PAMELA data and leptonically decaying dark matter
最近PAMELA公布了他们关于正电子和反质子比率的第一个结果。在新数据的激励下，我们研究了宇宙线的传播模型，计算了次级正电子和反质子谱。低能正电子比可以与对流传播模型中的数据相一致。高于$\sim 10$ GeV的PAMELA数据显示出明显的正电子比过剩。然而，次级反质子与数据大致一致。正电子过剩可能是暗物质湮灭或衰变的直接证据。我们通过假设暗物质湮灭或衰变到不同的最终状态，将正电子和反质子光谱与数据进行比较。PAMELA数据实际上排除了夸克对作为主要的末态，不利于规范玻色子末态。只有在轻子末态的情况下，正电子和反质子谱才能同时得到解释。我们还比较了衰变和湮灭的暗物质的情况下，占PAMELA的结果，更喜欢衰变的暗物质。最后，我们在R宇称破缺的超对称框架下考虑了一个衰变中性伴子暗物质模型。PAMELA数据与中性伴子质量$600\sim 2000$ GeV和寿命$\sim 10^{26}$秒拟合良好。我们还证明了质量在2TeV左右的中性伴子可以同时拟合PAMELA和ATIC数据。
2008-11-26 astro-ph hep-ph
R-Parity Breaking via Type II Seesaw, Decaying Gravitino Dark Matter and PAMELA Positron Excess
我们提出了一类新的具有第二类跷跷板机制的MSSM的R宇称违反扩张，其中不稳定的引力子是宇宙的暗物质。它主要衰变为三个轻子的末态，从而为PAMELA实验中的正电子过剩而非反质子过剩提供了一个自然的解释。该模型可以解释中微子质量，而无需调用任何高尺度物理学，同时保持了宇宙中预先存在的重子不对称性。
2009-05-21 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton and Radio Constraints on the Dark Matter Interpretation of the Fermi Gamma Ray Observations of the Galactic Center
最近，有人提出费米伽马射线太空望远镜从银河系中心方向观测到的伽马射线可以用暗物质湮灭的场景来描述，无论是在它们的角分布还是能谱方面。在这里，我指出，这样的情况将在相当大的紧张局势与现有的反质子数据，特别是新的PAMELA测量。无线电数据的局限性更大，因此不利于暗物质假设，并使观测结果的天体物理解释更加合理。
2009-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic-ray antiproton constraints on light singlino-like dark matter candidates
致力于直接探测暗物质的CoGeNT实验最近释放了过量的事件，这些事件可以被解释为$\sim$ 10 GeV暗物质粒子的弹性碰撞，这可能同时解释仍然神秘的DAMA/LIBRA调制信号，而与CDMS，XENON-100和SIMPLE等其他实验的结果相冲突。结果表明，5-15 GeV的类单态暗物质候选者在最小超对称场景的单态扩展中产生，可以适合这些数据;湮灭然后主要进入光单态主导的希格斯（伪）标量场。我们开发了一个有效的拉格朗日方法来面对这些模型与现有的数据，宇宙射线反质子，包括最新的PAMELA数据。专注于一个参数空间与CoGeNT区域一致，我们表明，预测的反质子通量一般是在紧张的数据时，所产生的（伪）标量可以衰变成夸克能量足以产生反质子，湮灭S波是显着的冻结在早期宇宙。在这个制度中，得到的单线湮没截面上的约束，$\sigv\lesssim 10^{-26}\,{\rm cm^3/s}$，假设一个动态约束的晕密度分布与局部值$ρ_\odot = 0.4\,{\rm GeV/cm^3}$。最后，我们提供了PAMELA或AMS-02如何进一步限制或检测那些尚未排除的反质子产生的配置的指示。
2011-09-30 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton Limits on Decaying Gravitino Dark Matter
我们报告的约束条件的衰变引力子暗物质的寿命模型与双线性R-宇称违反来自宇宙射线反质子的观测与PAMELA实验。对一组可行的宇宙射线传播参数进行扫描，我们发现引力子质量从大约100 GeV到10 TeV的下限范围从$8\times 10^{28}$ s到$6\times 10^{28}$ s。将这些限制与来自伽马射线和中微子观测的限制进行比较，我们得出结论，所提出的反质子限制是目前在所考虑的质量范围内对引力子寿命的最强和最鲁棒的限制。这些约束对应于$10^{-8}$到$8\times 10^{-13}$范围内的双线性R-奇偶性破坏参数的大小的上限。
2014-01-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Relic density and PAMELA events in a heavy wino dark matter model with Sommerfeld effect
在wino LSP方案中，星系中引力束缚winos的湮灭截面可以被Sommerfeld增强因子所增强，而Sommerfeld增强因子是由于初始态之间的W玻色子交换阶梯而产生的.如果质量接近M ~ 4 TeV的共振值，则得到的助推因子可达S ~ 10^4。在本文中，我们表明，如果一个考虑到索末菲增强的遗迹丰度计算，然后正确的遗迹密度得到4 TeV维诺质量由于增强湮灭后，他们的动力学解耦。与此同时，在χχ-> W^+ W^-湮灭通道中的索末菲增强足以解释PAMELA数据中看到的正电子通量，而不会明显超过观测到的反质子信号。我们还表明，（e^- + e^+）和伽马射线信号与费米LAT观测结果基本一致。总之，我们表明，4 TeV的维诺DM可以解释PAMELA观测到的正电子和反质子通量，同时给出了与WMAP观测一致的CDM热遗迹丰度。
2013-06-06 hep-ph
Antiproton Limits on Decaying Gravitino Dark Matter
通过PAMELA实验测量宇宙射线反质子通量，我们推导出$Zν$、$W\ell$和$hν$通道中衰变暗物质寿命的95%CL下限。在宇宙射线传播参数的允许范围内进行扫描，我们发现暗物质质量从大约100 GeV到10 TeV的$8 \times 10^{28}$ s到$5 \times 10^{25}$ s范围内的寿命极限。我们将这些限制的动机良好的情况下，引力子暗物质的情况下，与双线性违反R-宇称，并找到一个类似的范围内的寿命限制相同范围的引力子质量。转换的R-奇偶违反耦合的大小上的限制的寿命限制，我们发现在范围内的$10^{-8}$到$8 \times 10^{-13}$的上限。
