Study of potential self-annihilation signal from dark matter particles in some prospective astrophysical dark matter sources
随着人们对间接探测暗物质特征的兴趣日益浓厚,本文旨在研究暗物质候选者的自湮灭信号。探测暗物质信号的方法有两方面,一方面,我们探测由暗物质粒子产生的伽马射线。另一方面,我们专注于互补的无线电特性。
2022-08-31 astro-ph.HE hep-ph
A proposed PKU-Muon experiment for muon tomography and dark matter search
提出利用大气缪子或加速器束流与暗物质散射直接探测轻质量暗物质的新方法,通过径迹探测器追踪相互作用、对接束流提升灵敏度并测量缪子方向分布,散射截面灵敏度可达微巴量级。
2024-03-23 hep-ex hep-ph physics.app-ph
Light Dark Matter and Dark Radiation
轻暗物质($M\leq20$ MeV)粒子在中微子退耦后冻结。如果暗物质粒子耦合到中微子或电磁等离子体,暗物质湮灭产生的后期熵可以改变中微子与光子的温度比,并同样改变中微子的有效数量$N_{eff}$。我们研究了暗物质湮灭对$N_{eff}$的非平衡效应,并在热平衡近似下研究了这种效应。这两个结果都受到普朗克观测的约束。我们证明了非平衡态下的暗物质湮灭过程对暗物质质量的下限和附加辐射粒子存在的可能性有更强的约束。
2016-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Multiparton Tomography of Hot and Cold Nuclear Matter
相对论重离子反应中的多部分子相互作用导致硬探针穿越冷、热核物质时的横向动量扩散和介质诱导的非阿贝尔能量损失。系统地研究了核效应对$p_T \geq 2$ GeV包容性强子谱的相互作用,结果表明,在RHIC的$d+Au$和$Au+Au$碰撞中,核遮蔽、多重散射和喷注淬灭之间的竞争导致了中强和强强$p_T$强子产生的明显不同的增强/抑制。双喷流共面性的相关增加,通过扩大的背靠背双强子关联函数,提供了一个额外的实验工具来测试在这种反应中产生的介质的动力学性质的差异。
2003-08-09 hep-ph nucl-th
Earth Tomography with ICAL at INO
本文研究利用具有电荷识别能力的印度ICAL中微子探测器进行地球层析成像的灵敏度,并结合地球质量与流体静力学平衡约束,证明其在反质量顺序下相比其他实验更具竞争力。
2023-09-22 hep-ph
Tomography of the Earth's Core Using Supernova Neutrinos
我们研究了利用未来银河系超新星爆炸产生的中微子对地核进行中微子振荡层析成像的可能性。我们建议使用现有的或计划中的探测器,从而获得额外的回报。假设所有讨论的不确定性都能像预期的那样减少,我们发现地球内核和外核的平均物质密度可以用与地球物理学竞争的精度测量。然而,由于地震波对物质密度跳跃比平均物质密度更敏感,中微子物理学将提供部分补充信息。
2003-02-05 astro-ph hep-ph physics.geo-ph
Jet tomography
本文综述了基于介质诱导胶子韧致辐射微扰QCD计算的冷、热核物质喷流层析研究的最新进展。在RHIC的超相对论重离子反应中的定量应用表明,初始能量密度为冷核物质密度的100倍的QCD的解除限制状态的创建。
2004-04-20 hep-ph nucl-th
Attenuation effect and neutrino oscillation tomography
衰减效应是物质密度分布的远程结构对振荡信号的贡献减弱的效应。这种效应是在能量分辨率区间内对中微子能量积分的结果。位于大于衰减长度$λ_{att}$的距离处的密度分布的结构未被“看到”。我们表明,衰减的起源是(i)平均的振荡在某些层的物质,(ii)小的物质效应:$ε\equiv 2EV/Δm^2 \ll 1$,其中$V$是物质的潜力,和(iii)特定的初始和最终状态的中微子。我们详细说明的衰减,使我们能够明确计算的影响,在$ε^2$为了各种密度分布和振荡通道的图形描述。部分平均的情况下的衰减进行了说明。这一效应对于解释振荡数据和低能量(太阳、超新星、大气、{ \it等})地球振荡层析成像是至关重要的。中微子
