CosRayMC: a global fitting method in studying the properties of the new sources of cosmic e$^{\pm}$ excesses
最近PAMELA合作组公布了高精度的宇宙核和电子能谱，并更新了宇宙反质子数据，Fermi-LAT合作组也更新了对低能量总$e^+e^-$能谱的测量。在本文中，我们开发了一个马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）软件包{ \it CosRayMC}，基于GALPROP宇宙线传播模型来研究这些新数据的含义。发现如果只考虑背景电子和二次正电子，与$χ_{\rm red}^2 \approx 3.68$的拟合很差。考虑到额外的$e^+e^-$源的恒星或暗物质湮灭，我们可以更好地拟合这些数据，最小的$χ_{\rm red}^2 \approx 0.83$。这意味着额外的源是必要的，具有非常高的显著性，以适应数据。然而，数据显示脉冲星和暗物质场景之间的差异很小。该MCMC方法对背景参数和附加源参数都有很好的约束。包括反质子数据，我们进一步限制暗物质湮灭到夸克$B_q<0.5%$的分支比在$2σ$的置信水平。本研究可能的系统不确定性进行了讨论。
2012-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic e^\pm, \bar p, γand neutrino rays in leptocentric dark matter models
暗物质湮灭是PAMELA、ATIC、FERMI-LAT和HESS最近观测到的宇宙射线中$e^\pm$过量的主要解释之一。任何提出来解释这些数据的暗物质湮灭模型都必须解释PAMELA数据只在$e^\pm$光谱中显示过量而在反质子中没有显示过量的事实。有趣的是，反质子的湮灭模式是完全不允许的，还是只在低能量下被抑制。大多数提出的模型在所有能量范围内都有可以忽略的反质子。我们发现，细心$U(1)_{B-3L_i}$暗物质模型可以解释$e^\pm$过剩与抑制反质子模式在低能量，但在较高的能量有相当大的反质子过剩。PAMELA和AMS的近期数据可以为这类模型提供关键的检验。宇宙$γ$射线数据可以进一步排除一些模型。我们还表明，这个模型有有趣的宇宙中微子签名。
2009-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the ICS interpretation of the Hard X-Ray Excesses in Galaxy Clusters: the case of Ophiuchus
在星系团中，高E电子通过CMB光子的逆康普顿散射（ICS）产生硬X射线（HXR）辐射。我们推导了在初级宇宙线模型、次级宇宙射线模型和中性伴子DM湮灭模型下蛇夫座的ICS HXR辐射。我们进一步讨论了集团大气的变暖射线模型的预测。在拟合观测到的HXR辐射的假设下，我们发现高E电子对团簇大气的影响是多方面的：（1）如果初始电子的光谱截止于E~30（90）MeV，谱指数为3.5，则初始电子的光谱可以与观测数据勉强一致（4.4）; ii）来自pp碰撞的次级电子模型与γ射线极限不一致，宇宙射线质子对离子束气体的加热作用过大，它们在团中心的压力大大超过了热力学压力; iii）来自DM湮灭的次级电子模型与伽马射线和无线电极限不一致，并且电子在团簇中心处对IC气体产生太多的加热，除非中性伴子湮灭截面远低于建议值。我们的结论是，ICS的次级电子从中性伴DM湮灭和pp碰撞不能负责的机制HXR过量发射;初级电子仍然是一个勉强可行的解决方案，提供他们的光谱具有低能量截止在E~30-90 MeV。到目前为止，WR模型在温度分布、加热、压力和光谱能量分布方面提供了对星团的最佳描述。费米对蛇夫座的观测将进一步限制这个模型。
2009-04-22 astro-ph.CO
The Electron Injection Spectrum Determined by Anomalous Excesses in Cosmic Ray, Gamma Ray, and Microwave Signals
费米、PAMELA和WMAP最近观测到的宇宙射线、伽马射线和微波信号表明，在10-1000 GeV处有一个意想不到的e+e-的主要来源。我们将这些数据拟合到“标准背景”加上一个新的源，假设它是位置和能量的可分离函数。对于空间部分，我们考虑了三种情况：湮灭的暗物质，衰变的暗物质，和暗物质。在每种情况下，我们使用GALPROP注入能量的对数间隔的能量箱和计算预期的宇宙射线和光子信号的每个箱。然后，我们将能量箱加上背景的线性组合拟合到数据中。我们使用非参数拟合，除了平滑度和非负性之外，对频谱没有任何先验约束。此外，我们认为任意修改的“普通”的主要源函数的能量谱，固定其空间部分，发现这本身是不够的，以解释PAMELA或WMAP信号。我们探讨的变化，由于选择的磁场，初级电子注入指数，空间分布，传播参数，并适合正则化方法。暗物质湮灭很适合，我们的拟合发现质量约为1 TeV，助推因子乘以能量分数约为70。虽然暗物质衰变和暗物质星可能符合数据，但银河系中心附近需要异常高的磁场和辐射密度，以抵消假设的空间分布相对较浅的影响。我们还拟合了这三种情况的线性组合，尽管拟合的约束要少得多。
2010-09-13 astro-ph.CO hep-ph
Can we explain AMS-02 antiproton and positron excesses simultaneously by nearby supernovae without pulsars nor dark matter?