2014-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Antiproton Constraints on Effective Interactions of the Dark Matter
利用一种有效的相互作用方法来描述暗物质粒子与标准模型中光自由度之间的相互作用，计算了星系晕中暗物质湮灭所引起的反质子通量，并与PAMELA实验的最新反质子谱进行了比较.我们得到有用的约束的有效相互作用的大小，相当于从对撞机和伽马射线实验推断。
2010-11-10 hep-ph
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
Constraints on particle dark matter from cosmic-ray antiprotons
宇宙线反质子是暗物质间接探测研究的重要通道。目前对大气层顶部反质子通量的测量和对银河系次级反质子产生的理论测定是一致的，没有明显的偏差，这可能表明在这个通道中有外来的贡献。因此，反质子可以作为约束粒子暗物质性质的有力工具。通过使用从50 MV到180 GV的PAMELA数据的刚性的频谱，我们推导出的暗物质湮灭截面（或衰减率，衰减暗物质）的整个频谱的暗物质湮灭（衰变）通道和不同的宇宙线在银河系和日光层中的传输的假设下的界限。对于典型的银河系传播模型，约束是显着强，设置一个下限的暗物质质量的“热”遗迹在大约50-90 GeV的强子湮灭通道。当考虑到银河系中大的宇宙射线约束体积时，这些边界在暗物质质量上被增强到约150 GeV，并且当约束体积小时，对于轻夸克的湮灭被减小到4-5 GeV（对于重夸克的产生没有边界）。暗物质轻于几十个GeV的界限是由于PAMELA光谱的低能量部分，太阳调制的能量区域是相关的：为了这个目标，我们已经实现了一个详细的解决方案的传输方程在日光层，这使我们不仅可以扩展到轻暗物质的界限，但也确定太阳调制建模所产生的约束的不确定性。最后，我们估计即将到来的AMS-02数据的反质子约束的影响。
2015-01-30 astro-ph.HE hep-ph
Probing Gravitino Dark Matter with PAMELA and Fermi
我们分析了衰变引力子暗物质的宇宙射线签名的模型独立的方式的基础上的运营商分析。热leptogenesis和通用的边界条件在大统一体规模限制引力子质量低于600 GeV。来自引力子衰变的电子和正电子通量，加上标准的GALPROP背景，不能解释费米LAT最近测量的PAMELA正电子分数和电子+正电子通量。对于引力子暗物质，观测到的通量需要天体物理源。测得的反质子通量允许衰变的引力子对伽马射线谱有相当大的贡献，特别是能量低于300 GeV的谱线。未来对伽马射线通量的测量将对LHC中可能存在的衰变引力子暗物质的特征提供重要的限制。
2009-08-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Direct and Indirect Detection of Dark Matter in D6 Flavor Symmetric Model
我们研究了基于D 6xZ 2xZ 2的具有族对称性的标准模型的非超对称扩展中的费米子暗物质。在我们的模型中，暗物质湮灭的终态被味对称性确定为e+ e-，这与PAMELA的结果一致。首先，我们表明，我们的暗物质的质量应该在230 GeV - 750 GeV的范围内的WMAP分析结合μ到e γ约束。此外，我们同时解释了直接和间接检测的实验，通过简单地添加一个规范和D 6单重实标量场。在直接探测实验中，我们发现较轻的暗物质质量~ 230 GeV和较轻的标准模型希格斯玻色子质量~ 115 GeV更符合CDMS II和XENON 100的观测结果.在间接探测实验中，我们用Breit-Wigner增强机制解释了PAMELA报道的正电子过剩现象。我们还表明，我们的模型是一致的PAMELA建议没有反质子过剩。
2011-06-12 astro-ph.HE hep-ph
The PAMELA and ATIC Signals From Kaluza-Klein Dark Matter
在这封信中，我们研究了卡鲁扎-克莱因暗物质在一个具有一个普遍额外维度的模型中对PAMELA和ATIC实验的最近观测负责的可能性。在这个模型中，暗物质粒子大部分湮灭为带电轻子，这使它们能够产生与PAMELA和ATIC测量一致的宇宙射线电子和正电子光谱。然而，为了归一化到观察到的信号，需要大的增强因子（~10^3）。尽管这些大的助推因子和显着的湮灭强子模式（35%），我们发现，从宇宙线反质子测量的约束可以满足。在这个模型中，遗迹丰度的考虑迫使我们考虑一个相当特定的质量范围（约600-900 GeV），这是非常相似的范围内所需的ATIC光谱功能。这里给出的结果也可以作为一个基准的模型无关的约束暗物质湮灭强子模式。
2009-02-03 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dipole-interacting Fermionic Dark Matter in positron, antiproton, and gamma-ray channels
在正电子、反质子和光子通道中考虑了偶极相互作用暗物质湮灭产生的宇宙线信号。正电子通道中的预测信号可以很好地解释费米LAT、PAMELA、HEAT和AMS-01实验中质量大于100 GeV的暗物质的过量正电子分数，增强因子为30-80。实验中反质子与质子的比例不超过这个比例也对这种情况产生了严格的限制。利用这些增强因子，研究了来自星系晕的预测信号和靠近银心区域的单能γ射线（单色光子）信号。还考虑了最近基于费米LAT数据和计划实验AMS-02中单色线的潜在探测的试探性分析的伽马射线过量。
2013-01-21 astro-ph.HE hep-ph
The science of PAMELA space mission
许多不同的机制都可以产生反质子和正电子，从传统的反应到奇异的过程，如中性伴子湮灭。开放的问题是如此的根本（即：宇宙在物质和反物质中是对称的吗？）这一领域的实验可能在今后几年内引起最大的兴趣。在这里，我们将总结目前的情况，显示不同的假设和模型，以及实验测量需要导致一个更确定的情况。