2017-06-09 hep-ex hep-ph
Open charm tomography of cold nuclear matter
研究了微扰QCD中部分子过程对D介子产生的相对贡献以及D介子触发的包含双强子对最低阶的相对贡献。虽然胶子融合主导了大角度DD-棒对的产生,但轻部分子散射的魅力决定了单个包含D介子的产额。与夸克和胶子碎裂成轻强子相比,c夸克碎裂成D介子的非微扰碎裂过程明显不同,这导致远离侧的粲触发喷流的反粲含量具有很强的横向动量依赖性。在p+A反应中,我们计算并恢复了介质中末态部分子散射的相干核增强功率修正。我们发现,单和双包容性的开放魅力生产可以抑制一样多的中性π介子从动态高扭曲阴影的产量。在p+A碰撞中的能量损失的影响也进行了唯象研究,并可能导致显着较弱的核衰减的横向动量依赖。
2006-05-17 hep-ph
Jet Tomography Studies in AuAu Collision at RHIC Energies
最近的RHIC结果表明,在sqrt(s)=130和200 AGeV的Au-Au碰撞中,π介子的产生在高p_T时有很强的抑制效应。这种抑制可以连接到最终状态的影响,即喷射能量损失所产生的致密有色物质。应用我们的pQCD为基础的部分子模型,我们进行定量分析的测量抑制模式,并确定所产生的deconfined物质的不透明度。
2003-11-26 hep-ph
Heavy meson tomography of cold nuclear matter at the electron-ion collider
未来电子-离子对撞机物理计划的一个重要部分是了解强子化的性质以及大核中能量和物质的传输。深度非弹性散射中的开放重味产生为解决这些关键问题提供了新的工具。本文首次计算了电子-核碰撞中D介子和B介子的碰撞截面,同时考虑了次主导阶QCD修正和冷核物质效应。我们的形式主义采用广义DGstrom演化,包括在介质中的部分子阵雨的贡献,是基于软共线有效理论与Glauber胶子,描述包容性的强子生产与核子和原子核的反应中开发的方法。这里总结的综合研究使我们能够确定最佳的可观测量,质心能量和运动学区域最敏感的物理能量损失和强子化在EIC。
2021-04-06 hep-ex hep-ph nucl-th
Hidden Hot Dark Matter as Cold Dark Matter
我们发现,隐藏的热暗物质,隐藏的部门暗物质的相互作用,去耦时,它是相对论性的,是一个可行的暗物质候选人提供它从来没有在热平衡与粒子的标准模型。这种隐藏的热暗物质可能会重新加热到比可见宇宙更低的温度和数密度,因此,简单地用它的热丰度来解释宇宙中所有的暗物质,同时避开了结构形成对热暗物质的典型约束。我们发现质量范围从~3 keV到~10 TeV。虽然从未与标准模型平衡,但这类模型可能在物质功率谱中或通过与标准模型粒子的超弱相互作用具有独特的观测特征。
2009-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Ultra-light Axion Dark Matter from 21cm Tomography using Convolutional Neural Networks
我们目前的预测超轻类轴子粒子(UNOPS)的可探测性从未来的21厘米射电观测周围的时代的再电离(EoR)。我们表明,轴子作为占主导地位的暗物质组分有显着的影响,由于在早期宇宙的小尺度密度扰动的抑制再电离的历史。这种行为强烈地依赖于轴子粒子的质量。通过对大红移范围内中性氢亮温场的数值模拟,我们构造了一组训练数据。该数据用于训练卷积神经网络,该网络可以直接在亮度温度场的空间结构和输入轴子质量之间建立联系。我们构建了未来平方公里阵列调查SKA 1-Low的模拟观测,发现即使存在现实的噪声和分辨率限制,网络仍然能够预测输入的轴子质量。我们发现,轴子质量可以在很宽的质量范围内恢复,精度约为20%,并且作为整个DM贡献,如果轴子质量为$M_X<1.86 \times10^{-20}$ eV,使用SKA 1-Low可以在68%处检测到轴子,尽管如果我们放松我们对天体物理建模的假设,将这些天体物理参数视为讨厌的参数,这可以降低到$M_X<5.25 \times10^{-21}$ eV。
