分析要求我们处理一个多温度的宇宙。我们讨论的基本形式主义，其中包括多温度性质的可见和隐藏的部门在可见部门观察到的现象的分析。具体来说，我们讨论的形式主义解释的速度依赖性的暗物质横截面的应用外推从星系尺度的星系团的规模。在这里，暗费米子之间的暗光子交换可以产生所需的速度依赖的截面与现有的银河系截面数据一致，表明存在一个新的第五（暗）力。我们还讨论了暗光子可能构成暗物质的重要部分的可能性。我们证明了这种可能性的实现在宇宙中有两个隐藏的部门和可见的部门和隐藏的部门在不同的热浴，允许满足的约束，即暗光子的寿命大于宇宙的年龄，其遗迹密度与普朗克数据是一致的。未来的工作方向进行了讨论。
2021-06-11 hep-ph
Exploring the cosmological dark matter coincidence using infrared fixed points
非对称暗物质（ADM）范式是由可见光和暗物质的宇宙学质量密度$Ω_\mathrm{DM} \simeq 5Ω_\mathrm{VM}$之间的明显重合激发的。然而，大多数ADM模型只涉及可见光和暗物质的数密度，并没有激发它们的粒子质量的相似性。一个例外是由Bai和Schwaller引入的框架，其中暗物质是暗QCD类规范群的限制态，可见光和暗QCD的限制尺度通过利用两个规范耦合的红外固定点的动力学机制相关联。我们建立在这个框架上，通过适当地实施的依赖性的结果在UV的规范耦合的初始条件。然后，我们重新评估这个框架的能力，自然地解释宇宙质量密度的巧合，并找到一个可行的模型减少。我们确定可行的模型，使他们能够自然地涉及到黑暗的重子和质子的质量，同时也避免了对撞机的新粒子的内容引入的限制功能。
2022-10-20 hep-ph
Recommendations of the LHC Dark Matter Working Group: Comparing LHC searches for heavy mediators of dark matter production in visible and invisible decay channels
TeV尺度的弱耦合粒子可能介导正常物质和暗物质之间的相互作用。如果是这样的话，大型强子对撞机将通过这些介质产生暗物质，导致熟悉的“单X”搜索签名，但介质也会通过参与其产生的相同顶点产生信号而不会丢失动量。LHC暗物质工作组的这份文件根据2016年9月19日/20日举行的研讨会和随后的讨论，建议如何比较在矢量和轴向矢量介体的情况下对这两种类型信号的搜索。这些建议包括如何扩展已经广泛使用的自旋1介导的简化模型，以包括轻子耦合。本文还提供了简化模型中遗迹密度的分析计算，并报告了ATLAS和CMS首次开始使用这些模型中暗物质遗迹密度的初步数值计算时出现的问题。
2017-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Beyond WIMPs: the Quark (Anti) Nugget Dark Matter
我们回顾了一个可测试的暗物质（DM）模型的标准WIMP范式之外。该模型是独特的，在某种意义上说，观察到的可见光和暗物质密度比$Ω_{\rm dark} \simeq Ω_{\rm visible}$发现其自然的解释，作为其共同的QCD起源的结果时，这两种类型的物质（DM和可见光）的QCD过渡期间形成的系统，$Λ_{\rm QCD}$的一维参数都成比例。我们认为，在有$\cal{CP}$奇轴子场$a(x)$存在的情况下，电荷分离效应也不可避免地发生在同一QCD跃迁中.它导致优先形成的一个物种的核在可见宇宙的尺度上的轴子场$a(x)$是相干的。这种优先演化的一个自然结果是，在金块形成之后，只有一种类型的可见重子（而不是反重子）留在系统中。与传统的WIMP暗物质候选者不同，金块和反金块是强烈相互作用但宏观上很大的物体。反金块与可见物质湮灭的罕见事件导致了许多可观察到的效应。我们认为，相对强度的一些测量过剩的发射从星系中心（覆盖超过11个数量级）是由标准和完善的物理学。同时，发射的绝对强度由理论中一个新的基本参数决定，即轴子质量$10^{-6} {\rm eV} \lesssim m_a \lesssim 10^{-3}{\rm eV}$。最后，我们评论了这些研究的轴子搜索实验，包括微波腔和俄耳甫斯实验的影响。
2016-11-15 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Non-Minimal Dark Sectors: Mediator-Induced Decay Chains and Multi-Jet Collider Signatures
大量天体物理学和宇宙学证据表明，宇宙不仅包含可见物质，还包含暗物质。为了抑制暗扇区和可见扇区之间的耦合，一个标准的假设是这两个扇区仅通过中介进行通信。在本文中，我们做了一个简单但重要的观察：如果暗扇区包含多个具有相似量子数的组分，那么这个介体也一般地引起暗扇区衰变，较重的暗组分衰变为较轻的组分。这反过来甚至可以产生相对较长的暗衰变链，衰变链的每一步也会产生可见物质。因此，这种介体诱导的衰变链的可见副产物可以作为这种情况的独特特征。为了更具体地研究这种可能性，我们研究了一个场景，其中一个多分量的暗扇区通过中介连接到标准模型夸克。然后，我们证明，这样的情况下产生的多喷对撞机签名，我们检查这样的喷气机在部分子和检测器水平的属性。在相对较大的区域内的参数空间，我们发现，这样的多射流签名不排除现有的单射流和多射流搜索。因此，这种衰变级联代表了在当前和未来对撞机上发现多组分暗区的潜在途径。
2020-05-01 hep-ex hep-ph