2006-04-10 astro-ph hep-ex hep-ph
Explaining PAMELA and WMAP data through Coannihilations in Extended SUGRA with Collider Implications
PAMELA正电子过剩的分析框架内的非通用SUGRA模型与扩展的$U(1)^n$规范对称性在隐藏的部门导致中性伴子暗物质的混合Higgsino-wino LSP或基本上纯的wino主导LSP。的Higgsino-wino LSP可以产生所观察到的PAMELA正电子过剩，并满足遗迹密度的限制，由于近简并的扩展中性伴子部门的LSP质量的质量谱的扩展类模型。WMAP遗迹密度数据和PAMELA数据的同时满意度是通过一个共同湮灭机制（$B_{\rm Co}-mechanism$）完成的，并导致在质量范围（180-200）GeV的中性伴子和电荷伴子的预测，以及在碰撞机上可访问的低位sparticles。我们表明，该模型与PAMELA的反质子约束以及EGRET和FERMI-LAT的光子通量数据是一致的。本文还讨论了直接探测暗物质的标量中性伴子质子截面的预测，并分析了这些PAMELA模型在LHC上的特征。结果表明，混合Higgsino-wino LSP模型将可与少至1 fb $^{-1}$的数据，因此是一个主要的候选人发现在低光度运行在LHC。
2009-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Higgsino dark matter model consistent with galactic cosmic ray data and possibility of discovery at LHC-7
在扩展的超引力大统一（SUGRA）模型下，提出了一个含Higgsino暗物质的PAMELA正电子过剩的解。该模型是符合最近设置的费米-LAT的光子约束，并产生正电子以及反质子通量与PAMELA实验一致。考虑的SUGRA模型有一个扩展的隐藏部门，额外的自由度，允许满足遗物密度与WMAP一致。Higgsino模型也与CDMS-II和XENON 100的数据一致，并且可以在LHC-7上以1 fb^（-1）的光度进行验证。这些模型可以在几个方面进行测试。
2011-01-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on WIMP Dark Matter from the High Energy PAMELA $\bar{p}/p$ data
一个新的计算$\bar{p}/p$比在宇宙射线进行比较，最近的PAMELA数据。良好的匹配高达100 GeV允许设置约束的外来贡献热WIMP暗物质候选人。我们推导出严格的限制可能增强的WIMP \pbar通量：一个$m_{\rm WIMP}$ =100 GeV（1 TeV）的信号不能增加超过一个因素6（40）没有溢出PAMELA数据。通过$W^+W^-$通道的湮灭也被检查并与$e^+/(e^-+e^+)$数据交叉检查。这种情况是强烈不赞成的，因为它不能同时重现正电子和反质子的测量。
2009-02-23 astro-ph hep-ph
Antiprotons from Dark Matter: Current constraints and future sensitivities
系统分析了当前和未来宇宙线反质子测量对暗物质性质的影响。我们发现：1）PAMELA的当前数据对湮灭和衰变DM施加了约束，这些约束类似于（甚至略强于）来自费米伽马射线的最严格的边界，对于强子通道和天体物理参数的基准选择。2)即将到来的数据从AMS-02有能力改善这些约束略小于一个数量级，甚至探测热遗迹DM在30-200 GeV的范围内，强子通道。然而，随着天体物理参数选择范围的扩大，约束条件的不确定性将在一到两个数量级之间。然后，我们探索早期AMS-02的能力，数据重建的情况下，积极检测到一个显着的过量（归因于DM湮灭）的背景下的潜在DM属性。对于强子通道，我们发现AMS-02应该能够在一定程度上确定DM质量和截面，但不能确定具体的湮灭通道和分支比。如果允许其他更奇特的湮灭通道，重建将更具挑战性。
2013-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Secondary antiprotons as a Galactic Dark Matter probe
我们提出了一种新的测定与宇宙射线散射的星际气体上的次级反质子通量相关的天体物理不确定性。我们选择了一组与PAMELA最近的B/C数据兼容的传播模型，并找到了在不同能量范围内提供最小和最大反质子通量的模型。我们用这个结果来确定最保守的界限相关的暗物质（DM）湮灭通道：我们发现，最近的DM解释银河系中心地区的伽马射线过剩的说法不能排除由目前的反质子数据。最后，我们讨论了AMS-02最近发布的初步数据的影响。特别是，我们提供了一个参考模型兼容的质子，氦和B/C光谱从这个实验。值得注意的是，该模型的主要传播参数与我们早期统计分析中提出的最佳拟合一致。我们还表明，反质子质子比并没有表现出任何显着的异常，在高能量方面，我们的预测。
2016-02-03 astro-ph.HE hep-ph
A fussy revisitation of antiprotons as a tool for Dark Matter searches
反质子被认为是暗物质（DM）间接探测的有力探针，事实上，PAMELA目前的数据已被证明会导致严格的限制。然而，为了适当地利用它们的约束/发现能力，特别是在预期即将到来的AMS数据的精确性时，必须非常注意效果（与它们在银河系中的传播有关），这可能被视为转租，但实际上证明是非常相关的。我们重新计算的天体物理背景和DM反质子通量充分包括的影响：扩散再加速，能量损失，包括第三分量和太阳调制（力场近似）。我们表明，他们的列入可以在一定程度上修改目前的界限，即使在大DM群众，和错误的解释的数据可能会出现，如果他们不考虑在内。天体物理背景的数值结果以拟合函数的形式提供;暗物质的结果被纳入新版本的PPPC 4DMID中。
2015-03-16 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton constraints on dark matter annihilations from internal electroweak bremsstrahlung
