Cosmic-ray upscattered inelastic dark matter
银河系暗物质晕的非相对论性光成分逃避了直接探测的限制，因为它们缺乏产生可观测反冲的动能。然而，宇宙射线可以将暗物质向上散射到相当大的能量，使直接探测实验能够进入以前无法到达的参数空间中非常低质量的暗物质区域。在这项工作中，我们扩展了宇宙射线暗物质形式主义的非弹性暗物质模型，并表明以前无法访问的区域的质量分裂参数空间可以探测。传统的非相对论性晕暗物质的直接探测仅限于$δ\sim10~\mathrm{keV}$的质量分裂，并且是高度质量依赖的。我们发现，包括宇宙射线上散射的影响，可以扩展到$δ\sim100~\mathrm{MeV}$的质量分裂的范围，并保持在低得多的暗物质质量达到。
2021-10-25 astro-ph.HE 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
Neutrino constraints on inelastic dark matter captured in the Sun
本文研究太阳捕获的非弹性暗物质湮灭产生的中微子，发现大型地下中微子实验（如DUNE）在特定参数空间（轻夸克通道）比直接探测更灵敏，为探测此类暗物质提供新途径。
2023-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Magnetic Inelastic Dark Matter
碘与暗物质直接探测实验中使用的其他元素的区别在于它的大质量和大磁矩。非弹性暗物质利用大质量的碘来缓解DAMA年度调制签名和其他实验的零结果之间的紧张关系。我们探索非弹性暗物质的模型，也利用碘的第二个独特的属性，即它的大磁矩。在这样的模型中，耦合通过磁相互作用而不仅仅是电相互作用来增强。这些模型提供了DAMA信号与所有现有限制兼容的简单示例。我们认为偶极矩的弱相互作用，通过传统的磁性以及“暗”磁性，包括磁-磁和磁电散射。我们发现XENON 100和CRESST一般应该看到一个信号，虽然抑制与电非弹性暗物质模型相比，而KIMS应该看到一个调制信号相当于或大于DAMA。在大部分的参数空间中，去激发迅速发生，在大型氙实验中产生约100 keV的光子，同时产生核反冲。这种效应可以被研究，但如果没有适当考虑，可能会导致核反冲事件无法通过标准削减。
2010-12-16 astro-ph.HE hep-ph
Direct detection of freeze-in inelastic dark matter
我们表明，目前的直接探测实验的灵敏度已经达到有趣的冻结在暗物质模型的参数空间，如果暗扇区是在非弹性暗物质框架和激发态的暗物质是宇宙学稳定的。使用最近提出的XENON1T实验的结果，我们提出了这些模型的限制。我们还表明，这些模型可以解释报告过量的电子反冲信号，如果基态和激发态之间的质量差距是在keV的规模。
2021-05-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Inelastic Dark Matter from Dark Higgs Boson Decays at FASER
我们考虑非弹性暗物质的情况下，暗光子介体和暗希格斯玻色子。暗希格斯玻色子自发地打破了与暗光子相关的规范对称性，并将质量给予暗光子，将质量差给予暗粒子。这样的暗希格斯玻色子可以衰变为暗粒子，因此可以成为对撞机实验中暗粒子的另一个来源。我们分析了在FASER 2实验中费米子和标量非弹性暗物质的情况下，激发态衰变到暗物质和带电粒子的敏感性。我们考虑两个质谱作为说明激发态只能通过暗希格斯玻色子衰变产生的例子。我们表明，未探测的参数区域可以探索费米子暗物质的方案说明质谱。
2021-12-23 hep-ph
Inelastic Dirac Dark Matter
相互作用微弱的热遗迹是有希望的暗物质候选者。其中，非弹性暗物质的场景通过抑制原子核的弹性散射来逃避直接检测。我们介绍了非弹性狄拉克暗物质，一个新的模型与两个狄拉克费米子在MeV-GeV的质量范围。在弱耦合下，暗物质在冻结之前可以脱离与标准模型的化学平衡和动力学平衡。在这种情况下，冻结是由像共散射这样的转换过程驱动的，而不是共湮灭。我们表明，非弹性狄拉克遗物是一致的宇宙学观测，特别是与核合成和宇宙微波背景。在对撞机和固定目标实验中探测暗区，是非常敏感的探测器。与强约束的伪狄拉克场景相比，非弹性狄拉克暗物质为现有和即将到来的实验提供了新的搜索目标，如Belle II，ICARUS，LDMX和SeaQuest。