2022-01-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Jet Tomography of Hot and Cold Nuclear Matter
多重散射和胶子韧致辐射引起的部分子碎裂函数的介质修正很好地描述了最近的深度非弹性散射(DIS)的HERMES数据,提供了修正依赖于$A^{2/3}$的第一个证据。对于$Au$核中的10-GeV夸克,能量损失为$<dE/dL> \approx 0.5$ GeV/fm.包括膨胀的影响,在$\sqrt{s}=130$ GeV的中心$Au+Au$碰撞的$π^0$光谱分析产生相当于$<dE/dL> \approx 7.3$ GeV/fm在静态介质中的平均能量损失。给出了$Au+Au$ GeV中心碰撞的预言。
2002-10-21 hep-ex hep-ph nucl-ex
Electroweak Symmetric Dark Matter Balls
在具有守恒暗物质数的简单Higgs-portal暗物质模型中,我们证明了暗物质存在非拓扑孤子态.这种状态的每暗物质数的能量比自由粒子状态小,并且其内部在电弱对称真空中。它可能产生于早期宇宙的一级电弱相变,并贡献了大部分的暗物质。这种电弱对称暗物质球是一种新的宏观暗物质候选者,其能量密度为电弱尺度,质量为1克或以上。由于它的电弱对称内部,暗物质球具有一个大的几何散射截面的核子或核。利用Xenon 1 T、BOREXINO和JUNO等大尺寸探测器进行的暗物质和中微子实验具有发现电弱对称暗物质球的巨大潜力。我们还讨论了暗物质球和普通物质束缚态的形成。
2019-06-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutron stars with spin polarized self-interacting dark matter
暗物质是宇宙的重要组成部分,它可以影响中子星中的可见物质。暗物质的一个重要物理特征是由于暗物质粒子的自旋。本文应用中子星物质的分段多方状态方程和自旋极化自相互作用暗物质的状态方程,研究了自旋极化自相互作用暗物质对中子星结构的影响.考虑了不同暗物质自旋极化和暗物质粒子相互作用值的中子星物质和暗物质部分的行为。此外,我们提出的价值的引力红移的这些恒星在不同的情况下,自旋极化和自相互作用的暗物质。
2018-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Superheavy dark matter and IceCube neutrino signals:bounds on decaying dark matter
超重暗物质可能会在地球上探测到的高能中微子信号中显示出它的存在。从冰立方的最新结果来看,我们可以在$10^{28} {\rm sec}$附近设定超过100 TeV的暗物质寿命的最强下限。PeV周围的过量被注意到,并且可以被解释为DM的第一信号,即使邀请进一步的确认和专门的搜索。
2015-07-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic Ray-Dark Matter Scattering: a New Signature of (Asymmetric) Dark Matter in the Gamma Ray Sky
我们考虑了银河宇宙射线电子和质子在末态光子辐射下被暗物质散射的过程。这一过程为用伽马射线寻找银河系暗物质提供了一种新的方法。我们认为,对于一个通用的弱相互作用的大质量粒子,如共同湮灭或速度依赖的横截面的影响,伽马射线发射的宇宙射线散射的暗物质通常小于从暗物质对湮灭。然而,如果暗物质粒子不能成对湮灭,例如在非对称暗物质场景中的情况,则具有终态光子发射的宇宙射线散射提供了一个独特的窗口来检测来自暗物质的伽马射线信号。我们估计预期的通量水平和它的光谱特征为一个通用的超对称设置,我们还讨论了偶极和发光的暗物质。我们表明,在某些情况下,伽马射线发射可能是大到足以检测到的费米大面积望远镜。