我们解释了过量的反质子分数最近报道的AMS-02实验考虑宇宙射线质子加速的本地超新星遗迹（SNR）和周围的致密云之间的碰撞。同样的“$pp$ -碰撞”提供了正确的子粒子比例，以同时在自然模型参数中拟合观察到的正电子过剩。这颗超新星的金属丰度比主要的宇宙射线源要低。电子的截止能量标志着超新星的年龄为$\sim 10^{5}$年，而反质子过剩可能会延伸到更高的能量。反质子和正电子通量都与我们在Fujita，Kohri，Yamasaki and Ioka（2009）中的预测完全一致。
2015-12-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Multi-frequency analysis of dark matter annihilation interpretations of recent anti-particle and gamma-ray excesses in cosmic structures
费米-LAT观测到的银河系中心的γ射线过剩，以及PAMELA、AMS和AMS-2的反粒子过剩，以及最近在网状物2矮星系中发现的费米-LAT过剩，都被认为是与中性伴子暗物质相一致的特征。这些都是特别感兴趣的中性伴子湮灭模型，适合这些意见可能有可观察到的后果，从无线电伽马射线发射。由于暗物质被认为是宇宙结构的主要物质组成部分，这些多频率的结果也应该是整个质谱结构所共有的。因此，在这项工作中，我们作出预测的多频谱的三个著名的来源占主导地位的暗物质，例如后发座星系团，星系M81，天龙座矮星系使用的模式有利于暗物质解释上述意见。我们特别注意这些模型的后果时，他们的横截面重新正规化，重现最近观察到的伽马射线过剩的网状物-2矮星系，这抛出了暗物质的解释，这种过剩成疑问。我们发现Coma和Draco的多频数据不利于AMS、PAMELA和Fermi反粒子过剩的暗物质解释。从费米-LAT银河系中心观测得出的模型存在较小的冲突。我们确定的平方公里阵列，切伦科夫望远镜阵列，以及ASTROGAM和ASTRO-H卫星的研究模型的检测前景。这表明ASTRO-H很适合探测中性伴子湮灭产生的X射线辐射。因此，下一代实验的多频观测将使中性伴子参数空间具有前所未有的灵敏度。
2016-04-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Consistent Scenarios for Cosmic-Ray Excesses from Sommerfeld-Enhanced Dark Matter Annihilation
直接和间接探测的异常激发了暗物质模型，该模型由多重近简并态组成，并通过新的GeV尺度相互作用耦合。我们执行一个仔细的分析热冻结的暗物质湮灭在这样一个场景。我们计算的“助推因子”的范围内产生正确的遗物密度模型的本地晕索末菲增强所产生的，并显示的效果，包括从宇宙微波背景（CMB）的饱和增强的约束。我们发现，从索末菲增强高达800的助推因子是可能的本地晕。当饱和增强的CMB边界被应用时，对于1-2 TeV的暗物质和亚GeV的力载流子，最大增强因子被减小到~400，但仍然足够大以解释所观察到的费米和PAMELA电子信号。我们描述了DM质量提升因子平面中的宇宙射线数据很好地适合于一系列最终状态的区域，并表明索末菲增强本身就足以提供适合数据所需的大湮灭截面，尽管对于轻介质质量（小于~200 MeV），在没有来自子结构的天体物理提升因子的情况下，与CMB约束存在张力。此外，我们认为在这种情况下，WIMPonium形成相关的，并发现重WIMPs（大于2 TeV）和软谱湮灭通道，它可以是一个重要的考虑因素，我们发现区域的暗物质质量大于2.8 TeV，符合CMB的界限，并有~600-700当今的助推因子。
2011-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Inverse Compton constraints on the Dark Matter e+e- excesses
最近从PAMELA等实验中得到的结果指出，宇宙射线中存在过量的e+e-。如果从暗物质湮灭的角度来解释，它们意味着在整个星系晕中存在大量的e+e-。我们考虑了星际光子在这样的e+e-上的逆康普顿散射产生的高能γ射线通量，并将它们与EGRET的现有数据和FERMI的一些初步数据进行了比较。我们考虑不同的观测区域的天空和DM质量的范围内，湮灭通道和DM配置文件。我们发现，大部分的参数空间被排除在外，特别是DM质量大于1 TeV，轻子湮没通道和基准Einasto或NFW配置文件。
2009-07-23 astro-ph.CO 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
Constraining particle dark matter using local galaxy distribution
宇宙射线中可能含有暗物质的信号，这一点已经讨论了很久。在过去的几年里，宇宙线正电子的异常引起了人们的广泛关注，最近AMS-02合作组报道了宇宙线反质子的过剩。这两种过度都可能表明质量约为1-10 TeV的暗物质正在衰变或湮灭。在这篇文章中，我们研究了来自暗物质的伽马射线和星系分布的互相关约束，特别是在局部体积中。我们发现，由于逆康普顿过程的伽马射线具有很大的强度，因此，他们给严格的限制暗物质的情况下，TeV尺度的质量制度。考虑到天体物理伽马射线源建模的最新进展以及暗物质衰变或湮灭的最终状态产物的综合可能性，我们表明，建议解释过剩的衰变暗物质的参数区域被排除在外。我们还讨论了零化方案的约束条件。
2016-06-28 astro-ph.CO hep-ph
On the Dark Matter Solutions to the Cosmic Ray Lepton Puzzle