如果暗物质粒子是马约拉纳费米子，那么湮灭成两个费米子和一个规范玻色子的过程，在模型参数的某些选择下，可能会有一个不可忽略的截面。利用一个亲轻子暗物质的玩具模型，我们计算了PAMELA测量的宇宙反质子-质子通量比对湮灭截面的约束。此外，我们计算了最大的天体物理的助推因子允许在银河系的假设下，轻子暗物质粒子是我们的宇宙中的暗物质的主要组成部分。这些限制构成了非常保守的估计的助推因子更现实的模型中，暗物质粒子也耦合到夸克和弱规范玻色子，如最轻的中性伴子，我们也分析了一些具体的基准点。这里提出的天体物理学助推因子的限制可用于评估在目前运行的IACT以及预计的CTA中检测来自暗物质湮灭的伽马射线信号的前景。
2011-05-26 astro-ph.HE hep-ph
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
Potential for Precision Measurement of Low-Energy Antiprotons with GAPS for Dark Matter and Primordial Black Hole Physics
一般反粒子谱仪（GAPS）实验是一个间接的暗物质搜索计划，主要研究由弱相互作用大质量粒子（WIMP）湮灭和衰变产生的反粒子。除了由反氘子提供的非常强大的搜索通道之外，GAPS还具有强大的测量低能反质子（0.07 $\le$ E $\le$ 0.25 GeV）作为暗物质特征的能力。这是探测光暗物质的一种特别有效的手段，它的存在已经在直接的暗物质搜索中得到了暗示，包括最近的CDMS-II实验结果。虽然受到LUX和其他直接暗物质搜索的严重限制，但轻暗物质候选者在违反同位旋的暗物质场景和晕独立分析中仍然是可行的。与BESS，PAMELA和AMS-02相比，GAPS具有出色的反氘灵敏度，能够探测到数量级更多的低能反质子，提供了低能反质子通量的精确测量和探测光暗物质模型的独特通道。此外，通过低能反质子搜索还可以观测到引力子和卡鲁扎-克莱因右手中微子的暗物质特征以及原始黑洞蒸发的证据。
2014-04-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Prospects of antideuteron detection from dark matter annihilations or decays at AMS-02 and GAPS
由于在实验所需的能量范围内，预期散裂产生的背景通量非常小，因此寻找宇宙反氘核被认为是间接探测暗物质的一种很有前途的方法。然而，来自暗物质湮灭或衰变的反氘核通量受到PAMELA测量的反质子-质子分数过量的非观测的严重限制。在本文中，我们计算，代表性的暗物质湮灭和衰变通道，在AMS-02和GAPS的反氘核事件的数量上限，要求相关的反质子通量与PAMELA数据一致。为此，我们首先详细分析了反氘核的形成在合并模型中使用事件的蒙特卡罗模拟，并使用各种高能量实验的数据。我们发现，由此产生的合并动量表现出依赖于潜在的过程和所涉及的质心能量。然后，我们计算，使用扩散模型，在地球上的反氘的流量从暗物质湮灭或衰变。我们的研究结果表明，尽管有各种来源的不确定性，从暗物质湮灭或衰变中观测AMS-02或GAPS的反氘通量将是具有挑战性的。
2013-05-10 astro-ph.CO hep-ph
On the possibility to study antiproton production at the SPD detector at NICA collider for dark matter search in astrophysical experiments
暗物质是宇宙学标准模型的一个重要组成部分，但它的性质仍然是未知的。最常见的解释之一是，暗物质由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）组成，它们被认为是大爆炸的冷热遗迹，并形成了银河系的暗晕。除了标准的天体物理学成果外，还可以通过研究银河系晕中暗物质对可能湮灭产生的宇宙射线中的异常反质子成分来间接寻找暗物质。AMS-02和PAMELA谱仪进行的测量表明，对$pp$、$pD$、$pHe$和$HeHe$碰撞中反质子产生截面的有限了解是背景扣除的主要不确定性之一。计划在NICA对撞机上进行的SPD实验可以精确测量从阈能到$\sqrt{s}=26$ GeV/ $c$的$pp$和$pD$碰撞中宽运动学范围内的反质子产额。
2018-12-03 hep-ex hep-ph
Indirect Evidence for the Supersymmetric Nature of Dark Matter from the Combined Data on Galactic Positrons, Antiprotons and Gamma Rays
两个新的观察结果加强了我们宇宙中冷暗物质成分的超对称性：首先，研究表明，关于核丰度、B/C -和10 Be/9 Be比率的新数据对银河系模型中的扩散参数的约束如此强烈，以至于它们导致扩散硬伽马射线、反质子和硬正电子的产生明显不足，如果没有反常的来源或反常的能量依赖的扩散系数被假定。第二，利用WMAP精确测量的残骸密度，可以用一种与模型无关的方法确定WIMP湮没截面。如果假设WIMPS是超对称的中性伴子，那么只有有限的参数空间区域与湮灭截面相匹配。结果表明，由此产生的正电子，反质子和伽马射线从中性伴子湮灭（主要是到b-夸克）提供了正确的形状和大小的银河系模型中丢失的通量。如果考虑到超对称性所预言的暗物质，扩散伽马射线、正电子和反质子的银河系光谱的整体拟合概率将从10^{-8}提高到0.5。这相当于在高斯误差的情况下暗物质的超对称性质的大约6西格玛证据。
2003-09-03 hep-ph
Indirect dark matter searches as a probe of degenerate particle spectra
我们认为，宇宙学的暗物质的粒子非常接近的质量低于TeV规模的新的有色粒子的可能性。虽然这样的场景本质上很难在对撞机上直接确认，但我们发现间接的暗物质搜索可能是一个强大的替代方案。特别是，我们表明，在这种情况下，暗物质湮灭的夸克-夸克-胶子的最终状态可以引起显着的反质子（但也伽马射线）通量，并比较由此产生的限制，从直接搜索在LEP，Tevatron和大型强子对撞机的界限。对于超对称中性伴子，简并有方夸克，例如，反质子可以对质量低于45-80 GeV的情况产生更严格的限制。
2012-03-02 astro-ph.CO hep-ph
High-energetic Cosmic Antiprotons from Kaluza-Klein Dark Matter