2022-10-03 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 Photon Dark Matter for the LUX-ZEPLIN High-Recoil Event and the Galactic Halo Gamma-Ray Excess
Ibaraki University（茨城大学）
本研究提出单一暗光子暗物质框架，用非弹性转变同时解释费米-LAT数据的银晕伽马射线超出与LUX-ZEPLIN合作组的248±46 keV核反冲事件，且保留原基准的遗迹丰度等性质。
2026-09-04 astro-ph.HE hep-ph
High Energy Electron Signals from Dark Matter Annihilation in the Sun
本文讨论了太阳内部或附近的暗物质湮灭产生的高能电子到达地球的两种机制。具体来说，如果DM湮灭成长寿命状态，或者如果暗物质非弹性散射，这将在太阳外留下一个暗物质的光环，电子就可以逃离太阳。这种局部化的电子源可能会影响实验观察到的光谱，这些实验的视场较窄，朝向太阳，如ATIC，不同于那些具有较大视场的实验，如费米。我们建议用现有的费米数据对这些可能性进行一个简单的测试，它比终态辐射的限制更敏感。如果被观测到，这样的信号将构成暗物质的明确特征。
2010-12-11 astro-ph.HE hep-ph
Parity Violation in Composite Inelastic Dark Matter Models
最近的实验结果表明，暗物质部门可能有一个非最小的结构与光谱的状态和相互作用。非弹性散射在DAMA的年度调制信号中受到了特别的关注。复合非弹性暗物质（CiDM）为非弹性暗物质模型中的质量分裂提供了动力学起源。我们表明，在CiDM拉格朗日的高维运营商导致非弹性和弹性散射的奇偶违反的存在下的混合物。这种情况下是一致的直接检测实验，即使奇偶违反几乎是最大的。我们提出了一个有效场论描述这样的模型，并讨论了直接检测实验的限制。具有宇称破坏的CiDM模型具有非平凡的现象学，因为允许多个散射通道。
2009-11-23 hep-ph
A Model Independent Approach to Inelastic Dark Matter Scattering
我们提出了一个模型独立的分析非弹性暗物质过渡在直接检测实验通过修改弹性的方法，Fitzpatrick等人。通过分析非弹性过渡的运动学，我们找到相关的变量来描述这些散射过程，主要的变化是修改的$\vec{v}^\perp$变量。考虑到这一点，我们列出了相关的散射矩阵元素，并修改了Mathematica软件包的Anand等人。计算必要的形状因子。作为应用，我们确定了费米子到费米子，标量到矢量，标量到标量之间的自旋跃迁的非弹性散射的矩阵元。最后，我们考虑了磁非弹性暗物质场景下DAMA/LIBRA年度调制信号的拟合以及相对论算子的模型独立扫描，并用直接检测实验的限制来约束它们。在磁非弹性暗物质的情况下，或者如果暗物质通过只涉及质子的相对论算子耦合，我们发现，氙和锗目标的实验可以有一贯的小利率。然而，来自碘实验的限制更加约束，留下允许的参数空间的小区域。我们指出，现有的碘淬灭因子的不确定性强烈影响的约束，激励进一步的研究，以确定正确的值。
2014-09-01 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for inelastic dark matter with future LHC experiments
我们考虑一个暗扇区，其中包含一对通过暗光子介质耦合到标准模型的几乎简并态。这种设置构成了非弹性暗物质场景的简单实现。最重的暗态是长寿命的，在暗光子和标准模型超荷规范玻色子之间的小动力学混合和/或暗态之间的小质量分裂的极限下。我们研究了在拟议的LHC实验中探测这种情况的前景，这些实验致力于寻找长寿命粒子，即FASER，MATHUSLA，CODEX-b，AL 3X，MAPP，ANUBIS和FACET。我们认为这两种情况下的费米子和标量非弹性暗物质。我们表明，这些实验设施可以探测该模型的参数空间的未开发区域，我们强调他们的互补作用。
2022-07-12 hep-ph
Pushing the frontier of WIMPy inelastic dark matter: journey to the end of the periodic table