PAMELA、ATIC、HESS和Fermi最近对宇宙线轻子的测量揭示了有趣的过度现象。许多作者认为粒子暗物质（DM）湮灭可能是这些效应的起源。在本文中，我们批判性地评估这种解释，通过审查一些结果质疑这样的解释的自然性和鲁棒性。DM粒子参数的自然值导致了一个穷人轻子生产，使模型往往需要信号增强效应，我们在这里约束。考虑到DM湮灭也可能产生反质子，我们使用PAMELA反质子质子比测量来限制可能的外来贡献。我们也考虑了由于附近的DM团块而增强的可能性。与最先进的宇宙学N体模拟相比，这种情况似乎不太可能。我们的结论是，大部分观察到的信号最有可能与DM没有联系，而是一个新的，但未被考虑的背景来源，在这些渠道的搜索。
2009-11-25 astro-ph.CO
Breit-Wigner Enhancement Considering the Dark Matter Kinetic Decoupling
本文考虑早期宇宙中暗物质冻结演化过程中的动力学退耦，研究了暗物质湮灭的Breit-Wigner增强。由于动力学解耦后DM温度（$1/R^2$）比动力学平衡时（1/R）下降得更快，我们发现动力学解耦后DM湮灭率的Breit-Wigner增强将显著影响DM残余物密度。通过对PAMELA/Fermi/ATIC观测到的宇宙正负电子异常的模型参数的分析，发现弹性散射$Xf\to Xf$不能有效地维持暗物质的动力学平衡，动力学退耦温度$T_{kd}$与化学退耦温度$T_f\sim O(10) GeV$相当。$T_{kd}$后残余物密度的降低是显著的，并导致有限的增强因子$\sim O(10^2)$。因此，在最小Breit-Wigner增强模型中，很难同时用DM湮没解释宇宙射线中的正电子/电子异常过剩和给出正确的DM残余密度。
2011-06-29 astro-ph.CO hep-ph
A Systematic Study of Hidden Sector Dark Matter: Application to the Gamma-Ray and Antiproton Excesses
在隐藏扇区模型中，暗物质并不直接耦合到标准模型的粒子内容，在直接检测实验中强烈抑制速率，同时仍然允许来自湮灭的大信号。在本文中，我们进行了广泛的研究隐藏的扇区暗物质，涵盖了广泛的暗物质自旋，介质自旋，相互作用图，和湮灭的最终状态，在每种情况下，确定是否湮灭是s波（从而使有效的湮灭在今天的宇宙）。然后，我们继续考虑各种门户的相互作用，使隐藏的部门湮灭产品衰减到标准模型。我们广泛地分类约束遗迹密度的要求和矮球状星系观测。在这种情况下，隐藏的部门是在早期宇宙的标准模型的平衡，我们把一个下限的门户耦合，以及对暗物质的弹性散射截面与原子核。我们应用我们的隐藏部门的结果，所观察到的银河系中心伽玛射线过剩和宇宙射线反质子过剩。我们发现，这两个过剩可以同时解释的各种隐藏的部门模型，没有任何张力与矮球状星系的观测约束。
2020-07-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Can multistate dark matter annihilation explain the high-energy cosmic ray lepton anomalies?
具有小质量分裂和与轻隐扇形玻色子耦合的多态暗物质（DM）模型被提出来解释PAMELA/Fermi/H.E.S.S.高能轻子过剩我们在一个包含双重态或三重态暗物质和一个隐藏的SU（2）规范扇区与标准模型超荷混合的具体模型的框架下，在广泛的DM密度分布上研究了这个建议。规范耦合是从下面的DM遗物密度的范围内，和索末菲增强因子是明确的DM和规范玻色子质量M，μ和（最大的）暗物质质量分裂δ M_{12}的给定值计算。Sommerfeld增强在银河系中心比太阳附近更强，因为DM速度分布的径向依赖性，这加强了逆康普顿（IC）伽马射线约束相对于通常的假设。我们发现PAMELA/Fermi/H.E.S.S.对于M ~ 800 GeV，mu ~ 200 MeV，暗物质剖面的非尖点Einasto参数α> 0.20，r_s ~ 30 kpc，轻子超数与模型的预测以及CMB和费米γ射线的约束是勉强相容的。我们还发现，湮灭DM必须提供的总DM质量密度的次优势（< 0.4）的组成部分，因为否则由于索末菲增强的助推因子太大。
2010-05-22 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Probing the cosmic web: inter-cluster filament detection using gravitational lensing
探测宇宙网络中的暗物质细丝的问题被认为是。弱透镜是暗物质的理想探测器，因此形成了特别有前途的探测方法的基础。我们认为，并开发了一些弱透镜技术，可用于检测细丝在个人或堆叠集群领域，并将其应用到合成透镜数据集的领域集群千年模拟。这些技术是多极矩的剪切和收敛，质量重建，并使用马尔可夫链蒙特卡罗方法参数化拟合细丝质量配置文件。特别是，两个新的灯丝检测技术进行了探讨（多极剪切滤波器和马尔可夫链蒙特卡罗质量配置文件适合），我们概述了能够识别和量化灯丝配置文件所需的数据的质量。我们还考虑了大尺度结构对灯丝检测的影响。我们的结论是，使用这些技术，将有现实的前景，从未来的天基任务的数据检测细丝。本文提出的方法将在未来的探测中对暗物质细丝的识别有很大的用处。
2009-10-14 astro-ph.CO
CMB Constraints on WIMP Annihilation: Energy Absorption During the Recombination Epoch
我们详细计算了暗物质湮灭注入的能量在z ~ 1000处加热和电离光子-重子等离子体的速率，并为广泛的湮灭通道和DM质量的相关红移范围提供了精确的拟合函数。由此产生的扰动的电离历史可以约束的CMB温度和偏振角功率谱的测量。我们表明，模型，适合最近测量的过剩10-1000 GeV的电子和正电子宇宙射线已经接近95%的置信限从WMAP。最近发射的普朗克卫星将能够排除DM对这些过度的广泛解释。在暗物质的模型与索默托增强湮灭，其中sigma v上升与WIMP速度下降，直到某个饱和点，WMAP 5的约束意味着，增强必须接近地球附近的饱和。