在具有普遍额外维度的模型中，最轻的卡鲁扎-克莱因粒子（LKP）是一种有趣的暗物质候选者，最近受到了极大的关注。本文研究了星系晕中LKP湮灭的反质子通量。在我们的分析中，我们包括不同的晕密度分布，并允许部分暗物质集中在“团块”，而不是均匀分布。在重新分析了观测界限的允许量的块状，我们发现，LKP湮灭可能会给一个显着的贡献，在能量高于约10 GeV的反质子通量，而能量高于约500 GeV的传统背景预计将再次占主导地位。不久即将发射的PAMELA卫星已经能够测量这一高能窗口的一部分，而AMS-02等计划中的实验将能够获得感兴趣的全部能量范围。
2005-08-22 astro-ph 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
Dark Matter after BESS-Polar II
BESS-Polar合作最近对局部反质子通量进行了精确测量，这与反质子的纯二次产生一致。我们约束一个可能的主要成分源自暗物质对湮灭。我们得到的湮灭截面的限制是强于或相当于那些从PAMELA卫星实验的暗物质质量高达200 GeV。特别是，我们排除了热WIMP的质量范围在3-20 GeV，如果他们主要湮灭成夸克对，除非他们的截面速度抑制。
2011-10-19 astro-ph.GA hep-ph
Prescriptions on antiproton cross section data for precise theoretical antiproton flux predictions
在从星载PAMELA探测器突破之后，国际空间站上的AMS-02以前所未有的精度提供了宇宙射线（CR）反质子通量。它的数据涵盖了从低于1 GeV到400 GeV的能量范围，大多数数据点包含的误差低于5%的惊人水平。预计大部分的反质子通量是由CR质子和氦从静止的星际氢原子和氦原子上散射而产生的。这些相互作用的模型，这需要相关的生产截面，诱导的不确定性，在确定的反质子源项，甚至可以超过CR $\bar{p}$数据本身的不确定性。本分析的目的是确定$p+p\rightarrow \bar{p} + X$截面测量所需的不确定性，使$\bar{p}$通量的不确定性处于相同水平。我们的结果进行了讨论，在质量中心的参考系，适合于对撞机实验，并在实验室的框架，发生在银河系。我们发现，截面数据收集的准确性更好，百分之几的质子束从10 GeV到6 TeV和赝快度$η$范围从2到几乎8，或者，可选地，与$p_T$从0.04到2 GeV和$x_R$从0.02到0.7。类似的考虑适用于$p$ He生产通道。目前收集的数据远远达不到这些要求。尽管如此，原则上，用欧洲核子研究中心加速器能达到的束流能量，通过固定靶实验可以达到它们。
2018-06-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
High-energy Cosmic-Ray Positrons from Hidden-Gauge-Boson Dark Matter
我们提供了一个场景，其中隐藏的U（1）规范玻色子构成宇宙的暗物质，并通过与$U(1)_{B-L}$规范玻色子的动力学混合衰变为标准模型粒子。有趣的是，我们的模型可以自然地解释PAMELA最近报道的正电子分数的急剧上升。此外，我们还发现由于$U(1)_{B-L}$的电荷分配，在衰变过程中只产生了少量的反质子，这也与PAMELA等观测数据相一致。
2009-07-02 astro-ph hep-ph
Decaying Dark Matter and the PAMELA Anomaly
天体物理学和宇宙学观测并不要求暗物质粒子绝对稳定。如果它们确实是不稳定的，它们衰变成正电子的速率可能足够大，从而可以通过对宇宙正电子通量的异常贡献来间接探测暗物质。在本文中，我们讨论了PAMELA合作最近报道的衰变暗物质的情况下，在正电子分数过剩的影响。为此，我们已经进行了一个模型独立的分析可能的签名，通过研究各种衰变通道的情况下，一个费米子和标量暗物质粒子。我们发现，PAMELA测量的能量大于10 GeV的正电子分数的急剧上升，自然可以容纳在几个实现的衰变暗物质的情况。
2008-11-10 astro-ph hep-ph
Heavy Wino-like Neutralino Dark Matter Annihilation into Antiparticles
最轻的中性伴子是一种可行的暗物质候选者。本文研究了利用星系晕中湮灭产生的正电子和反质子间接探测类维诺中性伴子DM。当质量为2 TeV左右时，这是从热遗迹丰度的青睐，非微扰效应显着增强湮没截面成正电子和反质子。我们发现，能量大于100 GeV的正电子和反质子通量可能会变得比预期的背景更大。由于正电子通量对天体物理参数的敏感性较低，因此在即将进行的PAMELA和AMS-02等实验中可能有希望进行探测。我们还发现质量约为2 TeV的类维诺中性伴子DM与HEAT反常是相容的。
2006-03-09 hep-ph
Propagation Times and Energy Losses of Cosmic Protons and Antiprotons in Interplanetary Space
本研究采用基于随机方法的数据驱动模型，结合多任务观测数据校准，计算行星际空间中宇宙质子与反质子的传播时间及能量损失的概率密度，探究22年磁极性周期内的演化及电荷符号效应，深化对太阳调制的理解。
2025-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Indirect Detection Analysis: Wino Dark Matter Case Study
我们进行了多通道分析的间接信号的维诺暗物质，包括一个回路电弱和索末菲增强校正。我们从宇宙射线反质子和正电子，从连续星系和河外弥漫伽马射线光谱，从没有在银河系中心的伽马射线线功能超过500 GeV的能量，从伽马射线对附近的矮球状星系和星系团，并从CMB功率谱的限制。此外，我们显示了未来的前景中微子观测朝向内银河系和反氘搜索。对于每一个这些间接探测探测器，我们包括和讨论的相关性，最重要的天体物理学的不确定性，可以影响的强度推导出的限制。我们发现，威诺作为一个暗物质的候选人被排除在质量范围低于800 GeV的反质子和1.8和3.5 TeV之间的伽马射线线功能的情况下，对银河系中心。其他间接检测探针的限度确认了排除质量范围的主要部分。
2014-08-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
New Positron Spectral Features from Supersymmetric Dark Matter - a Way to Explain the PAMELA Data?