我们探讨了达到低背景实验的少量重核同位素在探测非弹性暗物质的参数空间，是经典的直接检测实验运动学上无法访问。通过与目标核的非弹性散射，暗物质可以通过核反冲或核激发产生信号。我们提出了新的结果基于这种方法，使用低能量伽马量子搜索的数据在低背景实验中与Hf和Os金属样品，和测量与CaWO $_4$和PbWO $_4$晶体作为测量辐射热计。我们把新的界限WIMPY非弹性暗物质的质量分裂约640千电子伏，并提供预测达到未来的实验。
2021-11-10 hep-ph
Probing Inelastic Signatures of Dark Matter Detection via Polarized Nucleus
本研究提出利用极化靶暗物质散射，通过分析极化三阶微分事件率，研究非弹性暗物质的质量劈裂和Migdal效应，以克服中微子背景和自旋不确定等探测难题。
2024-03-18 hep-ph
Low-Mass dark matter (in)direct detection with inelastic scattering
我们重温了直接探测实验中的发光暗物质的探测。在这种情况下，暗物质吸热散射产生一个激发态，它衰变产生一个光子。我们探索的方法，从衰变光子的电子反冲信号可以区分从其他潜在的电子反冲信号具有狭窄的光谱形状。我们发现，更大的体积/曝光氙探测器将无法区分信号的起源，没有显着改善探测器的能量分辨率约一个数量级。我们还探讨了什么可以了解一个通用的发光暗物质信号与更高的分辨率检测器。受固态探测器能量分辨率进步的推动，我们发现亚eV分辨率使得在存在背景能级的情况下能够发现LDM，否则将无法进行观察。我们还发现，亚电子伏的分辨率可以用来确定发光的暗物质衰变谱的形状，从而约束暗物质的质量和速度分布。
2022-11-15 astro-ph.HE hep-ph
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
Constraining Secluded Dark Matter models with the public data from the 79-string IceCube search for dark matter in the Sun
在太阳公开数据中寻找暗物质的79串冰立方搜索被用来测试隐蔽的暗物质模型。没有显着超过背景观察和约束的模型的参数推导。此外，搜索也被用来约束暗光子模型的参数空间的区域中的暗光子质量之间的0.22和$\sim$ 1 GeV和动力学混合参数$\varepsilon \sim 10^{-9}$，这仍然是不受约束的。这是中微子望远镜对暗光子的第一个限制。预计中微子望远镜将成为通过在太阳、地球和银河系中心进行不同搜索来测试暗光子的有效工具，这可以补充直接探测、加速器、天体物理学和其他信使（如伽马射线或反粒子）间接探测的限制。
2017-04-03 astro-ph.HE 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
High-energy neutrino signals from the Sun in dark matter scenarios with internal bremsstrahlung
我们调查的前景，观察高能中微子信号从暗物质湮灭在太阳的情况下，暗物质是一个马约拉纳费米子耦合到夸克和色标量通过汤川耦合。在这种最小的情况下，太阳中的暗物质捕获和湮灭可以在单个框架中进行研究。我们发现，对于小的和中等的质量分裂之间的暗物质和有色标量，2至3湮灭$q \bar q g$中起着核心作用的捕获暗物质粒子的数量的计算。另一方面，2 - 3次湮灭到$q \bar q Z$中，尽管它的分支分数很小，但在最高能量下，对地球上中微子通量的贡献最大。我们使用IceCube观测太阳的模型参数计算的限制，我们讨论了它们的相互作用与平衡的捕获和湮灭在太阳和热暗物质生产的要求。我们还比较了IceCube的限制，从直接检测，反质子测量和对撞机搜索的限制。
2013-12-18 astro-ph.HE hep-ph
Milky Way White Dwarfs as Inelastic Dark Matter Detectors
SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford（斯坦福直线加速器中心）；University of Victoria（维多利亚大学）；TRIUMF（崔姆夫）