2009-06-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Ricci dark energy model with perturbations by using WMAP seven-year cosmic microwave background measurements, BAO and Type Ia supernovae
本文通过对现有宇宙学数据的联合约束，从动力学和几何的角度研究了具有微扰的Ricci暗能量模型。我们使用完整的宇宙微波背景信息从WMAP 7年的数据，重子声学振荡从斯隆数字巡天和2度星系红移巡天，和Ia型超新星从超新星宇宙学项目合作联盟2汇编。采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行全局约束。利用最佳拟合的结果，给出了宇宙学常数模型和Ricci暗能量模型在微扰下的宇宙微波背景功率谱和背景演化的差异。
2011-10-19 astro-ph.CO
Pseudo-Goldstone dark matter confronts cosmic ray and collider anomalies
来自银河系中心的伽马射线和宇宙射线反质子的光谱持续过量可以用质量为$50\sim 65$ \的暗物质（GeV）湮灭为$b$夸克来解释，但这通常很难与直接探测的限制相一致。我们使用一类简单的模型来解决这种紧张关系，其中暗物质是伪南部-戈德斯通玻色子，与原子核具有自然动量抑制耦合。探索模型的参数空间，我们发现，它可以解释宇宙线异常，同时保持兼容的约束条件，从遗迹丰度和湮灭矮球状星系。在参数空间的某些区域，希格斯-暗物质耦合可以帮助稳定希格斯势，直到普朗克尺度。暗物质的标量伙伴是一个额外的希格斯玻色子，这可以解释CMS观察到的试探性双光子过剩，以及LEP的$b\bar b$信号过剩，如果它的质量是$\sim 96$ \，GeV，并且模型扩展到包括重标量夸克。这个扩展的模型预测单色伽马射线线64 GeV附近，在接近目前的实验灵敏度的水平，从星系中的暗物质湮灭。
2019-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Forecast of joint analysis of cosmic shear and supernovae magnification from CSST and LSST
本研究预测了CSST宇宙剪切与LSST超新星放大效应的联合分析，发现通过添加放大率数据可完美消除仅用剪切数据时在$σ_8$等参数上存在的$1σ$系统偏差。
2024-06-01 astro-ph.CO
Low redshift observational constraints on dark energy models using ANN - CosmicANNEstimator
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出CosmicANNEstimator，利用两个独立人工神经网络分别分析哈勃参数和超新星数据，在ΛCDM框架下约束宇宙学参数，其估计精度与MCMC方法相当，展示了机器学习作为高效替代方案的潜力。
2025-11-06 astro-ph.CO
Combined constraints on modified Chaplygin gas model from cosmological observed data: Markov Chain Monte Carlo approach
利用最新的观测数据：Ia型超新星（SNIa）的Union2数据集、哈勃观测数据（OHD）、星系团X射线气体质量分数、重子声振荡（BAO）和宇宙微波背景（CMB）数据，利用马尔可夫链蒙特卡罗方法研究了作为暗物质和暗能量统一的修正的Chaubergin气体（MCG）模型的全局约束.在平坦宇宙中，MCG模型的约束结果是，$Ω_{b}h^{2}=0.02263^{+0.00184}_{-0.00162}$（$1σ$）$^{+0.00213}_{-0.00195}$ $(2σ)$，$B_{s}=0.7788^{+0.0736}_{-0.0723}$（$1σ$）$^{+0.0918}_{-0.0904}$ $(2σ)$，$α=0.1079^{+0.3397}_{-0.2539}$（$1σ$）$^{+0.4678}_{-0.2911}$ $(2σ)$，$B=0.00189^{+0.00583}_{-0.00756}$（$1σ$）$^{+0.00660}_{-0.00915}$ $(2σ)$和$H_{0}=70.711^{+4.188}_{-3.142}$（$1σ$）$^{+5.281}_{-4.149}$ $(2σ)$。
2011-05-10 astro-ph.CO
Observational constraints on G-corrected holographic dark energy using a Markov chain Monte Carlo method
利用Ia型超新星、重子声学振荡、宇宙微波背景辐射和X射线气体质量分数的宇宙学数据，在修正的Friedmann方程框架下，用时变引力耦合常数约束全息暗能量.应用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）模拟方法，在$1σ$置信水平（CL）范围内，我们得到了模型和宇宙学参数在平坦宇宙中的最佳拟合值：$Ω_{\rm b}h^2=0.0222^{+0.0018}_{-0.0013}$，$Ω_{\rm c}h^2 =0.1121^{+0.0110}_{-0.0079}$，$α_{\rm G}\equiv \dot{G}/(HG) =0.1647^{+0.3547}_{-0.2971}$和HDE常数$c=0.9322^{+0.4569}_{-0.5447}$ .使用最佳拟合值，$1σ$ CL处当前时间$w_{\rm d0}$的暗分量的状态方程可以穿过体模边界$w=-1$。
2013-09-18 astro-ph.CO
Confronting Dark Energy Anisotropic Stress