2011-08-17 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Composite Dark Matter and Puzzles of Dark Matter Searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中暗物质搜索的积极结果,与其他小组的结果放在一起,可能意味着宇宙学暗物质的非平凡粒子物理解决方案。带-2电荷的稳定粒子,在O-氦“原子”(OHe)中与原始氦结合,代表了暗物质的一种特定的比冷的核相互作用形式。在地球物质中OHe的速度变慢,因此在低温实验中直接探测地下暗物质的方法是难以实现的。然而,在DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中,Na和I核对OHe的辐射俘获会导致能量释放在2-5 keV区间内的年变化。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Saving supersymmetry and dark matter WIMPs -- a new kind of dark matter candidate with well-defined mass and couplings
由于超对称性和暗物质WIMP都还没有被观测到,人们对它们的真实性越来越悲观。在这里,我们讨论一个新的超对称理论和一个新的暗物质候选人,这是自然与目前的实验结果相一致,但这意味着大量的新现象等待发现在可预见的未来。
2018-11-01 hep-ph
Natural GeV Dark Matter and the Baryon-Dark Matter Coincidence Puzzle
我们提出了一个简单的扩展标准模型,引起重子生成有一个暗物质候选人O(GeV)的质量。重子生成所需的新领域的最小集合包括两个O(TeV)色标量和一个单态费米子。当费米子的质量与质子接近简并时,它也成为一种可行的暗物质候选者。重标量衰变产生了暗物质和重子不对称性,从而可以对重子-暗物质符合问题作出自然的解释。暗物质候选者逃脱了直接和间接的探测,但可以在大型强子对撞机上探测。该模型的超对称扩展是直接的,并导致多组分暗物质的情况下,这提高了直接和间接的检测前景。
2013-04-02 hep-ph
Unified picture for Dirac neutrinos, dark matter, dark energy and matter-antimatter asymmetry
我们提出了一个统一的方案,以产生质量的狄拉克中微子和冷暗物质在TeV的规模,了解的起源暗能量和解释的物质-反物质的不对称性的宇宙。这个模型可能会对LHC的希格斯粒子搜索产生重大影响。
2007-10-27 hep-ph
Quasi-degenerate dark photon and dark matter
我们引入了一个不含费米子的$SU(2)_X^{}$暗扇区,实现了$SU(2)_X^{}$暗规范场与标准模型$SU(2)_L^{}\times U(1)_Y^{}$规范场之间的非阿贝尔动力学混合.当其中一个暗规范玻色子成为暗光子时,其他玻色子可以保持稳定,形成暗物质粒子。如果将来能同时观测到暗光子和暗物质,就可以检验暗光子和暗物质的近简并质量。
2022-09-19 hep-ph
Dark Energy and Dark Matter
简要介绍了我们目前对暗能量和暗物质丰度和性质的认识。下面是对超对称暗物质更集中的讨论。包括一个频率论方法的超对称参数空间和后果的直接检测暗物质。
2010-01-27 hep-ph
Inflation and Dark Matter in the $Z_5$ Model
本文研究 $Z_5$ 双组分暗物质模型中统一暴胀与暗物质物理的可能性,重点分析混合暗物质暴胀情形,并给出同时满足理论约束和暗物质遗迹密度约束的可行参数空间。
2023-04-28 hep-ph
Majorana Neutrinos as the Dark Matters in the Cold plus Hot Dark Matter Model
在冷加热暗物质的宇宙学模型中,假设两个轻中微子是等质量的热暗物质,质量为2.4 eV,研究了具有跷跷板机制的Majorana中微子的一个简单模型.我们发现,重中微子,这是跷跷板的合作伙伴与其余的一个轻中微子,可以是冷暗物质,如果轻中微子是完全无质量。这种冷的暗物质中微子的质量可以在5.9 x 10^2 eV到2.2 x 10^7 eV的宽范围内。
1996-02-01 hep-ph
The dark-matter world: Are there dark-matter galaxies?
