Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子(WIMP)的预期密度相当。此外,观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型,同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。在大型强子对撞机上产生携带重子数的不稳定标量将是该模型的一个明确标志。
2012-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Addressing the High-$f$ Problem in Pseudo-Nambu-Goldstone Boson Dark Energy Models with Dark Matter - Dark Energy Interaction
我们考虑了一个由标量场$ϕ$驱动的暗能量方案,该方案具有伪NGB型势$V(ϕ)=μ^4 \left( 1+ {\rm cos}(ϕ/f) \right)$。pNGB起源于在接近普朗克质量$M_{\rm{pl}}$的尺度$f$下自发对称性的破缺。我们考虑两种情况,即精髓暗能量和其他,其中标准的pNGB行动被修改的条款有关的Slotheon宇宙学。我们证明,对于这种pNGB潜力,高$f$问题更好地解决时,暗物质和暗能量之间的相互作用被考虑在内,斯洛森暗能量的情况下,在这方面的工作更好的精髓。为此,还估计了暗物质的质量极限。
2020-10-01 astro-ph.CO
Flavor structure, Higgs boson mass and dark matter in supersymmetric model with vector-like generations
本文研究了一个超对称模型,在这个模型中,Higgs质量、μ子反常磁矩和暗物质都可以用额外的类矢量产生多重态来解释。为了解释,需要非平凡的风味结构和单态场。本文利用Froggatt-Nielsen机制研究了香味结构,并在低能下找到了再现Cabbibo-Kobayashi-Maskawa矩阵和费米子质量的真实香味结构。此外,我们发现单重态场的费米子分量成为暗物质的一个很好的候选者。在我们的模型中,味物理和暗物质通过重整化群流用中等大小的耦合来解释,并且暗物质的存在支持在低能尺度下仅存在三代。我们分析了可以同时解释当前热遗迹暗物质丰度、希格斯玻色子质量和μ子$g-2$的参数区域。
2017-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Top Quark as a Dark Portal and Neutrino Mass Generation
我们提出了一个新的模型辐射产生马约拉纳活性中微子质量,同时将一个可行的暗物质候选人。这是可能的,通过扩展标准模型与一个单一的马约拉纳中微子赋予一个暗宇称,一个彩色电弱单重标量,以及彩色电弱三重标量。在这个框架内,$up$型夸克扮演着特殊的角色,作为暗物质的入口,以及中微子质量产生的信使。我们考虑了三个基准方案,其中暗物质的丰度可以匹配最新的实验结果,同时产生的中微子质量在毫电子伏特范围内。我们展示了如何从轻子味违反的约束,特别是分支分数的$μ\to eγ$,可以把我们的暗物质候选人和顶夸克之间的耦合的下限。此外,我们表明,这种耦合也可以使用Tevatron和LHC的对撞机数据进行约束。
2013-07-16 astro-ph.CO hep-ph
DarkFlux: A new tool to analyze indirect-detection spectra of next-generation dark matter models
我们提出了DarkFlux,一个软件工具,旨在分析间接检测签名的下一代模型的暗物质(DM)与多个湮灭通道。此工具的1.0版接受用户生成的模型,其中包含$2\to 2$树级暗物质湮灭到标准模型(SM)粒子对,并分析DM湮灭到$γ$射线。该工具由三个模块组成-湮灭分数模块,通量模块和分析模块-如果需要,可以在循环中运行以扫描DM质量。[每个模块的描述都可以在完整的摘要中找到。] DarkFlux v1.0将$γ$射线总通量与$Fermi$ -LAT合作分析的15个矮球状星系(dSphs)的联合似然分析进行了比较。DarkFlux自动提供数据表,并可以绘制三个模块的输出。在本手册中,我们简要介绍了这种间接检测计算机工具,并回顾了基本的DM物理。然后,我们将更详细地描述DarkFlux的几个模块。最后,我们将展示如何安装和运行DarkFlux,并提供两个演示其功能的工作示例。
2022-04-11 astro-ph.CO hep-ph
Weak lensing and dark energy: the impact of dark energy on nonlinear dark matter clustering
我们研究了非线性物质功率谱的双能级暗能量修正对未来弱透镜探测的暗能量状态方程约束的影响。我们明确地表明,一个穷人的近似(关闭> 10%)的非线性校正导致> 1西格玛偏差的暗能量状态方程的确定。因此,未来的弱透镜巡天必须将暗能量修正纳入非线性物质的功率谱,精确到100能级,以避免在测量中引入显著的偏差。对于WMAP 5宇宙学,更精确的功率谱对暗能量属性更敏感,导致暗能量状态方程约束的两倍改进。我们将从未来的弱透镜效应和超新星巡天中探索对暗能量的补充约束。一个基于空间的,类似JDEM的调查测量状态方程在五个独立的红移箱~ 10%,而这提高到~5%的宽场地基调查,如LSST。这些限制取决于我们将弱透镜系统的不确定性控制在低于百分之一水平的能力。