我们使用目前可用的宇宙观测探测和约束的不完美的暗能量流体，其特征在于由一个恒定的状态方程$w$和一个恒定的速度的粘度$c^2_{vis}$。采用马尔可夫链蒙特卡罗方法对模型参数空间进行扫描。结果表明，使用{ \it Planck}2013年宇宙微波背景辐射、Ia型超新星和重子声学振荡等现有数据集时，粘性$c^2_{vis}$的速度没有得到很好的约束.但宇宙数据集倾向于幻影暗能量，其粘度$c^2_{vis}$略呈负值。
2014-03-03 astro-ph.CO
Neutrino emission from dark matter annihilation/decay in light of cosmic $e^{\pm}$ and $\bar{p}$ data
在我们的前期工作中，发展了一种基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的自洽全局拟合方法，用于研究宇宙线正负电子过剩引起的暗物质（DM）性质。在这项工作中，我们进一步改进了以前的研究，包括强子分支比的DM湮灭/衰变。PAMELA $\bar{p}/p$数据被用来约束强子分支比。我们发现PAMELA $\bar{p}/p$数据所允许的夸克分支比的95%（$2σ$）上限分别是DM湮灭的$\sim 0.032$和DM衰变的$\sim 0.044$。这一结果表明，DM耦合到纯轻子确实是目前的数据所青睐。在整体拟合结果的基础上，我们进一步研究了银河系中心DM的中微子发射。由于考虑了$γ$ -射线的约束，我们预测的中微子通量比以前的工作要小一些。然而，它仍然能够被即将到来的中微子探测器如IceCube探测到。与以往工作相比，本文的改进之处在于：1）采用全局拟合的方法导出了粒子物理和天体物理的DM参数; 2）包含了$γ$ -射线和反质子等多种数据的约束条件; 3）中微子发射的期望是完全自洽的。
2012-03-14 astro-ph.CO hep-ph
TASI Lectures on Indirect Searches For Dark Matter
在这些讲座中，我描述了各种努力，以确定或限制的身份暗物质通过检测这些粒子的湮灭或衰变产物，或其影响。在回顾了间接搜索的动机之后，我讨论了我们从伽马射线、宇宙射线和中微子的观测以及宇宙微波背景中了解到的关于暗物质的信息。诸如此类的测量已经被用来显著地限制大范围的热遗迹暗物质候选者，特别是那些质量低于几百GeV的暗物质。我还讨论了一些异常和过剩，已被解释为可能的信号的暗物质，包括银河系中心伽马射线过剩，宇宙射线反质子过剩，宇宙射线正电子过剩，和3.5千电子伏线。这些讲座最初是作为2018年理论高级研究所（TASI）暑期学校“数据时代的理论”的一部分。虽然打算为先进的研究生，这些讲座可能是有用的物理学家，天体物理学家和天文学家谁希望得到一个概述的间接搜索暗物质的现状广泛。
2018-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Confronting DGP Braneworld Gravity with Cosmic Observations after Planck Data
Dvali-Gabadadze-Porrati具有膜张力的膜世界引力的正常分支在现有的宇宙观测中从几何学和动力学的角度受到质疑。在几何方面，以Ia型超新星为标准烛光，以重子声学振荡为标准标尺，利用首次公布的15.5个月数据中的宇宙微波背景测量来修正背景演化。在动力学方面，红移空间畸变数据将用于确定物质扰动的演化。通过Markov链Monte Carlo分析，我们发现了Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界的一个空间平坦正规分支的无量纲交叉尺度$Ω_{r_c}=1/(4H^2_0r^2_{c})=0.00183_{-0.00183}^{+0.000338}$.该结果表明，交叉量表$r_c$应在$12H^{-1}_0$附近，这与之前的结果$r_c>3H^{-1}_0$一致，甚至更大。这也意味着在$H^{-1}_0$尺度下五维引力效应很弱。
2014-02-27 astro-ph.CO
Modified Chaplygin Gas as a Unified Dark Matter and Dark Energy Model and Cosmic Constraints
利用现有的宇宙观测数据，包括Ia型超新星、重子声学振荡和WMAP第七年全谱数据，对修正的Chaobergin气体模型（MCG）$ρ_{MCG}/ρ_{MCG0}=[B_{s}+(1-B_{s})a^{-3(1+B)(1+α)}]^{1/(1+α)}$进行了约束，将其作为统一的暗物质模型和暗能量模型.与文献中的考虑不同，我们没有把MCG分成暗物质和暗能量两个分量，而是把它看作一个整体的能量分量--一个统一的暗扇区。利用马尔可夫链蒙特卡罗方法，得到了一个紧约束：$α= 0.000727_{- 0.00140- 0.00234}^{+ 0.00142+ 0.00391}$，$B=0.000777_{- 0.000302- 0.000697}^{+ 0.000201+ 0.000915}$和$B_s= 0.782_{- 0.0162- 0.0329}^{+ 0.0163+ 0.0307}$。
2012-04-25 astro-ph.CO
Constraints on leptonically annihilating Dark Matter from reionization and extragalactic gamma background
PAMELA、Fermi和HESS实验（PFH）已经显示出宇宙正电子和电子通量的异常过剩。一个非常令人兴奋的可能性是，这些过剩是由于湮灭暗物质（DM）。本文利用河外弥散γ射线背景的观测资料和末次散射面的光学厚度测量值，计算了轻子湮灭DM的约束条件，并与m_{DM} - <σ_AV>平面上PFH有利区的约束条件进行了比较。使用PYTHIA蒙特卡罗工具指定了能量输入的详细形式后，我们求解了辐射转移方程，这使我们能够确定宇宙介质吸收的能量以及剩余的漫伽玛背景能量。我们发现，对于τ^{-}+τ^{+}湮灭通道，来自光学深度测量的约束能够完全排除PFH有利区，而对于μ^{-}+μ^{+}湮灭通道，则几乎完全排除PFH有利区。事实证明，这些约束是相当强大的，几乎不依赖于低红移集群提升。来自伽马射线背景的约束对假设的晕浓度模型敏感，并且对于幂律模型，排除了PFH对所有轻子湮灭通道有利的区域。我们还发现，有可能有模型，完全符合宇宙在低红移。然而，这些模型在z > ~100处产生太大的自由电子分数，并且与光学深度测量相冲突。此外，在这些情况下的湮没截面的大小是大于PFH数据所建议的。