我们试图回答中微子和反中微子,如宇宙中微子背景中的中微子,是否会在一定的时间跨度下,比如说1 Gyr,在它们之间甚至与其他暗物质粒子发生团簇。随着中微子质量的增加,与普通物质的相似性增加,如果时间足够长,我们对中微子成团的信心也会增加。特别是,聚类可能发生在一些种子上(参见。定义见正文),则暗物质世界形成暗物质星系的机会增加。如果暗物质星系在1 Gyr的时间跨度内存在,那么它们甚至可能决定普通星系的形成(即暗物质星系首先形成);因此,对我们宇宙结构的影响将是巨大的。
2011-10-26 hep-ph
An Elusive Vector Dark Matter
尽管直接暗物质搜索实验的灵敏度达到了$10^{-45}~{\rm cm}^2$的水平,但仍然没有观测到可靠的暗物质信号。我们指出,如果暗物质是矢量玻色子,直接暗物质搜索实验中的零结果可能是由于暗物质-核子弹性散射中的破坏性效应。我们说明的情况下,使用修改后的希格斯门模型,包括奇异夸克。当重夸克和暗物质之间存在一定的质量间隙时,可以发生显著的相互抵消。结果,自旋无关的暗物质-核子弹性散射被抑制,使得未来的直接搜索实验很难观测到暗物质的信号。
2014-10-03 hep-ph
Generating the Dark Matter mass from the QCD vacuum: A new approach to the Dark Matter-Baryon coincidence problem
本文提出了一种基于强耦合手性暗物质领域的解决方案,通过QCD真空触发的错位生成暗物质质量,实现暗物质与重子质量的相等。
2025-12-08 hep-ph
The annihilation cross section of dark matter which is driven by scalar unparticle
分析了在标量非粒子传播子上与标准模型扇区相互作用的暗物质的湮灭截面。我们观察到暗物质对的湮灭截面对暗物质质量和标量非粒子的标度维数敏感。我们利用现有的暗物质丰度估计了暗物质质量和标量非粒子的标度维数的范围。
2013-07-26 hep-ph
How Heavy can Neutralino Dark Matter be?
热遗迹与观测结果一致的中性伴子暗物质的质量上限是多少?如果中性伴子暗物质和有色粒子的质量极度简并,质量差小于QCD标度,则暗物质湮灭显著增加,并在QCD相变后享受“二次冻结”。在这种情况下,质量远大于100 TeV的中性伴子暗物质可以实现正确的暗物质丰度。我们研究了中性伴子暗物质和有色超对称粒子在这种高度简并的质量谱下的暗物质丰度及其探测。
2020-01-05 hep-ph
Exploring the dark annihilation: multi-component asymmetric and symmetric dark matter
本文用模型无关方法建立含对称与非对称组分的多粒子暗物质Boltzmann方程,研究仅通过隐藏扇区发生“暗湮灭”的不可见候选者,并考虑宇宙非标准膨胀对暗物质丰度的影响。
2024-08-04 hep-ph
Decaying Dark Matter from Dark Instantons
我们构建了一个明确的,TeV尺度的衰减暗物质模型,其中的暗物质候选人的近似稳定性是一个全球对称性的结果,只有由非阿贝尔暗规范群产生的瞬子诱导的运营商被打破。主要的暗物质衰变通道是到标准模型轻子。暗物质湮灭到标准模型态主要通过希格斯门发生。我们表明,在这个模型中的暗物质候选人的质量和寿命可以选择符合PAMELA和费米LAT实验的数据拟合青睐的值。
2010-09-22 hep-ph
Majorana Dark Matter Cross Sections with Nucleons at High Energies
非相对论性暗物质与核子的散射受到直接探测实验的限制。利用XENON对暗物质与核子散射的自旋无关和自旋相关截面的约束,对假设的Majorana费米子暗物质粒子与希格斯玻色子和Z玻色子的耦合进行了约束.在这个过程中,我们说明了变化的暗物质核子截面,因为一个去从非相对论,相干散射相对论,非相干散射。虽然Z不可见衰变宽度排除了暗物质与普通物质的直接耦合,但通过将光Z'门户引入暗区,即使在加速器实验约束下,也可以保留相对较大的暗物质核子截面质量约为10 GeV的暗物质
2012-10-17 hep-ph
Quark Seesaw, Dark $U(1)$ symmetry and Baryon-Dark Matter Coincidence
我们试图理解的重子暗物质符合问题内的标准模型,宇称不变性是用来解决强CP问题的夸克跷跷板扩展。这个模型的$SU(2)_L\times SU(2)_R\times U(1)_{B-L}$规范对称性是由一个黑暗的$U(1)_X$群加上包含一个重中性矢量费米子$χ_{L,R}$下的黑暗集团起着暗物质的作用。在这个模型中,所有的费米子都是狄拉克型的。在考虑了闪锌矿效应后,重标量在$U(1)_X$下的衰变导致了暗物质和重子的同时不对称产生。$U(1)_X$基团不仅有助于稳定暗物质,还有助于通过$χ-\barχ$湮灭消除暗物质的对称部分。对于质量接近质子质量的暗物质,它解释了为什么重子和暗物质丰度具有相似的量级(重子-暗物质重合问题)。该模型在低阈值(亚千电子伏)直接暗物质搜索实验中是可检验的。
2017-08-10 hep-ph
Can Pulsars in the inner parsecs from Galactic Centre probe the existence of Dark Matter?