空间反物质实验PAMELA最近报告了高能正电子与电子比率的惊人上升。最近还发现，在某些情况下，电磁辐射校正可能会将星系晕中超对称暗物质湮灭产生的伽马射线产量提高三到四个数量级，为间接暗物质搜索提供独特的光谱特征。在这里，我们调查是否相同类型的修正也可以导致相当大的增强的正电子产额。我们发现，这确实是这种情况下，虽然一个更小的区域的参数空间比伽马射线;选择模型之间的中性伴子和slepton的质量差很小，如在斯陶共湮灭区的mSUGRA，效果变得更加明显。由此产生的，相当硬的正电子光谱与相对尖锐的截止可能符合PAMELA卫星测量的正电子比率上升。然而，要做到这一点，必须调用非常大的“提升因子”，这在当前的晕结构模型中是不期望的。如果预测的截止值也能被后来的PAMELA数据或即将进行的实验所证实，人们可以假设早期宇宙中的非热产生或非标准的晕形成，以解释这种光谱特征是暗物质湮灭的影响。在文章的最后，我们简要地评论了辐射修正对其他湮灭通道，特别是反质子和中微子的影响。
2008-11-13 astro-ph hep-ph
PAMELA and FERMI-LAT limits on the neutralino-chargino mass degeneracy
利用间接探测技术对暗物质（DM）粒子的探测已经达到了重要的里程碑，特别是通过PAMELA和FERMI-LAT实验对反质子和伽马射线光谱进行了精确测量。虽然伽马射线的结果已经被用来测试热暗物质假设，并将暗物质湮灭截面限制为标准模型（SM）粒子，但PAMELA实验测量的反质子通量仍然相对未被利用。在这里，我们表明，后者可以用来设置一个约束的中性子电荷子质量差。为了说明我们的观点，我们使用了一个超对称模型，其中的高金诺是轻的，sfermions是重的，而超对称粒子（LSP）是中性伴子。在这个框架中，W^+ W^-的产生预计是显著的，从而导致大的反质子和伽马射线通量。在仅从反质子数据确定了暗物质对湮灭为W^+ W^-的截面的一般极限之后，我们表明，对于混合中性伴子（以及反质子传播方案的中间选择），可以限制中性伴子-荷子质量差高达~ 20 GeV的情况。该结果与使用FERMI-LAT数据获得的限值一致。因此，如果纯维诺中性伴子轻于450 GeV，并构成了所有的暗物质，我们就可以安全地排除它的假设。
2012-08-24 astro-ph.CO hep-ph
Positrons in Cosmic Rays from Dark Matter Annihilations for Uplifted Higgs Regions in MSSM
我们指出，有区域的MSSM参数空间，成功地提供了一个暗物质（DM）湮没解释所观察到的正电子过剩（如PAMELA），同时仍然与所有其他数据集的协议。这样的区域（例如抬升的希格斯区域）可以通过CP奇希格斯通道通过Breit-Wigner共振实现增强的中性伴子DM湮灭为轻子。这样的区域可以给出适当的热遗迹DM丰度，DM湮灭产物与当前的反质子和伽马射线观测是兼容的。这种情况可以成功，而无需引入任何额外的自由度，超出MSSM中已经存在的自由度。
2010-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-perturbative Effect and PAMELA Limit on Electro-Weak Dark Matter
讨论了当多重态中的电弱暗物质（EWDM）分量与其他带电或中性分量的质量分裂为自由参数时，非微扰效应对EWDM粒子湮灭截面的影响.我们的分析表明，EWDM不仅表现出通常的索末菲增强与共振峰，但也下降的截面被抑制。此外，我们已经表明，非微扰效应变得很重要，即使当EWDM质量低于TeV规模，只要一些质量分裂减少到几兆电子伏的顺序。这扩展了观察到相当大的非微扰效应的可能性在暗物质湮灭的暗物质质量值显着小于以前考虑的，因为只有电弱-诱导质量分裂大于100兆电子伏的文献中讨论到目前为止。然后，我们利用现有的宇宙反质子通量的实验数据来约束EWDM参数空间。在我们对预期信号的计算中，我们考虑了横截面与银河系中暗物质粒子速度分布的卷积效应，表明它可以显著地改变非微扰效应。在超荷非零的情况下，我们已经表明，狄拉克暗物质费米子的质量分裂可以选择，使EWDM的非弹性截面的核是允许的，目前的直接检测的限制，并在同一时间是在未来的实验范围内。
2012-10-23 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic rays from Leptonic Dark Matter
如果暗物质具有轻子数，那么很自然地预期暗物质湮灭和/或衰变主要产生标准模型轻子，而产生的反质子的数量可以忽略不计。为了说明这样一个简单的想法，我们考虑一个方案，右手sneutrino暗物质通过微小的R宇称破坏相互作用衰变到标准模型粒子。有趣的是，带电轻子和中微子是直接产生的，它们可以导致预测的正电子分数出现一个尖峰。此外，右手中微子的衰变也产生了弥散的连续伽马射线，这可能是EGRET观测到的过量伽马射线的原因，而初级反质子通量可以被抑制。PAMELA和FGST天文台将检验这些关于正电子、伽马射线和反质子的宇宙射线通量的预测。
2008-12-18 astro-ph hep-ph
Can AMS-02 discriminate the origin of an anti-proton signal?