2009-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The peculiar velocity correlation function of the Cosmicflows-4 catalog
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Ohio University（俄亥俄大学）；University of Kansas（堪萨斯大学）；Willamette University（威拉米特大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）
本文基于宇宙流-4目录的数据，分析了并行异常速度相关函数，通过改进的估计方法减少了统计不确定性，并得出宇宙增长率的测量结果。
2026-04-09 astro-ph.CO
How Dark Matter Reionized The Universe
虽然经验证据表明宇宙的气体已经被红移z ~ 6电离，但这种转变发生的机制仍然不清楚。在这篇文章中，我们探讨了暗物质湮灭可能在这一过程中发挥了主导作用的可能性。在这些湮灭中产生的高能电子可以与宇宙微波背景散射，产生相对低能量的伽马射线，其比更高能量的瞬发光子更有效地吸收和加热气体。与以前的研究相比，我们发现，可行的暗物质候选人与电弱尺度质量可以自然地提供宇宙的再电离的主要贡献。有趣的是，我们发现，暗物质候选人能够产生最近的宇宙射线观测到的PAMELA和/或ATIC的过剩，也被预测为导致完全再电离的宇宙z ~ 6。
2009-04-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Observational evidence for Early Dark Energy as a unified explanation for Cosmic Birefringence and the Hubble tension
Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Shanghai University（上海大学）；Sogang University（西江大学）；National Institute of Science Education and Research（国家科学教育与研究研究所）
本文通过CMB的EB模式观测和局部膨胀率测量，检验了n=3超轻类轴子EDE模型，发现其能同时拟合观测数据并提供统一解释宇宙双折射与哈勃张力的首个证据。
2024-12-31 astro-ph.CO
Bayesian ICA-based source separation of Cosmic Microwave Background by a discrete functional approximation
介绍了一种实现贝叶斯源分离分析的函数逼近方法，并将其应用于WMAP数据的宇宙微波背景（CMB）分离。这种近似允许在WMAP和普朗克数据的尺度上进行易于处理的全天空地图重建，并通过高斯马尔可夫随机场先验来模拟源的空间平滑度。它比通常的MCMC方法快几个数量级。文中还讨论了近似的性能和局限性。
2011-01-19 astro-ph.CO stat.AP
TeV dark matter in the disk
DAMA年度调制数据和CoGeNT，CDMS-II，EDELWEISS-II，CRESST超出预期背景的事件进行重新分析的暗物质粒子信号考虑旋转晕的情况下。研究发现，DAMA数据有利于在同转冷流中的极高质量暗物质粒子的组态。类似的高质量/低速度解与CoGeNT、CDMS-II、EDELWEISS-II和CRESST实验中观察到的事件是一致的，并且根据Pamela和Fermi在宇宙射线中测量到的正电子/电子过剩，可能会引起人们的兴趣。
2011-03-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axion-Like Particles and Recent Observations of the Cosmic Infrared Background Radiation
CIBER合作发布了他们的第一个宇宙红外背景（CIB）辐射的观测数据，与理论推断的值相比，在波长$\sim$ 1 $μ$ m附近有显着的过量。CIB辐射的数量对宇宙的不透明性有显着的影响，因为TeV的伽马射线是从遥远的源（如AGN）发射的。根据CIBER实验报告的CIB辐射值，通过这种TeV伽马射线与CIB光子的反应，TeV伽马射线在传播过程中应该会显著衰减，这将导致能量谱与目前TeV伽马射线源的观测结果不一致。在这篇文章中，我们讨论了TeV伽马射线观测和CIB数据之间的这种紧张关系的可能解决方案，即轴子[或类轴子粒子（ALP）]可能通过异常诱导的光子-轴子混合来增加宇宙的透明度。我们发现一个区域中的轴子质量，$m_a \sim 7 \times 10^{-10} - 5 \times 10^{-8}$ eV，和轴子光子耦合常数，$1.2 \times 10^{-11} {\rm GeV}^{-1} \lesssim g_{aγ} \lesssim 8.8 \times 10^{-10} {\rm GeV}^{-1}$，解决了这个问题的参数空间。
2017-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Revisiting the Dark Matter Interpretation of Excess Rates in Semiconductors