本研究提出银河系中心白矮星可作为非弹性暗物质探测器，通过外部湮灭产生伽马射线信号，并与H.E.S.S.观测比较，给出TeV尺度IDM散射截面限制及暗光子介导和higgsino模型参数约束。
2026-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Searches for Monoenergetic Neutrinos Arising from Stopped Meson Decay in the Sun
暗物质在被太阳核散射后可以被太阳引力捕获。在太阳中心捕获和积累的暗物质的湮灭可能会导致暗物质最可检测和识别的信号之一。对湮灭产物衰变中产生的高能中微子的研究对暗物质与原子核的自旋相关散射截面产生了极强的竞争性约束。近年来，由暗物质湮灭产生的低能中微子信号被认为是一种竞争和互补的搜索策略。这些高多重性的强子簇射产生了大量的π介子，它们将在太阳中停留并衰变，从而产生独特的亚GeV中微子信号。在这里，我们改进了以前的工作，考虑单能中微子信号所产生的π介子和K介子衰变。我们考虑在液体闪烁，液氩，水切伦科夫探测器搜索，并找到非常有竞争力的灵敏度为几个GeV的暗物质质量。
2015-11-25 astro-ph.HE 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
Pinning down inelastic dark matter in the Sun and in direct detection
我们研究了具有吸热和/或放热相互作用的非弹性暗物质的太阳捕获率。通过假设在下一代直接探测实验中将观察到非弹性暗物质信号，我们可以设置捕获率的下限，该下限独立于局部暗物质密度、速度分布、星系逃逸速度以及散射截面。结合中微子观测站的上限，我们可以把上限的湮灭通道导致中微子。我们发现，虽然吸热散射限制是弱的同位旋守恒的情况下，强边界可能会设置为放热相互作用，特别是在自旋相关的情况下。此外，我们研究的影响，观察两个直接的检测信号，在这种情况下，可以halo-independent获得的暗物质质量和质量分裂，并解开散射的吸热/放热性质。最后讨论了同位旋破坏。
2016-04-11 astro-ph.CO 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
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
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
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
Effective field theory interpretation of searches for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Neutrino Observatory
我们提出了一个独立于模型的解释搜索暗物质湮灭在太阳使用有效场论的方法。我们确定了一组有效的运营商的自旋相关的散射的暗物质与质子在非相对论性的限制，并探讨简单的新的物理模型，这将引起这样的运营商。使用的限制自旋相关的散射截面设置的冰立方合作在他们的搜索太阳中的暗物质湮灭，我们得到的限制有效耦合和相应的质量的中介粒子。我们表明，冰立方搜索的有效场论解释提供了补充的遗物密度观测和搜索在大型强子对撞机的暗物质的限制。最后，我们讨论了天体物理不确定性对我们结果的影响。
2014-11-27 astro-ph.HE hep-ph
A search for dark matter cosmic-ray electrons and positrons from the Sun with the Fermi Large Area Telescope
我们使用7年的电子和正电子费米-LAT数据，以寻找一个可能的过剩在太阳的方向上的能量范围从42 GeV到2 TeV。在没有一个积极的信号，我们推导出通量上限，我们用它来约束两个不同的暗物质（DM）模型产生$e^+ e^-$通量从太阳。在第一种情况下，我们考虑DM模型被捕获的太阳，由于弹性散射和湮灭成$e^+ e^-$对通过长寿命的光介质，可以逃脱太阳。在第二种情况下，我们考虑的模型，而不是DM密度增强周围的太阳通过非弹性散射和DM直接湮灭成$e^+ e^-$对。在这两种情况下，我们都进行了最佳分析，专门搜索每种情况下预期的能量谱，即，分别为盒状和线状光谱。没有发现明显的信号，我们可以在从$10^{-46}~cm^2$到$10^{-44}~cm^2$的范围内对自旋无关的截面进行限制，并在从$10^{-43}~cm^2$到$10^{-41}~cm^2$的范围内对自旋相关的截面进行限制。在非弹性散射的情况下，横截面的极限在从$10^{-43}~cm^2$到$10^{-41}~cm^2$的范围内。极限取决于介质的寿命（弹性情况）和质量分裂值（非弹性情况），以及对行星际磁场中电子和正电子偏转大小的假设。