间接搜索可以用来测试暗物质模型对预期的信号在各种渠道，特别是反质子。随着越来越高能量的反质子数据的获得，重要的是要用其他天体物理学来源来检验暗物质假说，例如超新星遗迹中的秒加速。我们调查了两个信号从不同的黑暗模型和不同的超新星遗迹参数，预测AMS-02，并表明，他们提出了一个显着的简并。
2014-11-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Antiprotons from dark matter annihilation in the Galaxy: astrophysical uncertainties
最近几年，WIMP暗物质（DM）的研究取得了稳步进展，直接和间接的探测实验都暗示了可能的信号。反质子可以发挥关键作用，验证这些解释，因为它们是丰富的产生的WIMP湮灭在星系晕，和次级反质子背景产生的宇宙射线（CR）相互作用的预测与公平的准确性和匹配的观测光谱非常好。使用公开可用的数字DRAGON代码，我们重新考虑反质子作为一种工具，以限制DM模型讨论其权力和局限性。我们提供了更新的约束条件，广泛的一类湮灭DM模型比较我们的预测对最新的AP测量，也考虑到最新的光谱信息的p，他和其他CR核通量。这样做，我们仔细探测的不确定性与次级和DM起源的反质子，通过使用各种截然不同的假设传播的CR和DM分布在银河系。我们发现，天体物理学的不确定性对DM属性的约束的影响可以更强，高达~50倍，比DM分布（~2-6）的不确定性。值得注意的是，即使减少由局部观测量导出的传播参数的不确定性，非局部效应仍然可以改变DM模型约束，甚至50%。然而，目前的ap数据对DM模型有严格的限制，不包括一些与间接和直接搜索有关的建议。最后，我们讨论了即将到来的CR光谱数据的AMS-02天文台的功率，以大大减少本文讨论的不确定性，并估计该仪器的预期灵敏度，一些套DM模型。
2012-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Evidence for Neutralinos as Dark Matter
利用WMAP测量的残骸密度，可以用一种与模型无关的方法确定WIMP湮没截面。如果假设WIMPS是超对称的中性伴子，那么超对称参数空间中只有有限的区域与湮灭截面相匹配。结果表明，由此产生的正电子，反质子和伽马射线从中性伴子湮灭（主要进入b-bbar夸克对）提供了正确的形状和数量级的银河系模型中丢失的伽马和硬正电子通量，并与反质子的生产是一致的。
2003-12-02 hep-ph
Antiprotons from Dark Matter: Effects of a Position-Dependent Diffusion Coefficient
宇宙射线中的高能反质子可以作为暗物质的重要间接特征。传统上，来自暗物质衰变或湮灭的反质子通量是通过求解输运方程来计算的，该输运方程在星系的扩散区内具有与空间无关的扩散系数，并假设在该区域外自由传播。扩散区以外的反质子源忽略不计。实际上，扩散系数更有可能随着与盘的距离而平滑地增加，而在传统方法中被忽略的暗物质晕的外围部分可能很重要，在某些模型中包含了90%的银河系暗物质。我们扩展了传统的方法来解决这些问题。我们得到反质子通量的解析近似和数值解，假设扩散系数随离盘的距离呈指数增加，并包括暗物质湮灭/衰变的贡献基本上是完整的暗物质晕。我们发现，该模型中预测的反质子通量与相同暗物质参数的传统计算偏差高达约25%。
2011-05-05 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Searches for Kaluza-Klein Dark Matter
在这次演讲中，我们讨论了利用中微子望远镜和宇宙正电子实验间接探测卡鲁扎-克莱因暗物质的可能性。我们发现，未来更大规模的中微子望远镜，如IceCube，以及未来能够测量宇宙正电子谱的实验，如PAMELA和AMS-02，将对这种情况非常敏感。目前来自HEAT实验的数据也可以用星系晕中卡鲁扎-克莱因暗物质的存在来解释。
2004-09-23 astro-ph hep-ph
Implications of the latest XENON100 and cosmic ray antiproton data for isospin violating dark matter
在同位旋破坏暗物质（IVDM）的情况下，允许暗物质（DM）与质子和中子的自旋无关耦合是不同的，这被认为是为了缓和DAMA、CoGeNT和XENON实验结果之间的紧张关系.在IVDM假设下，我们探讨了当前实验所支持和排除的DM-核子耦合的允许值。我们发现，最近更新的XENON 100结果排除了DAMA和CoGeNT之间的重叠信号区域的主要部分。IVDM的质量被限制在7.5-8 GeV附近的窄范围内。我们还表明，一些实验之间的可能的紧张关系，如DAMA和SIMPLE之间的不太可能受到同位旋破坏的相互作用。在一个有效的运营商的方法，我们调查保守的上限DM夸克耦合所需的IVDM方案从宇宙线的反质子通量测量最近由BESS-Polar II和PAMELA，并从遗迹密度。结果表明，DAMA和CoGeNT有利于相对较大的耦合被严格限制，如果运营商有助于速度无关的湮灭截面。对于热遗迹DM，遗迹密度的上界也可以是严格的。