我们讨论了在暗物质环境中致密暗天体的形成,鉴于星系中致密暗天体的质量可能依赖于暗物质的分布。我们的结果表明,由于暗物质的捕获,脉冲星的质量应该向银河系中心方向减小,从而成为暗物质存在和性质的一个探针。因此,我们建议,脉冲星质量在一个暗物质丰富的环境中的演变,可以用来把约束,当结合未来的实验,我们的银河系晕暗物质配置文件的特点,对暗物质粒子质量和暗物质自相互作用强度。
2020-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Hybrid Dark Matter
暗物质可以在早期宇宙中通过冻入或冻出机制产生。这两种情况都在参考文献中进行了研究,但通过这两种机制的组合产生的暗物质没有得到解决。在本文中,我们提出了一个混合的暗物质模型,其中暗物质有两个组成部分,一个热产生的和另一个产生的非热。首次给出了Higgs门混合暗物质残余丰度的解析计算,并从暗物质的直接和间接探测实验中考察了模型参数空间的约束条件.
2018-05-13 hep-ph
Medium modification of the nucleon mechanical properties: Abel tomography case
我们研究了核子的引力形状因子在核物质中如何发生变化,着重讨论了从三维Breit坐标系到二维光阵面坐标系的Abel变换。由于引力形状因子揭示了核子的力学结构,我们也考察了能量动量、压力和剪切力分布的介质修正。我们仔细研究了核物质中核子的稳定性。为此,我们采用介质内修正的SU(2)Skyrme模型来研究核子的这些力学量,因为它提供了一个简单而清晰的框架。在这个介质内修正的SU(2)Skyrme模型中,利用低能π介子-核散射数据和正常核物质密度$ρ_0=0.5m_π^3$附近核物质的饱和性质对π介子性质进行修正.结果揭示了核子质量分布在介质中加宽时,核子在核物质中如何膨胀。我们还表明,在核介质中,对应于质量和角动量分布的均方半径增加。该特征在3D和2D情况下都保持。我们可视化了核子内部的强力场在二维平面上的分布,并说明了这些力在核物质中是如何发生变化的。
2022-07-05 hep-ex hep-ph nucl-ex
Electroweak Axion as the Fuzzy Dark Matter -- A Proposal for the Mixed Fuzzy and Cold Dark Matters
电弱轴子与质量为$m\simeq 10^{-20}$ -- $10^{-19}\,{\rm eV}$的模糊暗物质相同。该模型预测了暗物质的两种成分,一种是超轻物质,另一种是类似WIMP的物质。预言了模糊暗物质与光子之间的Chern-Simons型相互作用和质子的$B+L$破缺衰变。
2022-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Modified Gravity Tomography
我们考虑了从小尺度到大尺度的标量场自由度对引力动力学的影响。我们证明了修正引力的影响可以完全被标量场质量及其与物质耦合的时间变化所捕获。这导致修改后的重力参数化的地方很容易分析和大规模的规模结构效应明显的限制。
2012-09-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark sector unifications: dark matter-phantom energy, dark matter -- constant $w$ dark energy, dark matter-dark energy-dark matter
本文提出了一种新的方法,统一的暗物质和暗能量的宇宙流体。介绍了一个模型,其中宇宙流体声速平方被定义为状态方程(EoS)参数的函数。它示出了如何对数的一部分,这个函数的结果在动力学制度以前没有观察到的宇宙流体模型。结果表明,在一个特定的动力学制度的模型表现为统一的暗物质和幻影暗能量。此外,它表明,该模型可以描述暗物质-暗能量统一,其中暗能量渐近行为的暗能量与一个常数EoS参数大于-1。在特定的参数范围内,统一流体模型也再现了类似于$Λ$ CDM模型的全局扩展,其中流体声速对于小的标度因子值为零,并且对于大的标度因子值为小的,甚至为零。最后,它显示了如何该模型可能有助于描述宇宙流体暗物质-暗能量-暗物质统一。得到了产生这种瞬态暗能量行为的模型参数的物理约束。
2019-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring the mirror matter interpretation of the DAMA experiment: Has the dark matter problem been solved?