2010-01-25 astro-ph.CO
Variable G correction to statefinder parameters of dark energy
出于几个观测和理论的发展,牛顿的引力常量随时间$G(t)$的变化,我们计算了不同的$G$修正的statefinder参数的暗能量的四个模型,即相互作用的暗能量,全息暗能量,新年龄的暗能量和广义Chaubergin气体。
2010-10-01 astro-ph.CO
Coupled Dark Energy field variation
在假设暗能量是参量的并与冷的暗物质相互作用的情况下,发现了暗能量场的变化。考虑到光场的变化不能超过普朗克质量,我们得到了耦合系数和绝热系数的界。绝热系数的三个参数化被认为是和两个耦合项的能量流从暗能量的暗物质,或相反的方式。
2014-10-23 astro-ph.CO
Evolution of cosmological perturbations in the models with interacting dynamical dark energy
在动力学暗能量与暗物质非引力相互作用的模型中,考虑了宇宙学扰动的演化。暗能量状态方程参数(EoS)随时间变化,并由其绝热声速参数化。这种相互作用的暗能量模型比具有恒定EoS的模型具有优势,因为它避免了暗能量在暗扇区中某些类型的相互作用的辐射主导时期的非绝热不稳定性。导出了暗能量微扰方程解的稳定性条件。分析了暗能量的精粹和幻影类型的暗分量之间的附加相互作用强度对它们中密度和速度扰动演化的影响。
2020-11-05 astro-ph.CO
Voids and overdensities of coupled Dark Energy
我们研究了动态暗能量的成团特性,即使在暗能量和暗物质之间可能存在耦合的情况下。我们发现,在物质的不均匀性,暗能量migth形式的空洞,以及过密度取决于它的背景能量密度的演变。因此,与预期相反,如果允许与暗物质耦合,则发现暗能量波动会受到轻微抑制。当考虑密度对比和尺度典型的超星系团,空洞和超空洞,扰动幅度范围从$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-6})$到$|δ_ϕ|\sim {\cal O} (10^{-4})$表明一个几乎均匀的暗能量组件。
2009-03-03 astro-ph.CO
Holographic dark information energy: Predicted dark energy measurement
已经提出了几种模型来解释导致宇宙膨胀加速的暗能量。在这里,全息暗信息能量(HDIE)模型预测的加速度与宇宙学常数产生的加速度进行了比较。虽然与低红移(z<1)下的宇宙学常数相同,但HDIE模型在较高红移(z>1)下导致较小的哈勃参数值,在z~1.7附近达到2.6 +-0.5%的最大差异。下一代的暗能量测量,无论是计划在太空中进行的(欧空局的欧几里得和NASA的WFIRST任务),还是在地面上进行的(BigBOSS,LSST和暗能量调查),都应该能够确定这种差异签名是否存在。因此,HDIE模型是可证伪的。
2012-12-07 astro-ph.CO
Interactions in Dark Energy Models
通过考虑暗能量与辐射、暗能量与暗物质之间的相互作用,我们进行了完整的动力学分析。我们发现,相互作用有助于缓解的重合问题的精髓模型。
2011-04-11 astro-ph.CO
Measuring the Speed of Dark: Detecting Dark Energy Perturbations
暗能量的性质不仅可以通过它的状态方程来探测,还可以通过它的微观物理来探测,其特征在于对暗能量密度和压力的扰动的声速。当声速降到光速以下时,暗能量的不均匀性增加,影响到CMB和物质的功率谱。我们表明,当前的数据可以把没有显着的限制值的声速时,暗能量纯粹是一个最近的现象,但可以开始显示更有趣的结果,早期的暗能量模型。例如,当前数据的最佳拟合模型对动力学(w(a)\ne-1)、与quintessence不同的自由度(c_s \ne 1)和暗能量的早期存在(Omega_ de(a<<1)\ne 0)具有轻微偏好。未来的数据可能会通过测量其空间和时间变化来打开一扇关于暗能量的新窗口。
2010-02-08 astro-ph.CO
The Continuous Tower of Scalar Fields as a System of Interacting Dark Matter -- Dark Energy
通过将暗物质和暗能量相互作用模型与连续塔标量场模型相结合,提出了一种新的耦合Q参数化方法。基于连续标量场塔中暗物质和暗能量扇区的存在,考虑了塔中单个标量场演化的一种简化,并得到了验证.这允许用连续塔标量场模型获得的结果与相互作用的暗物质-暗能量系统的结果相匹配,考虑到从一种流体传递到另一种流体的能量由在给定时间开始振荡的标量场的能量给出,而不是考虑能量传递取决于相互作用的整个流体的性质。
2015-08-19 astro-ph.CO