根据低阈值暗物质探测器的最新结果，我们重新审视了在众多直接探测实验中多次过量的共同暗物质起源的可能性，重点是半导体探测器中的过量率。我们探索的解释低阈值的热量过剩率在硅SuperCDMS低温声子探测器和锗EDELWEISS表面探测器的100 eV以上，从一个共同的，但未知的起源所产生的40 eV以上，并证明了一个兼容的适合在这两个实验中观察到的能谱，遵循指数的幂律$α= 3.43^{+0.11}_{-0.06}$。尽管这两个过剩率的标准化与质量数$A^2$的平方近似进行了有趣的缩放，但我们认为，即使考虑到奇异的凝聚态效应，通过核反冲进行的暗物质散射的共同起源的可能性也是非常不受欢迎的。尚未测量的运动学机制，这是由于在硅和锗过量的不同能量范围内给出可比较的速率所需的非物理大的暗物质速度。我们还研究了宇宙射线中子，太阳中微子和光子作为起源的非弹性核散射的可能性，并根据已知的粒子通量定量地反对这三种散射。
2022-06-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Leptonic dark matter annihilation in the evolving universe: constraints and implications
宇宙电子和正电子过剩被解释为可能的暗物质（DM）湮灭产物。在这项工作中，我们调查的可能影响，这样的DM湮灭的情况下，在宇宙的演化历史。我们首先计算了河外$γ$ -射线背景（EGRB），它是由DM湮没带电轻子的末态辐射和电子/正电子与宇宙微波背景的逆康普顿散射产生的。DM晕轮廓和最小晕质量，这还没有很好地确定从目前的N体模拟，EGRET和费米望远镜的EGRB数据的约束。然后讨论了轻子DM模型对宇宙演化的影响，如星系际介质的再电离和加热、中性氢21 cm信号和结构形成的抑制等。我们发现，对氢21厘米信号的影响可能会显示有趣的DM湮灭的签名，但对恒星形成的影响并不显着。未来对21 cm信号的观测可用于对DM的性质进行新的约束。
2010-10-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Tight Connection Between Direct and Indirect Detection of Dark Matter through Higgs Portal Couplings to a Hidden Sector
我们提出了一个隐藏的阿贝尔扩展的标准模型，包括一个复杂的标量作为暗物质的候选人和轻标量作为一个长期的暗物质粒子之间的力载体。索末菲增强湮灭截面的暗物质解释了观察到的宇宙射线过剩。轻标量场也引起潜在的大截面的暗物质的核子，因此提供了一个有趣的方式来探测这个模型同时在直接和间接的暗物质搜索实验。我们通过考虑CDMS-II排除限制以及PAMELA和FermiLAT数据来约束模型的参数空间。
2010-07-22 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Ray Anomalies and Dark Matter Annihilation to Muons via a Higgs Portal Hidden Sector
湮灭暗物质（DM）模型的基础上，一个标量隐藏的部门与希格斯门耦合的标准模型被认为是一个可能的解释最近观察到的宇宙射线过剩。两个版本的模型进行了研究，一个与非热DM的起源的助推因子和索末菲增强。在非热DM的情况下，增加了四个在U（1）_{X}对称下变换的隐扇区标量。最重的标量解耦并随后衰变为DM标量，因此提供了解释当前DM湮灭率所必需的增强因子。湮灭标量的质量被限制在< 600 GeV，以使模型保持微扰。U（1）_{X}在电弱跃迁处破缺到Z_2，使O（100）MeV的暗扇形标量与Higgs粒子混合。DM标量湮灭为这些光标量，这些光标量随后通过希格斯混合衰变为两个μ ^{+} μ ^{-}对，因此产生了没有反质子的正电子过剩。衰变到μ^{+}μ^{-}而不是e^{+}e^{-}是必要的，以确保足够快的光标量衰变速率，从而避免核合成中的光标量支配。在索末菲增强的版本中，只有三个新的标量是必要的。TeV尺度的DM质量可以容纳，允许更高能量的电子加上正电子过剩和更低能量的PAMELA正电子过剩被解释。DM湮灭为两个μ^{+}μ^{-}对，如在非热模型中。这种湮没模式可能是赞成最近的观测电子加正电子过剩费米和HESS。
2010-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
CMB constraints on cosmic strings and superstrings
我们提出了第一个完整的马尔可夫链蒙特卡罗分析的宇宙学模型与不断发展的宇宙（超）弦网络，使用不连接段模型的不等时间相关形式主义。对于普通的宇宙弦网络，我们导出了Lambda冷暗物质（CDM）与弦网络参数的联合约束，即弦张力Gmu、回路截断效率c_r和弦波动度α。对于宇宙超弦，我们得到了弦的基本张力Gmu_F、弦耦合g_s、自相互作用系数c_s和紧致额外维体积w的联合约束。这是迄今为止对LambdaCDM宇宙学+弦最全面的CMB分析。对于普通的宇宙弦网络，我们对弦张力的最新约束是相对论单位的Gmu<1.1x10^-7，而对于宇宙超弦，我们对基本弦张力的约束是Gmu_F<2.8x10^-8，两者都是使用普朗克2015的温度和极化数据得到的。
2016-05-20 astro-ph.CO hep-th
Latest Observational Constraints to the Ghost Dark Energy Model by Using Markov Chain Monte Carlo Approach
近年来，在含时背景下QCD鬼的真空能量被提出作为一种暗能量候选者来解释宇宙的加速运动。在这个模型中，暗能量的能量密度与哈勃参数$H$成正比，这是弗里德曼-罗伯逊-沃克（FRW）宇宙的哈勃视界上的霍金温度。本文利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法，结合最新的Ia型超新星资料，包括Union 2.1（580）和Union 2（557），宇宙微波背景，重子声学振荡和观测的哈勃参数，对有和无体粘滞的鬼暗能量模型进行了约束.