DAMA周年调制信号与微分能谱之间的自洽性是对暗物质候选者的一个重要检验,镜像物质型暗物质通过了这一检验,而其他暗物质候选者,包括标准暗物质,则通过了这一检验(自旋无关)WIMP和微型带电粒子暗物质,我们认为,镜像物质型暗物质的独特性质似乎正是完全解释这些数据所需要的,这表明暗物质问题终于得到了解决。
2004-05-19 astro-ph hep-ph
Impact of semi-annihilations on dark matter phenomenology - an example of Z_N symmetric scalar dark matter
本文研究了半湮灭x_i x_j <->x_k X(其中x_i为任意暗物质,X为任意标准模型粒子)对暗物质唯象的影响.我们建立了一个包含一个额外的双重态和一个复杂的单重态的最小标量暗物质模型,预测了不同离散阿贝尔对称性Z_N,N>2下具有半湮灭过程的非平凡暗物质现象。我们实现了两个这样的例子模型与Z_3和Z_4对称的micrOMEGA和工作的现象。我们发现,这两个半湮灭和湮灭只涉及粒子从两个不同的暗物质部门显着修改这种类型的模型中的暗物质遗迹丰度。我们还研究了在这些模型中在XENON 100中直接检测暗物质的可能性。
2012-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino tomography - Learning about the Earth's interior using the propagation of neutrinos
由于中微子的传播受到地球物质存在的影响,它为探测地球内部开辟了新的可能性。不同的方法包括基于高能(TeV以上)中微子与地球物质相互作用的技术,以及利用MSW效应对低能(MeV至GeV)中微子的中微子振荡的方法。原则上,来自许多不同来源的中微子(太阳,大气,超新星,光束等)可以使用在这次演讲中,我们总结和比较了不同的方法,重点是最近的发展。此外,我们还指出了与中微子振荡有关的其他地球物理方面。
2006-07-03 hep-ph physics.acc-ph physics.geo-ph
Linear scale bounds on dark matter--dark radiation interactions and connection with the small scale crisis of cold dark matter
现代宇宙学中的一个悬而未决的问题是冷暗物质范式的小尺度危机。越来越多的注意力最近致力于自相互作用的暗物质模型作为一个可能的答案。然而,解决所谓的“失踪卫星”问题还需要存在额外的相对论性粒子(称为暗辐射),与早期宇宙中的暗物质散射。在这里,我们调查的影响,不同的理论模型设计的暗物质暗辐射相互作用的大尺度宇宙学观测。我们使用宇宙微波背景数据,把约束的暗辐射成分和它的耦合到暗物质。我们发现,数据所允许的耦合值意味着一个截止尺度的晕质量函数与银河系中的卫星观测相匹配。
2017-06-26 astro-ph.CO hep-ph
A dark matter scaling relation from mirror dark matter
镜像暗物质和其他类似的耗散暗物质候选者需要一个能量源来稳定螺旋星系中的暗物质晕。以前曾有人提出,普通超新星可能提供所需的能量。通过将超新星提供给晕的能量与辐射冷却损失的能量相匹配,我们在这里导出了一个粗略的标度关系$R_{SN} \propto ρ_0 r_0^2$($R_{SN}$是超新星速率,$ρ_0, \ r_0$是暗物质中心密度和核心半径)。这种关系与从晕质量大于$3\times 10^{11} M_\odot$的螺旋星系的研究中推断出的暗物质特性是一致的。我们推测,其他观测到的星系的星系团可能会解释这种耗散的暗物质的框架内。
2013-12-26 astro-ph.CO hep-ph
Mirror matter-type dark matter
任何非重子暗物质理论都应该努力解释以下六个主要问题:(1)暗物质的基本粒子性质(质量、稳定性、暗度);(2)普通和非重子暗物质($Ω_B \sim Ω_{dark}$)在宇宙丰度上的相似性;(3)大尺度结构的形成;(4)微透镜事件;(5)螺旋星系中渐近平坦的旋转曲线;(6)令人印象深刻的DAMA/NaI年度调制信号。只有镜像物质类型的暗物质才能够解释所有这六个令人满意的特征。这篇文章的目的是提供一个最新的和教学审查这个暗物质候选人。