Probes for 4th generation constituents of dark atoms in Higgs boson studies at the LHC
宇宙中的非重子暗物质可以由新的稳定的带电物质组成,通过普通的库仑相互作用束缚在重的中性“原子”中。第四代稳定的$\bar U$(反$U$)夸克,被束缚在稳定的无色($\bar U \bar U \bar U $)簇中,被大爆炸核合成中产生的原始氦捕获,从而形成中性的O-氦(OHe)原子,这是一种特殊的核相互作用暗物质,可以为直接寻找暗物质的难题提供解决方案。然而,第四代夸克和轻子的存在应该会影响希格斯玻色子玻色子的产生和衰变速率,并且如果希格斯玻色子玻色子与第四代费米子的耦合不被抑制,则在LHC的希格斯玻色子玻色子搜索的实验结果中排除了第四代夸克和轻子的存在。在这里,我们认为,三个已知的夸克-轻子家族和第四家族之间的差异可以自然地导致这种耦合的抑制,这种复合暗物质场景的加速器测试的详细研究的生产和衰变模式的125.5 GeV玻色子,在大型强子对撞机发现。
2014-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter and baryon-number generation in quintessential inflation via hierarchical right-handed neutrinos
将三代右手Majorana中微子简化为典型的暴胀,建立了一个同时解释暴胀、暗能量、暗物质和重子生成的模型.这些中微子的质量等级分别为$M_3 \sim 10^{13}$ GeV、$M_2 \sim 10^{11}$ GeV、$M_1 \sim 10$ keV,它们是由暴胀后动能区的引力粒子产生的。最重的,中间的,和最轻的帐户再加热,CP破坏leptogenesis和暗物质,分别。这个模型可以用各种方式进行测试,即将到来的观察。
2019-06-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Probing dark energy using convergence power spectrum and bi-spectrum
弱透镜收敛统计量是研究暗能量的有力工具。暗能量对结构的形成起着重要的作用,其影响可以通过收敛功率谱、双谱等来检测。$ Λ$ CDM是最有前途和最简单的暗能量模型之一。然而,随着暗能量状态方程的演化,研究不同的暗能量模型是值得的。本文从$ Λ$ CDM模型出发,通过收敛功率谱和双谱研究了不同暗能量模型的可探测性。
2017-09-14 astro-ph.CO
Co-genesis of Matter and Dark Matter with Vector-like Fourth Generation Leptons
我们提出了一个简单的扩展的标准模型,通过添加第四代矢量轻子偶极子,并表明,如果第四中微子是一个大规模的伪狄拉克费米子的质量在几百GeV的范围和质量分裂约100 keV,其较轻的组件可以是一个可行的非弹性暗物质的候选人。它的残余丰度是由CP破坏II型跷跷板标量三重态的失平衡衰变产生的,这也通过II型轻生产生了宇宙所需的重子不对称性,从而提供了对当今观测到的暗物质和重子丰度的同时解释。此外,同一标量三重态的感生真空期望值是负责sub-eV的马约拉纳质量的三个活动中微子。稳定的第四代中微子在对撞机上是难以捉摸的,但是可能被当前的暗物质直接搜索实验检测到。
2013-01-30 astro-ph.CO hep-ph
MSSM4G: Reviving Bino Dark Matter with Vector-like 4th Generation Particles
我们补充了最小超对称标准模型(MSSM)与矢量状副本的标准模型粒子。这种第四代粒子可以将希格斯玻色子的质量提高到观测值,而不需要非常重的超伴子,从而提高了自然性和在LHC发现超对称性的前景。在这里,我们表明,这些新粒子也是宇宙学上的动机:在MSSM中,纯比诺暗物质通常覆盖宇宙,但第四代粒子开辟了新的湮灭通道,使比诺有正确的热遗迹密度没有共振或共湮灭。我们表明,这可以做到在一个相当大的区域参数空间,同时保持规范耦合统一和满足对撞机,希格斯粒子,精密电弱,和风味物理的约束。
2015-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Dark Energy and Mass Generation
我们考虑一组无质量四次标量场的解,最近设计的,满足大量的色散关系。我们表明,这样的解决方案的属性,给正确的行为状态方程的暗能量。它看到,共形不变性恢复和质量间隙去到零的时间尺度由哈勃常数和强度的自相互作用的标量场。当共形不变性恢复时,暗能量的状态方程就可以应用。
2020-04-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Forecast Analysis on Interacting Dark Energy Models from Future Generation PICO and DESI Missions