2012-02-01 astro-ph.CO hep-th
Positrons and antiprotons from inert doublet model dark matter
在标准模型的一个非常简单的扩展--惰性双态模型的框架下，我们研究了标量暗物质粒子湮灭产生的宇宙射线中反物质的产生和传播。我们考虑三个基准候选人，所有符合WMAP宇宙丰度和现有的直接检测实验，并面对最近的PAMELA，ATIC和HESS数据的模型的预测。对于一个轻的候选人，M_{DM} = 10 GeV，我们认为，正电子和反质子通量可能很大，但仍然符合预期的背景，除非有一个增强（助推因子）的局部密度的暗物质。也有大量的反氘核通量，可能在未来的实验中观察到。对于M_{DM} = 70 GeV的候选者，对正电子和反质子通量的贡献比预期的背景小得多。即使激发因子被用来增强信号，候选人也无法解释观察到的正电子和反质子过剩。最后，对于一个重的候选者，M_{DM} = 10 TeV，它是可能的，以适应PAMELA过剩（但不幸的是，不是ATIC之一）提供了一个大的增强，无论是在本地密度的暗物质或通过索末菲效应。
2009-05-06 astro-ph.CO hep-ph
ELUCID - Exploring the Local Universe with reConstructed Initial Density field I: Hamiltonian Markov Chain Monte Carlo Method with Particle Mesh Dynamics
模拟局域宇宙的演化对于研究星系和星系际介质中不受宇宙变化影响的问题具有重要意义。在这里，我们提出了一种方法来重建的初始线性密度场从输入的非线性密度场，采用哈密尔顿马尔可夫链蒙特卡罗（HMC）算法结合粒子网格（PM）动力学。将HMC+PM方法应用于宇宙学模拟，然后用N体模拟将重建的线密度场演化到今天。如此获得的受约束的仿真精确地再现了在各种$z$下的输入仿真的幅度和相位。在HMC中使用具有0.75 Mpc/h的网格单元大小和40个时间步长的PM模型可以恢复超过一半的相位信息，在高z处降低到k~0.85 h/Mpc，在z=0处降低到k~3.4 h/Mpc，这代表了对文献中类似重建模型的显著改进，表明我们的模型可以在很大的动力学范围内重建宇宙结构的形成历史。采用具有更高的空间和时间分辨率的PM模型产生更好的重建，这表明我们的方法更多地受到计算机资源可用性的限制。在许多早期研究中采用的结构演化动力学模型可以在重建的线性密度场中引起非高斯性，这反过来又会导致预测的晕质量函数出现大的系统偏差。这种偏差在我们的重建中大大减少或不存在。
2014-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Leptophilic Dark Matter from the Lepton Asymmetry
提出了一个弱尺度暗物质模型，其中热暗物质密度由高维轻子破坏算符引起的轻子不对称性决定。在这些模型中，一般有一个分离的湮灭截面负责遗迹丰度（通过轻子违反运营商）和湮灭截面是相关的DM的间接检测（通过轻子保存运营商）。由于这种分离，有一个明显的提升，在今天的星系湮灭截面相对于典型的热冻结导出。这导致了对所观察到的宇宙射线电子和正电子过剩的自然解释，而无需求助于索末菲增强。生成间接信号还设置直接检测横截面的幅度，这意味着用于下一代实验的信号。更一般地，这些模型激励继续寻找DM与显然非热湮灭截面。DM还可能在辐射产生马约拉纳中微子质量方面发挥作用。
2009-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino masses from CMB B-mode polarization and cosmic growth rate
基于未来对宇宙微波背景（CMB）的观测，包括普朗克卫星CMB透镜效应产生的B模偏振，以及利用马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法从欧几里德红移巡天得到的宇宙结构增长率，对中微子质量的约束进行了估算。在68%的置信水平下，中微子总质量的误差估计为$Δ\sum m_ν = 0.075$ eV.通过使用的增长率，而不是星系的功率谱，获得准确的约束条件，因为增长率是由星系偏差的不确定性比由星系的功率谱的影响较小。
2015-03-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring the effects of dark matter - dark energy interaction on cosmic evolution in viscous dark energy scenario
本文在粘性暗能量框架下提出广义相互作用暗能量模型，研究暗物质与暗能量耦合对宇宙演化的影响，并利用Union 2.1超新星数据和MCMC贝叶斯分析约束模型参数。
2024-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Results from PAMELA, ATIC and FERMI : Pulsars or Dark Matter ?
众所周知，暗物质支配着星系和星系团的动力学。它的成分仍然是一个谜，尽管在过去的三十年里对它们进行了不懈的探索。卫星PAMELA实验的最新结果探测到次级宇宙射线谱中能量在10-100 GeV之间的正电子部分过量。其他实验，即ATIC、HESS和FERMI，显示出能量大于100 GeV的总电子（\ps + \el）谱的过剩。这些过量的正电子分数以及电子光谱可能出现在局部的天体物理过程中，如天体辐射，或者可以归因于暗物质粒子的湮灭。第二种可能性为星系和其他天体物理系统中的暗物质的可能候选者提供了线索。在这篇文章中，我们对这些令人兴奋的发展进行了报道。
2010-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