2013-02-03 hep-ph
Dark matter annihilations into two light fermions and one gauge boson: general analysis and antiproton constraints
本文研究了由Majorana粒子通过汤川耦合与轻标准模型费米子和额外标量耦合构成暗物质的情形。在这种情况下，轻费米子的湮灭率与调解的标量粒子强烈抑制费米子的质量。然而，螺旋度的抑制被规范玻色子的相关发射所解除，产生的湮灭率可能足够大，可以间接探测到暗物质粒子。我们对这种情况进行了一般性的分析，计算了当暗物质粒子为SU（2）_L单重态或二重态，f为轻子或夸克，V为光子、弱规范玻色子或胶子时，过程χχ \rightarrow f \bar f V的湮灭截面.我们指出，湮灭率是特别增强时，暗物质粒子是质量退化的中间标量粒子，这是一个场景几乎没有约束的碰撞搜索的外来带电或有色粒子。最后，我们从PAMELA测量的宇宙反质子-质子比的过量的非观测中推导出相关截面的上限。
2013-07-11 hep-ph
Sommerfeld Enhancements for Thermal Relic Dark Matter
热遗迹暗物质的湮灭截面决定了其遗迹密度和间接探测信号。我们确定有多大的间接信号可能是在场景中与萨默托增强湮灭，受约束的暗物质有正确的遗物密度。这项工作完善了我们以前的分析，通过详细的治疗共振索末菲增强和索末菲增强冻结的效果。索末菲增强提出了许多有趣的问题，在冻结计算中，我们发现，截止的共振增强，力载体的平衡，动力学解耦的温度，和效率的自我相互作用，以保持热速度分布都发挥了作用。这些效应可能会产生惊人的后果;例如，对于共振增强的索末菲湮灭，暗物质冻结出来，但随后可能发生化学重新耦合，这意味着与天真的预期相反，间接信号受到高度抑制。在最小的情况下，与标准的天体物理学假设，并调整所有参数，以最大限度地提高信号，我们发现，力载体质量m_phi = 250 MeV和暗物质质量m_X = 0.1，0.3和1 TeV，最大索末菲增强因子S_eff = 7，30和90，分别。这样的提升太小，无法解释PAMELA和费米的过度。非极小模型可能需要较小的升压，但S_eff的界限也可能更严格，并且需要专门的冻结分析。具体来说，我们专注于4亩的最终状态，但我们也讨论了4 e和其他模式，偏离标准的天体物理假设和非最小粒子物理模型，我们概述了所需的步骤，以确定这些考虑可能会导致一个自洽的解释PAMELA或费米过剩。
2010-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Antideuterons from Dark Matter Decay
最近对大量过剩的高能宇宙射线正电子的观测引起了人们对暗物质粒子轻子衰变模式的极大兴趣。然而，银河系晕中的暗物质粒子也可能发生强子衰变，不仅产生反质子流，还产生反氘核流。我们表明，对于某些参数的选择，从暗物质衰变的反氘核通量可以远远大于纯粹的二次宇宙射线在星际介质上的散射通量，而总的反质子通量仍然与目前的观测结果一致。我们表明，如果暗物质粒子足够轻，来自暗物质衰变的反氘通量甚至可以在AMS-02或GAPS等计划实验的范围内。此外，我们讨论了在不久的将来观察到的反氘通量的前景，如果急剧上升的正电子分数的PAMELA合作报告解释的暗物质粒子的衰变。
2009-04-24 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Rays from Leptophilic Dark Matter Decay via Kinetic Mixing
如果用衰变的暗物质来解释，PAMELA实验所观察到的10 GeV以上的宇宙射线中正电子分数的急剧上升，暗示了一种有利于轻子通道的潜在产生机制。我们考虑这样一种情况，其中一部分暗物质是由一个完整的隐藏扇区U（1）的高吉诺组成的，它只通过微小的动力学混合与可见扇区相互作用。暗物质的第二种成分是由中性伴子组成的，根据质谱，最轻的中性伴子或隐藏的高根伴子变得不稳定，容易衰变。我们分析了宇宙射线，即正电子，河外γ射线和反质子通量的贡献，这可能是由于这些衰变，并证明，反质子的生产可以自然抑制。此外，我们简要地讨论了明显的双峰结构的ATIC数据级联衰减隐藏的高吉诺，以及可能的签名费米。
2009-03-20 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
The cosmic-ray positron excess from a local Dark Matter over-density
我们发现PAMELA和AMS测量的宇宙线正电子过剩可能是由局部过密度的暗物质湮灭引起的。在这样的背景下，亲轻子DM是不需要的，并且与正电子数据的良好拟合，与反质子和γ射线测量一致，获得了对$WW$、$hh$、$ZZ$、$ t \bar t$、$b \bar b$、$q\bar q$通道的DM湮灭。经典的暗物质候选者，例如具有标准热湮灭截面的纯超对称Wino，可以拟合正电子过剩，而无需对暗物质属性进行任何额外的假设。
2013-07-12 astro-ph.HE hep-ph