2004-07-30 astro-ph hep-ph
Experimental implications of mirror matter-type dark matter
镜像物质类型的暗物质是一个暗物质候选者,特别是从高能物理动机。本文从教学角度回顾了其理论动机和实验证据,重点介绍了最近的正电子偶素实验、DAMA/NaI暗物质搜寻、异常陨石事件等的意义。
2003-09-11 astro-ph hep-ph
Cosmological Dark Matter: a Review (the April Fool Edition)
在过去的几十年里,关于暗物质的存在和性质的证据不断积累。根据候选粒子的不同,暗物质可以呈现出几种宇宙学定义的模型之一:热暗物质、冷暗物质、暖暗物质、自相互作用暗物质和模糊暗物质。在本文中,我回顾了这些模型的相关性和地位,是否有可能为一个以上的这些模型,每个构成的暗物质的一部分,并讨论了确定这些模型中的任何一个是否可以成功地描述我们自己的宇宙的属性和演化的前景。
2020-04-09 astro-ph.CO hep-ph
Either neutralino dark matter or cuspy dark halos
我们证明,如果最小超对称标准模型中的中性伴子是银河系中的暗物质,那么就不可能有一个延伸到银河系中心的暗物质尖点。相反,如果一个暗物质尖点延伸到银河系中心,中性伴子就不可能是我们银河系中的暗物质。我们考虑了银河系中心黑洞周围中性伴子湮灭的同步辐射,得到了这些结果。
2000-02-21 astro-ph hep-ph
Cosmological constraints on the velocity-dependent baryon-dark matter coupling
利用普朗克微波宇宙微波背景辐射(CMB)和斯隆数字巡天(SDSS)Lyman- $α$ forest数据,给出了MeV以下暗物质质量的重子-暗物质相互作用截面的宇宙学约束.为了探索暗物质质量$m_χ\lesssim 1$ MeV的暗物质的自由流效应可以抑制可观察到的小尺度密度波动,除了存在重子-暗物质耦合的声振荡阻尼,我们应用类似于传统的暖暗物质的近似处理暗物质的自由流。我们还证明了重子-暗物质横截面边界的质量依赖性(对于暗物质质量下降到$m_χ \sim 5~{\rm keV}$),相反,暗物质质量独立的横截面约束的光暗物质在以前的文献中声称的MeV尺度以下。
2019-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter directional detection in non-relativistic effective theories
我们将暗物质定向探测的形式推广到任意的单体暗物质-核子相互作用。新的理论框架推广了目前所使用的理论框架,该框架仅基于两种类型的暗物质-核子相互作用。它包括14个暗物质-核子相互作用算符,8个同位素相关的核响应函数,以及暗物质速度分布前2阶矩的Radon变换。利用最近通过数值原子核结构计算得到的核响应函数,计算了由CF $_4$、CS $_2$和$^{3}$ He构成的暗物质定向探测器对14个暗物质-核子相互作用的反冲能谱.我们突出了新的功能,提出的理论框架,并提出了我们的球形暗物质晕和流的暗物质粒子的结果。该研究为暗物质定向探测实验的模型无关分析奠定了基础。
2015-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric WIMP dark matter
在现有的具有全局对称性的暗物质模型中,暗物质的残余丰度要么等于反暗物质(热WIMP)的残余丰度,要么大得多,基本上没有剩余的反暗物质(非对称暗物质)。通过探索耦合的暗物质和反暗物质玻尔兹曼方程的原始不对称性的后果,我们发现在这两个极端之间插值的参数空间的大区域。有趣的是,这种新的非对称WIMP框架可以容纳广泛的暗物质质量和湮灭截面。现今的暗物质数量通常是不对称的,但这种不对称性很弱,以至于暗物质湮灭的间接信号没有被完全抑制。我们将我们的结果应用于现有模型,并指出即将到来的直接检测实验将限制相关参数空间的大范围。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph