PAMELA/ATIC Anomaly from Exotic Mediated Dark Matter Decay
在一个包含两个暗物质（DM）组分的超对称模型中讨论了由奇异带电粒子（“奇异粒子”）介导的暗物质衰变：一个组分是最轻的（类双星）超对称粒子（LSP）χ，另一个组分是新引入的亚稳中性单线态$N$ . $N$通过企鹅型单圈图诱导的6维算符衰变到χe^+e^-，寿命为10^{26}秒，解释PAMELA和ATIC/PPB-BETS最近观测到的高能宇宙e^ \pm过剩。超重质量的外来粒子（\sim 10^{15-16} GeV）是$N$寿命长的原因。$N$的超伴子产生TeV量级的真空期望值（VEV），使得DM $N$达到2 TeV的期望质量。通过VEV，U（1）R对称性破缺为离散的Z2对称性，这与最小超对称标准模型（MSSM）中的物质宇称一致。由于我们有两个DM分量，即使是极少量的$N$ [O（10^{-10}）<（n_N/n_x）]也可以解释观测到的具有相对较轻的外来物质质量[10^{12} GeV < M_{exo.} < 10^{16} GeV]的正电子通量。
2009-05-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect Dark Matter Signals from EGRET and PAMELA compared
暗物质湮灭（DMA）可能会产生过量的伽马射线和反物质粒子，如反质子和正电子，高于宇宙射线相互作用的背景。来自EGRET的过量弥散银河伽马射线显示了DMA预期的所有特征。PAMELA的反质子和正电子分数的新的精确测量进行了比较与EGRET过剩。它示出的带电粒子是强烈依赖于所使用的传播模型。通常的传播模型与各向同性传播模型是不相容的，最近观察到的对流在我们的银河系。对流导致DMA中带电粒子产量的数量级不确定性，因为即使是相当小的对流也会让晕中的带电粒子漂移到太空。结果表明，这种各向异性传播模型，包括对流更喜欢从DMA的反质子的贡献，但在正电子分数的上升，所观察到的PAMELA，是不兼容的DMA，如果与EGRET过剩。如果将观测到的质子/电子比的上升仔细地拟合在传播模型中，则正电子/电子比的上升是预期的，尽管上升略大于预期，因此在数据的有限准确度内，额外的本地源也可能有所贡献。
2009-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A new twist on excited dark matter: implications for INTEGRAL, PAMELA/ATIC/PPB-BETS, DAMA
结果表明，如果存在一个质量为M0 ~ 500 GeV，M1 <~ M0 + 2 m e，且M2 = M1 + delta M >~ M0 + 2 m e的DM态chi_0，chi_1和chi_2的特殊谱，那么INTEGRAL/SPI观测到的511 keV γ射线过剩可以用银河系中心的暗物质（DM）激发来更强有力地解释.小质量分裂Δ M应<~ 100 keV。此外，我们需要至少两个新的规范玻色子（最好是三个），质量约为100 MeV。有了这个光谱，chi_1是稳定的，但可以激发chi_2的低速DM散射附近的银河系中心，这是萨默托增强的两个100兆电子伏的规范玻色子交换。激发态chi_2在第三规范玻色子的作用下衰变为chi_0和非相对论性的e+e-，第三规范玻色子与光子和Z混合。虽然这样一个小的100 keV分裂已被独立地提出来解释的DAMA年度调制通过非弹性DM机制，需要稳定的chi_1（因此seqestering它从标准模型）意味着我们的方案不能占的DAMA信号。然而，它可以通过银河系中的DM湮灭来解决PAMELA/ATIC正电子过剩的问题，并且它提供了相对于先前提出的模型在ATIC光谱中具有更清晰特征的可能性。这些数据与三种新的规范玻色子相一致，它们的耦合自然符合破缺的SU（2）规范理论，其中DM是SU（2）的三重态。我们提出了一个简单的模型，其中SU（2）被新的Higgs三重态…
2009-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
PAMELA/ATIC anomaly from the meta-stable extra dark matter component and the leptophilic Yukawa interaction
我们提出了一个包含两个暗物质（DM）分量的超对称模型来解释PAMELA/HEAT和ATIC/PPB-BETS观测到的银河系正电子过剩：一个是传统的（类双星）最轻超对称粒子（LSP）χ，另一个是TeV尺度的亚稳中性单线态N_D，它是一个狄拉克费米子（N，N^c）.在该模型中，N_D通过一个R奇偶保持维6的算子主要衰变为χe^+e^-，寿命τ_N \sim为10^{26} sec.我们引入了一对矢量型超重SU（2）轻子二重态（L，L^c）和轻子单线态（E，E^c）。导致N_D衰变的6维算符是由具有单位阶无量纲耦合的轻子Yukawa相互作用W \supset Ne^cE+Lh_dE^c+ m_{3/2} l_1L ^c和规范相互作用{ \cal L} \supset \sqrt{2} g' \tilde{e}^{c*} e^c x + h. c产生的.类矢量轻子的超重质量（M_L，M_E \sim 10^{16} GeV）决定了N_D的寿命。该模型中的低能场谱就是MSSM场和N_D。即使在总DM密度[{ \cal O}（10^{-10}）\lesssim n_{N_D} /n_x]中N_D的比例远小于x的情况下，观测到的正电子过剩也可以通过采用相对较轻质量的类矢量轻子（10^{13} GeV \lesssim M_{L,E} \lesssim 10^{16} GeV）来解释。还解释了电子…
2009-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Is the PAMELA anomaly caused by the supernova explosions near the Earth?
我们表明，PAMELA实验观察到的正电子分数的异常可以归因于最近的超新星爆炸（S）在地球附近的致密气体云（DC）。质子在超新星遗迹（SNR）周围加速。电子和正电子是通过DC内部的强子相互作用产生的。它们的光谱比背景的光谱硬，因为SNR在辐射阶段花费了很多时间。我们的方案预测，反质子通量占主导地位的背景为>~100 GeV。我们比较的结果与观察（费米，HESS，PPB-BETS，和ATIC）。
2009-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Protohalo Constraints to the Resonant Annihilation of Dark Matter
最近有人认为，PAMELA，ATIC和PPB-BETS数据显示的异常过剩的高能宇宙射线正电子和电子可能被解释为暗物质湮灭在星系晕与截面共振增强相比，其值在原始等离子体。我们发现，一个非常大的湮灭截面的闪光的高能光子和电子-正电子对预期的暗物质湮灭在第一个原晕，在红移z~40的形式可能是实质性的和可观察的。因此，允许注入原始气体的能量和弥散伽马射线背景的能量密度的界限引起了对低速暗物质截面的限制，这可能难以与PAMELA，ATIC和PPB-BETS结果的解释相一致。
2009-05-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Signals from Cascade Annihilations
对PAMELA和ATIC观测到的电子/正电子过剩现象的主要解释是星系晕中的暗物质湮灭。根据湮灭通道的不同，电子/正电子信号可能伴随着银河伽马射线或中微子通量，而这种通量的未检测限制了暗物质的耦合和晕属性。在本文中，我们研究的相互作用的电子数据与伽马射线和中微子约束的级联湮灭模型的背景下，其中暗物质湮灭成轻的自由度，这反过来又衰变成轻子在一个或多个步骤。电子和μ子级联给出了一个合理的适合PAMELA和ATIC数据。与直接湮灭相比，级联湮灭可以将末态辐射对γ射线的约束软化一个数量级。然而，如果暗物质主要湮灭为μ子，则中微子约束是稳健的，而不管级联衰变步骤的数量。我们还研究了最近提出的“轴子门户”的情况下的电子数据和伽马射线/中微子的约束。
2009-01-30 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
A Brief Review on Dark Matter Annihilation Explanation for $e^\pm$ Excesses in Cosmic Ray
最近PAMELA、ATIC、FERMI-LAT和HESS的数据表明宇宙线能谱中存在$e^{\pm}$过剩。PAMELA仅在$e^+$中观察到过量，但在反质子谱中未观察到过量。ATIC、FERMI-LAT和HESS观测到了$e^++e^-$光谱中的过量，但详细的形状不同，这需要未来的实验观测来确定正确的数据集。尽管如此，人们还是做了很多努力来解释观测到的$e^\pm$过量，以及为什么PAMELA只观测到$e^+$过量，而没有观测到反质子过量。在这篇简短的评论中，我们讨论了一个最流行的机制来解释数据，暗物质湮灭。人们早就知道，我们的宇宙大约有23%是由残余的暗物质组成的。如果遗迹暗物质是热产生的，湮灭率受到限制，导致需要一个大的提升因子来解释数据。我们将详细讨论如何通过Sommerfeld和Briet-Wigner增强机制获得大的增强因子。粒子物理模型的建筑物的一些影响也将被讨论。
2009-09-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Phenomenology of Dark Matter annihilation into a long-lived intermediate state
我们提出了一个方案，暗物质（DM）湮灭到一个中间状态，旅行的距离$λ\equiv v/Γ$的数量级的星系尺度，然后衰变到标准模型（SM）粒子。长的寿命分散的SM粒子的生产区远离银河系中心，因此，放松约束的伽玛射线观测规范湮灭的情况下。我们利用这一设置来解释电子和正电子过剩最近观察到的PAMELA，ATIC和费米。虽然在通常的DM湮灭的解释似乎与伽马射线观测相冲突，我们表明，在提出的方案，PAMELA/ATIC/费米的结果是一致的伽马射线数据。从衰变方案的区别discsussed，我们评论的DM生产在LHC的前景。中间态的典型衰变长度$λ\gtrsim 10$ kpc可以从一个被$Λ\sim 10^{13}$ GeV尺度所抑制的六维算符得到，这个尺度大致是中微子质量的跷跷板尺度。