预计下一代CMB卫星任务将以前所未有的精度对广泛的宇宙学参数提供强有力的约束。但是如果我们不把暗能量归因于一个宇宙学常数,这些对参数的限制就会减弱。涉及暗能量和暗物质相互作用的宇宙学模型可以在当前时代产生可比的能量密度,从而缓解所谓的宇宙符合问题。在本文中,我们进行了预测分析,以测试未来一代高灵敏度的宇宙微波背景(CMB)和重子声学振荡(BAO)实验的能力,约束的唯象相互作用暗能量模型。我们认为宇宙方差有限的未来CMB偏振实验PICO以及从DESI实验的BAO信息约束相互作用的暗扇区的参数。基于宇宙学扰动的稳定性,我们考虑了两种可能的相互作用方案。研究了耦合常数和暗能量状态方程参数对CMB温度功率谱、物质功率谱和$fσ_8$的影响。我们已经使用了模拟温度和极化数据从PICO的多极范围内($\ell = 2 - 4000$),正如预期的那样,我们确实看到PICO单独产生更好的约束比普朗克的$Λ$ CDM参数。随着PICO和DESI任务的集成,我们观察到对几个宇宙学参数的约束有了显著的改善,特别是暗能量的状态方程参数。然而,我们注意到,需要额外的数据来约束一个小的正耦合常数。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
New generation low-energy probes for ultralight axion and scalar dark matter
我们提出了一个简要的概述,新一代的高精度实验室和天体物理测量,以寻找超轻(亚电子伏)轴子,轴子类赝标量和标量暗物质,形成一个相干凝聚或拓扑缺陷(孤子)。在这些新的探测方法中,所寻求的效应在暗物质和普通物质之间的相互作用常数中是线性的,这与传统的暗物质搜索形成鲜明对比,在传统的搜索中,所寻求的效应在潜在的相互作用常数(非常小)中是二次或更高阶的。
2015-06-28 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Simultaneous Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子(WIMP)的预期密度相当。此外,观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型,同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。暗物质是由O(TeV)色标量湮灭产生的O(100)GeV规范单重标量产生的,这些标量是导致最终的热WIMP类重子不对称性的原因。没有重子洗出的要求意味着存在两个规范单重标量。如果长寿命的O(TeV)色标量具有大的超荷(|Y| > 4/3),则可以理解这种不对称性向常规重子的低温转移。在大型强子对撞机上产生这样的标量将是该模型的一个明显标志。
2015-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing Interacting Dark Sector with the next generation of gravitational-wave detectors
本文研究第三代引力波探测器结合伽马射线暴和千新星电磁对应体约束相互作用暗区宇宙学模型的能力,发现参数简并导致估计偏差,并证明引入物质密度先验可打破简并、提高暗区参数精度。
2024-10-08 astro-ph.CO gr-qc
Getting the astrophysics and particle physics of dark matter out of next-generation direct detection experiments
未来十年将带来大量新的数据集,从实验的直接检测弱相互作用大质量粒子(WIMP)的暗物质。这些实验的主要目标是识别和表征暗物质粒子种类。然而,将数据集映射到暗物质的粒子物理性质是复杂的,不仅因为暗物质模型中相当大的不确定性,而且因为它的局部分布函数(暗物质的“天体物理学”)约束很差。在这封信中,我提出了如何进行直接检测数据分析的转变。我表明,通过平等对待天体物理和粒子物理的不确定性的暗物质,并结合数据集的分析,可以恢复粒子物理和天体物理的暗物质。这样的方法不仅能对暗物质的性质做出更精确的估计,而且还能阐明暗物质是如何与星系共同演化的。
2010-04-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter and generation of galactic magnetic fields
提出了一种新的星系磁场产生的方案,它是在星系形成的宇宙学时期起作用的,它依赖于暗物质的非常规性质。也就是说,它要求暗物质粒子和电子之间存在微弱但长距离的相互作用。特别地,可以考虑具有光子与通常光子的动力学混合的毫荷电暗物质粒子或镜粒子。我们表明,在旋转的原星系圆形电流可以产生的自由电子与暗物质粒子的相互作用在晕,而这种相互作用对银河系质子的影响是相当弱的。在适度的发电机放大的帮助下,感应电流可能足够强,足以在星系尺度上产生观测到的磁场。此外,旋转气体向暗物质组分的角动量转移可以改变暗物质的轮廓,抑制星系中心尖点的形成。电离气体的全球运动也能在暗条和星系团中产生足够大的磁场。
2013-12-05 astro-ph.CO hep-ph
A particle dark matter footprint on the first generation of stars
暗物质粒子,其性质与暗物质候选者相同,几个致力于实验探测暗物质的国际合作暗示了这一点(DAMA,COGENT,CRESST和CDMS-II,尽管不是,最值得注意的是,LUX),并且也具有与观察到的重子不对称性相同的暗物质不对称性(普朗克和威尔金森微波各向异性探测器),可能会对第一代低金属量恒星的演化产生重大影响。这些恒星在恒星演化的不同阶段,即主序星前阶段、主序星阶段和红巨星阶段的寿命都有显著的延长。特别是,红巨星阶段的中等质量恒星在光度和化学成分方面会发生显着变化。暗物质粒子的湮灭会影响恒星的内部,使得$3α-$反应在产生碳和氧时变得不那么有效。这种暗物质效应与今天在低质量和低金属含量的恒星中观察到的碳和其他金属过量相矛盾。因此,我们可以给暗物质晕密度加上一个上限,从而也给红移加上一个上限,在这个上限上,第一代低金属量恒星形成。
2014-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Heavy Bino Dark Matter and Collider Signals in the MSSM with Vector-like 4th-Generation Particles
MSSM 4G模型,其中最小超对称标准模型扩展到包括标准模型粒子的矢量副本,是弱尺度超对称性的有希望的可能性。特别是,两个模型,QUE和QDEE,实现了超对称性的主要优点(与125 GeV希格斯玻色子,规范耦合统一和热遗迹中性伴子暗物质一致的自然性),而不需要粒子质量之间的微调关系。我们确定这些模型的影响暗物质和对撞机搜索。QUE和QDEE模型恢复了重比诺暗物质的可能性,其质量在300-700 GeV之间,通常不被考虑。暗物质直接探测的截面通常低于当前的极限,但自然预计高于中微子地板,并可能在下一代实验中看到。切伦科夫望远镜阵列的间接探测前景是光明的,只要第四代轻子的质量超过350 GeV或衰变到τ。以完全互补的方式,如果第四代轻子很重或衰变为Taus,则LHC的发现前景是暗淡的,但对于质量低于350 GeV的第四代轻子,衰变为电子或μ子,则是光明的。我们的结论是,直接检测,CTA和大型强子对撞机实验的组合将发现或排除这些MSSM 4G模型在未来几年内,假设银河系有一个Einasto暗物质配置文件。
2016-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter-Motivated Searches for Exotic 4th Generation Quarks in Tevatron and Early LHC Data
我们通过产生奇异的第四代夸克T',通过T' \to t X,其中X是暗物质衰变,确定在Tevatron和LHC中寻找暗物质的前景。t \bar{t} + \met的结果信号以前没有在寻找第四代夸克时被考虑过,但是对于这个信号有一般和特定的暗物质动机,稍微修改一下,这个分析适用于任何与顶夸克相关的不可见粒子产生的情况。目前对这种奇异夸克的直接和间接限制将它们的质量限制在300到600 GeV之间,而暗物质的质量可能低于m_T '。我们使用MadGraph/MadEvent-Pythia-PGS 4模拟信号和主要背景。对于Tevatron,我们发现,当积分亮度为20 fb^-1时,在m_T' = 400 GeV时可以发现3σ,在m_T' = 455 GeV时可以排除95%的3 σ。对于10 TeV、300 pb^-1的LHC,发现和排除灵敏度分别提高到490 GeV和600 GeV。因此,这些场景是对撞机中最有希望的暗物质。也许最有趣的是,我们发现,可以解释DAMA,CDMS和CoGeNT合作结果的暗物质模型可以使用Tevatron已经收集的数据进行测试,具有很高的统计显著性,并对LHC的早期运行具有非常有希望的影响。
2010-03-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Singlet-Doublet Fermion Origin of Dark Matter, Neutrino Mass and W-Mass Anomaly
基于最近CDF与$7σ$合作报道的W玻色子质量异常的统计显著性,我们考虑了一个单重态-二重态(SD)Majorana费米子暗物质(DM)模型,其中对W玻色子质量的修正来自SD费米子引起的辐射修正.虽然单代SD费米子在完整的$Z_2$对称性下是奇数,但不能解释W玻色子质量异常,同时与DM现象学一致,但两代SD费米子可以做到这一点,其中较重的一代在W质量校正中起主导作用,较轻的一代在DM现象学中起作用。此外,如果包含一个$Z_2$ -奇单重标量,这种多代SD费米子也可以辐射产生轻中微子质量。
2022-05-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The WIMP capture process for dark stars in the early universe
宇宙中形成的第一批恒星可能是暗星,由暗物质湮灭而不是核聚变提供动力。最初被恒星引力聚集的暗物质的数量只能维持它有限的一段时间。有人认为,从环境中捕获额外的暗物质可以延长暗星阶段,甚至到今天。在这里,我们表明,这种捕获过程是无效的,以延长第一代暗星的寿命。我们构建了一个蒙特卡罗模拟,遵循每个弱相互作用大质量粒子(WIMP)的暗物质晕作为其轨道响应的形成和演化的暗星,因为它散射了恒星的核,并在恒星内部湮灭。在穿过恒星的轨道上,WIMP的快速耗尽导致了第一代暗恒星的消亡。我们认为,第二代暗恒星原则上可能通过捕获存活更长时间。我们评论放松我们的假设的影响。
2010-05-31 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Atmospheric neutrinos in a next-generation xenon dark matter experiment
我们研究了未来氙和氩基暗物质和中微子探测实验对低能大气中微子的敏感性。不考虑实验背景,识别大气中微子引起的核反冲的主要障碍是由于$pp$太阳中微子引起的电子反冲分布的尾部。我们用NEST程序模拟了氙探测器中的太阳和大气中微子信号,发现700吨年的曝光将产生大气中微子的$5σ$探测。我们探讨了不同的探测器性能的影响,并发现一个足够长的电子寿命是必不可少的成功这样的测量。
2020-02-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Swampland criteria and neutrino generation in a non-cold dark matter universe
本文探讨了弦Swampland判据在偏离冷暗物质模型且暗能量主导的宇宙中的影响,通过高斯过程和$H(z)$数据分析了两个模型,发现与Swampland判据的张力依然存在,并利用最新$H_{0}$值和限制中微子代数探索了$H_{0}$张力问题的可能解决方案。
2023-08-02 astro-ph.CO gr-qc
Possible dark energy imprints in gravitational wave spectrum of mixed neutron-dark-energy stars
本文研究了含有不同比例的普通物质和暗能量的中子星的振荡谱。在我们考虑的模型中,平衡配置的数值构造和结果表明,混合神经元暗能量星的属性可以显着不同时,在恒星的暗能量的量是不同的。在Cowling近似下研究了混合神经元-暗能量星的振荡。结果发现,基模和高泛音的频率受暗能量含量的强烈影响。这可以在未来用来探测中子星中暗能量的存在,并限制暗能量模型。
2011-12-19 astro-ph.CO gr-qc
Unifying dark matter, dark energy and inflation with a fuzzy dark fluid
标量场出现在许多宇宙学模型中,特别是为了解释暗能量和暴胀,但也是为了模拟暗物质。在本文中,我们表明,这是可能的标量场同时取代暗物质,暗能量和通货膨胀假设存在的非最小耦合到重力,墨西哥帽潜力,和自发对称性破缺前的通货膨胀。在暴胀之后,标量场表现得像一种暗流体,模仿暗能量和暗物质,并且具有类似于模糊暗物质的暗物质行为。
2020-07-10 astro-ph.CO hep-th
$U(1)_{T3R}$ Extension of Standard Model: A Sub-GeV Dark Matter Model
我们提出了一个模型的基础上的$U(1)_{T3R}$扩展的标准模型。该模型解决了第三代和前两代费米子之间的质量层次。$U(1)_{T3R}$在$\sim 1-10$ GeV自发断裂。该模型包含一个亚GeV的暗物质候选者和两个亚GeV的光标量和矢量介质。该模型解释了热暗物质丰度,测量μ子g-2和$R_{K^{(\ast)}}$异常。该模型可以在LHC、FASER、暗物质实验和各种基于束流收集器的中微子设施中进行探测,例如,COHERENT、CCM、MicroBooNE、SBND、ICARUS、DUNE等
2022-03-15 astro-ph.CO hep-ph
Dark Mass Creation During EWPT Via Dark Energy Interaction
我们添加暗物质暗能量条款与一个与暗物质场相互作用的精髓场MSSM EW拉格朗日先前用于计算的磁场在EWPT期间创建。从期望值的精髓领域,我们估计暗物质质量的参数在以前的工作中使用的暗物质-暗能量相互作用。
2014-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Visions Dark Energy: Technology
强大的仪器和探测器研发计划使当前一代的宇宙前沿调查成为可能。对研发的少量投资将继续带来回报,并使新的探测器能够研究宇宙的加速膨胀。仪器和探测器研发为未来几代实验人员提供了重要的培训机会,这些技能在整个能源部高能物理计划中都很重要。
2016-05-02 astro-ph.CO astro-ph.IM
Phase Space Dynamics of Non-Gravitational Interactions between Dark Matter and Dark Energy: The Case of Ghost Dark Energy
我们研究了所谓的Veneziano鬼暗能量模型的相空间渐近性。研究了鬼场能量密度为i)$ρ_{ghost}\propto H$和ii)$ρ_{ghost}\propto H+H^2$的模型。这两种情况,有或没有额外的非引力相互作用之间的冷暗物质和幽灵暗能量,受到审查。我们特别注意相空间变量的选择,导致有界和紧凑的相空间,使没有物理兴趣的临界点是失踪。揭示了一个丰富的渐近结构:依赖于与辐射主导、物质主导、冷暗物质/鬼暗能量标度和鬼暗能量主导相关的非最小耦合临界点的类型,在相应的相空间中识别出过去和未来吸引子以及鞍平衡点.