2019-12-19 astro-ph.HE 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
Solar Neutrino Constraints on Inelastic Dark Matter Scattering in Light of Recent LUX-ZEPLIN Observations
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
利用IceCube太阳高能中微子数据约束LZ事件偏好的非弹性暗物质模型，确认并推广了Pospelov & Ramani的结果。
2026-09-11 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Probing Inelastic Dark Matter via Cosmic-Ray Upscattering in NGC 1068
Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Sogang University（西江大学）
研究利用活动星系核NGC 1068中宇宙射线冷却对亚GeV非弹性暗物质（iDM）的约束，考虑弹性与深度非弹性散射（DIS）贡献，发现DIS主导高动量转移并增强冷却效应，从而推导出iDM参数空间的新限制。
2026-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Direct detection constraints on EFT operators for inelastic dark matter
Adelaide University（阿德莱德大学）
本研究将弹性暗物质-质子散射截面排除限转换为事例率上限，以此约束GeV质量区轻暗物质非弹性散射的三类代表性有效算符模型。
2026-10-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Spectrum of Darkonium in the Sun
在太阳中被捕获的暗物质如果通过光暗光子进行自我相互作用，可能会形成类似正电子素的束缚态。在这种情况下，暗物质可以湮灭为暗光子，也可以在束缚态中重组，随后也衰变为暗光子。离开太阳而没有衰变为标准模型粒子的暗光子的部分具有特征能谱，该能谱是直接湮灭过程、邻束缚态和对位束缚态的衰变以及复合过程的混合。这些暗光子在太阳外最终衰变为正电子-电子对（通过动力学混合），产生了一个独特的信号，可以识别暗光子模型或对暗光子模型设置严格的约束。
2016-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Revising inelastic dark matter direct detection by including the cosmic ray acceleration
对撞机和暗物质直接探测器实验的零信号使得暗物质和可见物质之间的相互作用太小，以至于许多热暗物质模型不能再现正确的遗迹密度。剩余的参数空间表明，暗区中的两个几乎简并的态（非弹性DM场景）可以在早期宇宙中共同湮灭，以产生正确的遗迹密度。关于直接检测的非弹性DM的情况下，维里化DM组件从附近的晕是非相对论性的，不能激发DM基态，即使相关的耦合可以是相当大的。因此，具有大质量分裂的DM可以逃避传统的维里化DM直接检测。在这项研究中，我们连接的概念，宇宙射线加速DM在我们的银河系和地下探测器的非弹性散射的直接检测，探索光谱，导致从几个相互作用类型的非弹性DM。利用最新的PandaX-4 T数据，我们发现即使保守地使用天体物理参数（有效长度）$D_{\rm eff}=1$ kpc，对于质量范围为$1~{\rm MeV}<m_{χ_1}<100~{\rm GeV}$和亚GeV光介质的宇宙线加速DM，仍然可以达到质量分裂$δ<\mathcal{O}(1~{\rm MeV})$.