2012-11-15 astro-ph.CO gr-qc
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
Scattering of Dark Matter and Dark Energy
我们展示了宇宙的两个主要组成部分,暗能量和暗物质,如何拥有一个大的散射截面,而不会对观测产生很大的影响。与涉及两种流体之间能量交换的模型不同,背景宇宙学保持不变,留下的观测信号较少。在简要回顾了宇宙学上重要的粒子之间的散射截面之后,我们探讨了暗物质和暗能量之间的弹性相互作用的含义。大尺度结构的生长受到抑制,但这种影响被发现是弱的,由于持续低的暗能量密度。因此,我们得出结论,暗物质-暗能量截面可能超过汤姆逊截面几个数量级。
2010-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Dark Energy Scaling from Dark Matter to Acceleration
宇宙的暗区不需要完全分离为不同的暗物质和暗能量成分。我们考虑一个早期暗能量的模型,其中暗能量在早期的演化和扰动中都模仿了暗物质成分。正压以太暗能量的尺度是暗物质密度的一个固定的分数,可能大于1,并且在经历转变之前的早期具有消失的声速。这不仅给出了宇宙膨胀的特征,还给出了声速和不均匀性以及有效中微子种类的数量。模型参数描述了时间,转变的尖锐性,以及早期的相对丰度。与目前的数据比较后,我们发现可行的制度,其中的暗能量的行为像暗物质在早期:为过渡前重组的暗能量,暗物质的分数可以等于或超过1,而近重组的过渡的比例只能是百分之几。在跃迁之后,暗能量将分道扬镳,最终推动宇宙加速,并在这种情况下接近宇宙学常数。
2014-09-04 astro-ph.CO gr-qc
Couplings between holographic dark energy and dark matter
我们在全息暗能量的框架下考虑暗物质和暗能量之间的相互作用,提出了一种自然的物理上合理的相互作用形式,其中相互作用项正比于暗物质的幂和暗能量密度的乘积.我们在这样的模型中研究宇宙的演化。耦合对暗物质和暗能量分量的影响可能是不对称的。虽然暗能量在后期从暗物质中分离出来,就像宇宙流体的其他成分随着宇宙膨胀而变得解耦一样,有趣的是,暗物质实际上可能在后期与暗能量耦合。我们将把这种现象称为“内耦合”。我们使用最新的Ia型超新星的数据从SCP团队,重子声学振荡数据从SDSS和2dF调查,和CMB角功率谱的第一个峰值的位置来约束模型。我们发现与暗能量和暗物质密度的一次幂乘积成正比的相互作用项与当前的数据有很好的拟合。
2010-08-19 astro-ph.CO hep-th
A Physical Source of Dark Energy and Dark Matter
提出了产生三种能量成分的物理机制作为暗能量和暗物质的共同起源。前两种物质的状态方程为W ~ 0,其行为类似于暗物质,而最后一种物质在低红移时的状态方程为W ~ -1,使其成为暗能量的候选者。这些数据被用来模拟超新星Union 2的数据,得到与LAMBDACDM模型相同的曲线拟合。这个模型为宇宙学研究开辟了新的途径,并意味着将暗分量重新解释为存储在时空度规中的标量场。
2012-12-11 astro-ph.CO gr-qc
Sub-horizon evolution of cold dark matter perturbations through dark matter-dark energy equivalence epoch
考虑了一个由标准冷暗物质和一个具有常状态方程w和常有效声速的暗能量组成的晚期宇宙模型。忽略暗能量分量的涨落,我们得到了一个描述在暗物质-暗能量相等的时期中,视界下冷暗物质扰动演化的方程。我们探讨了它的解析解,并计算了一个精确的w依赖的修正的暗物质增长函数,对数增长函数和增长指数参数通过所考虑的历元。我们测试我们的解析近似的数值解,发现在感兴趣的时代,k =0的差异小于1%。
2014-07-17 astro-ph.CO gr-qc
Spherical collapse model in agegraphic dark energy cosmologies
在常用的球形坍缩模型下,我们研究了年龄暗能量模型中的暗能量对宇宙大尺度结构生长的影响。非线性区域中暗物质晕的球形坍缩动力学由暗能量模型的性质决定。我们发现,球坍缩模型的主要参数直接受到年龄暗能量模型中暗能量演化的影响。我们在两种不同的情况下计算了不同年龄模型参数$α$值的球形坍缩量:第一,当暗能量在星系团尺度上不表现出波动时,第二,当过密区域内的暗能量类似于暗物质坍缩时。利用Sheth-Tormen和Reed质量函数,我们在年龄暗能量宇宙学的框架下研究了暗物质晕的丰度。模型参数$α$是计算暗物质晕丰度的关键参数。具体而言,本分析表明,年龄暗能量模型与较大(较小)值的$α$预测较少(更多)维里化晕相对于$Λ$ CDM宇宙学。我们还表明,在年龄的暗能量模型,晕的数量强烈依赖于集群或均匀分布的暗能量。
2017-09-25 astro-ph.CO gr-qc
$α$-attractor dark energy in view of next-generation cosmological surveys
$α$ -吸引子暴胀模型现在受到CMB普朗克观测的青睐。它们与经典的精粹模型的相似性激发了对一个共同框架的探索,这个框架可以解释暴胀和暗能量。我们研究了下一代宇宙学实验将能够对暗能量$α$ -吸引子模型施加的预期约束。我们系统地解释了来自WFIRST的SNIa,来自DESI和WFIRST的BAO,来自LSST和Stage-4 CMB实验的星系成团和剪切的约束力。我们假设一个张量标量比,$10^{-3} < r < 10^{-2}$,它允许探索广泛的制度足够接近,但不同的,一个宇宙学常数,而不需要微调的字段的初始值。我们发现,组合S4 CMB + LSST + SNIa将实现最佳结果,相对于S4 CMB + BAO + SNIa的情况,将FoM提高了几乎一个数量级。我们发现这也是真实的FoM的$w_0 - w_a$参数。因此,未来的调查将能够独特地探测连接早期和晚期宇宙加速的模型。
2019-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Weak lensing: Dark Matter, Dark Energy and Dark Gravity
在这篇非专业评论中,我将研究弱透镜如何提供宇宙暗区的信息。评论集中在什么可以了解暗物质,暗能量和暗引力,以及为什么。关于暗物质,回顾了理论剖面与观测结果的对抗,并讨论了中微子质量的测量。关于暗能量,人们的兴趣是这是否可能是爱因斯坦的宇宙学常数,并考虑了状态方程的高精度研究的前景。关于暗引力,我们考虑了未来弱透镜测量的令人兴奋的前景,以区分广义相对论和额外的维或其他引力理论。
2009-11-02 astro-ph.CO astro-ph.EP
Irreversible thermodynamic description of interacting dark energy - dark matter cosmological models
本文在开放系统的不可逆热力学框架下研究了暗能量和暗物质之间的相互作用。我们将暗能量和暗物质看作是均匀平坦各向同性Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙中相互作用的两组分(标量场和“普通”暗物质)宇宙流体。开放系统的热力学与引力场方程一起应用于双组分宇宙流体,导致了基本暗能量-暗物质相互作用理论的推广,其中衰变(创建)压力被明确地认为是宇宙流体应力-能量张量的一部分。具体模型描述相干振荡标量波,导致高粒子生产在振荡周期的开始,和模型与恒定的势能标量场被认为是。进一步,得到了考虑暗能量-暗物质相互作用的引力场方程的精确解和数值解。
2013-01-28 astro-ph.CO gr-qc
Gauged $L_e-L_μ-L_τ$ symmetry, fourth generation, neutrino mass and dark matter
本研究提出两种将$L_e-L_μ-L_τ$作为规范对称性的模型,分析反常抵消的约束,探讨中微子质量等级、暗物质候选者及相关约束,并讨论解释μ子和电子$(g-2)$的可能。
2023-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the interaction between dark matter and dark energy with CMB data
我们简要地讨论了一个有趣的情况下,现象学的非引力耦合在黑暗的部门,其中的相互作用被参数化为能量转移从暗物质到暗能量或相反。我们表明,一个非零耦合与能量流从后者到前者导致一个完全和解的高和低的红移观测之间的紧张局势存在于标准宇宙学模型。
2017-07-02 astro-ph.CO hep-ph
TeV Scale Neutrino Mass Generation, Minimal Inelastic Dark Matter, and High Scale Leptogenesis
跷跷板和细长的共同依赖于相同的粒子的质量,因此都是在相同的尺度上实现的。在这项工作中,我们展示了一种新的可能性,实现TeV级中微子跷跷板和自然的高规模leptogenesis。我们将标准模型扩展为两个规范单重态标量,一个类矢量的等二重态费米子和一个等三重态希格斯标量。我们的模型尊重一个软破缺轻子数和一个完全守恒的$Z_2$离散对称性。它可以实现三件事:(i)实现一个可测试的II型跷跷板在TeV尺度与两个非零中微子质量本征值,(ii)提供一个最小的非弹性暗物质从新的费米子双峰,(iii)容纳热或非热leptogenesis通过单重标量衰变。我们进一步分析了当前实验对我们模型的限制,并讨论了对暗物质直接探测和LHC搜索的影响。
2019-01-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Holographic Dark Energy Interacting with Two Fluids and Validity of Generalized Second Law of Thermodynamics
我们考虑了全息暗能量与暗物质和宇宙中另一种未知的暗能量成分相互作用的宇宙学模型。我们已经假设了两个相互作用项$Q$和$Q'$,以便包括两个主成分之间的相互作用(即,全息的暗能量和暗物质)导致其他形式的宇宙成分的一些损失。我们的模型对$Q$和$Q'$的任何符号都是有效的。如果是$Q<Q'$,那么部分暗能量密度衰减为暗物质,其余部分则为另一个未知的能量密度成分。但是如果$Q>Q'$,那么暗物质能量从暗能量和暗能量的未知成分中接收。观测表明,暗能量衰变为暗物质。在这里,我们提出了一个宇宙学模型的暗能量的一般处方,其中施加全息暗能量,暗物质和另一种流体之间的相互作用。我们得到了全息暗能量密度与暗物质及其他未知暗能量成分相互作用的状态方程。利用热力学第一定律,得到了全息暗能量、暗物质和其他暗能量成分在全息暗能量与两种流体(即,暗物质和暗能量的其他成分)。我们还发现了当在视界球面上测量事件视界的半径($L$)时视界的熵。目前我们已经研究了被这个视界包围的宇宙的热力学GSL。最后,证明了GSL的有效性,GSL对减速参数$q$有界性。
2010-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Early dark energy and its interaction with dark matter
本文研究了一类早期暗能量模型,它在宇宙的早期具有大量的暗能量。在线性近似下,我们研究了早期暗能量涨落对结构生长和CMB功率谱的影响。进一步研究了早期暗能量与暗物质的相互作用对结构生长和CMB的影响。最后,通过对不同观测结果的分析,我们对早期的暗能量模型参数和暗扇区之间的耦合进行了约束。
2015-11-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th