2022-03-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
GeV Scale Inelastic Dark Matter with Dark Photon Mediator via Direct Detection and Cosmological/Laboratory Constraints
提出了一种新的GeV尺度的非弹性暗物质（DM）候选体.我们的结构具有无反常的$U(1)_X^{}$规范群和暗光子介体，可以实现标量或费米子非弹性DM。它具有高度的预测性和可测试性。我们在XENON 1 T实验中研究了光非弹性DM与电子的散射率，在XENON 1 T，CRESST-III，CDEX-1B和DarkSide-50实验中研究了光非弹性DM与原子核的散射率。我们通过电子反冲探测解决了最近的XENON 1 T异常。结合电子反冲和核反冲（包括Migdal效应）的XENON 1 T约束，我们预测了DM的非弹性质量$\lesssim 1.5$ GeV.我们进一步分析了DM遗迹丰度的界限，较重的DM组件的寿命，和实验室的限制，从中我们确定可行的参数空间，为未来的探测。这为GeV尺度非弹性DM的理论和实验验证提供了重要的基准。
2022-01-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Poker Face of Inelastic Dark Matter: Prospects at Upcoming Direct Detection Experiments
的XENON100和CRESST实验将直接测试非弹性暗物质的DAMA的8.9？西格马异常本文讨论了直接探测实验的预测如何依赖于淬火因子测量的不确定性，暗物质与标准模型的相互作用和晕速度分布。当考虑到这些不确定性时，CRESST和XENON100的预期事件数量会出现一个数量级的变化。
2010-08-13 astro-ph.CO hep-ph
Accelerated Light Dark Matter-Earth Inelastic Scattering in Direct Detection
本文研究 sub-GeV 暗物质直接探测中的地球阻挡效应，计算准弹性与深度非弹性散射贡献，发现其可使大气暗物质截面上限改变一个数量级。
2022-12-05 hep-ex 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
Inelastic Dark Matter at DAMA, CDMS and Future Experiments
DAMA年度调制签名，解释为一个自旋独立的WIMP耦合的证据，似乎与CDMS的零结果相冲突。然而，在“非弹性暗物质”的模型中，实验是相容的。在超对称理论中，非弹性暗物质可以作为与单重标量混合的超中微子的实分量出现。与普通的超中微子暗物质相比，这种粒子可以满足所有的实验限制，同时给出适当的遗迹丰度。我们讨论了在DAMA上看到的信号的修改，特别注意到调制和未调制分量中低能事件的强烈抑制。我们讨论了未来的实验，重点区分非弹性暗物质从普通的暗物质，并强调与重靶核，如氙和钨的实验的意义。
2002-08-22 astro-ph hep-ph
Candidates for Inelastic Dark Matter
虽然我们还没有确定DAMA数据是否代表了新物理学的真正发现，但在这些解释中，非弹性暗物质（IDM）可以很好地匹配DAMA的能谱，同时不与其他直接探测搜索的结果相矛盾。在本文中，我们调查的一般属性，一个可行的IDM候选人必须有和搜索简单的模型，实现这些属性的自然方式。我们首先确定IDM参数空间的区域，允许直接检测搜索，包括DAMA，特别注意较大的IDM群众。我们观察到，一个非弹性的暗物质候选人与电弱相互作用可以自然地满足观测约束，同时产生正确的热遗迹丰度。我们评论其他几个建议的暗物质的DAMA信号的解释，并表明，提出的替代方案之一-弹性散射的暗物质关闭电子-是强烈不赞成时，调制和未调制的DAMA光谱数据考虑在内。然后，我们概述了IDM模型的一般基本特征，在该模型中，非弹性散射的核介导的大量规范玻色子的交换，并构建自然模型的上下文中的弯曲额外的维度和超对称性。
2009-08-17 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
Inelastic Dark Matter
许多观测表明，宇宙中的大部分物质都是非重子物质。最近，DAMA NaI暗物质直接探测实验报告了与WIMP遗迹一致的事件率的年度调制。然而，低温暗物质搜寻（CDMS）Ge实验排除了大部分DAMA偏好的区域。我们证明，如果暗物质只能通过过渡到一个稍微重一点的状态（Δ m ~ 100 kev）来散射，实验就不再冲突了。此外，核反冲事件的能谱差异可以将这种情景与标准WIMP情景区分开来。最后，我们讨论了超对称理论中超中微子作为非弹性暗物质的候选者。
2001-01-15 astro-ph hep-ph
Dark Matter "Collider" from Inelastic Boosted Dark Matter
我们提出了一种新的暗物质（DM）的检测策略的模型与非最小暗扇区。底层DM场景中的主要成分是增强的DM粒子和较重的暗扇区状态。相对论DM撞击在目标材料上非弹性地散射到较重的状态，随后衰变成DM以及包括可见（标准模型）粒子的较轻的状态。因此，预期的信号事件伴随着与目标粒子反冲相关的次级级联过程的可见签名，不同于不涉及次级签名的典型中微子信号。然后，我们讨论了各种运动学特征，其次是DM检测前景在大容量中微子探测器与模型框架，其中暗规范玻色子是标准模型粒子和DM之间的调解人。
2017-04-20 hep-ex hep-ph