2009-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Anti-Matter in Cosmic Rays : Backgrounds and Signals
最近的PAMELA和ATIC数据似乎表明，正电子宇宙射线超过约10 GeV，这可能是由于银河系暗物质粒子湮灭。然而，这一信号的背景存在许多不确定性，这使得我们的任务难以约束暗物质或任何其他天体物理学解释这些最近令人惊讶的数据。
2009-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the Positron Fraction and the Spectrum of the Electronic Component in Cosmic Rays
PAMELA最近对宇宙射线中正电子分数的观测表明，在1-10 GeV能量范围内，正电子在宇宙射线中占总电子分量的比例开始减少，之后增加。在本文中，我们表明，这是很自然的期望这样的宇宙射线传播模型的背景下，正电子分数的增加。它表明，这个比率应达到一个渐近值~0.6在非常高的能量。PAMELA的具体测量帮助我们区分宇宙线传播的各种模型，特别是，它们支持嵌套漏盒模型。结合HESS、FERMI、ATIC和其他实验对总电子成分的观测，它们还提供了一种估算银河系中离散宇宙射线源直接加速的电子光谱的方法。
2009-06-11 astro-ph.CO astro-ph.HE
CMB data constraint on self-annihilation of dark matter particles
最近，暗物质粒子的自湮没被提出来解释ATIC和PAMELA实验结果中的“WMAP Haze”和高能正电子和电子过剩现象。如果暗物质的自湮灭发生在宇宙等离子体的复合附近，则暗物质自湮灭释放的能量延迟了复合，从而影响CMB各向异性。利用最新的宇宙微波背景数据，我们研究了暗物质粒子的自湮没。在这项调查中，我们没有发现统计上显著的证据，并对<sigma v>/ m_chi施加上限。来自普朗克探测器和费米伽马射线望远镜的即将到来的数据将使我们能够打破一些参数简并改善对暗物质粒子自湮灭的限制。
2010-08-10 astro-ph.CO
Decaying gravitino dark matter and an upper bound on the gluino mass
我们表明，如果衰变的引力子暗物质是负责PAMELA和ATIC/PPB-BETS异常的宇宙射线的电子和正电子通量，再加热温度和胶子质量从上面的约束。特别是，如果观测到的重子不对称性可以用热瘦生的假设来解释，那么胶子的质量很可能在大型强子对撞机的范围之内。
2009-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
A Markov Chain Monte Carlo Study on Dark Matter Property Related to the Cosmic e$^{\pm}$ Excesses
在本文中，我们开发了一个马尔可夫链蒙特卡罗程序来研究暗物质的性质，以解释最近的宇宙线电子/正电子过剩的观测。假设暗物质粒子主要与轻子耦合，分别考虑湮灭和衰变为轻子对两种情况。对银河系中心周围弥漫的$γ$射线的中心密度分布的约束也包含在马尔可夫链蒙特卡罗代码中。在数值研究中，引入了7个参数。我们独立拟合了两组数据，发现对于数据组I（PAMELA+ATIC），具有$m_χ\approx0.7$ TeV湮灭（或1.4 TeV衰变）和纯$e^+e^-$通道的暗物质是有利的，而对于数据组II（PAMELA+Fermi-LAT+H.E.S.S.）用于湮灭的$m_χ\approx 2$ TeV（或用于衰变的4 TeV）以及$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$终态的组合可以最好地拟合数据。H.E.S.S.对银河系中心$γ$射线的观测对湮灭暗物质场景中的暗物质晕的中心密度分布有很强的约束。在这种情况下，NFW配置文件被认为是典型的预测从冷暗物质的情况下，被排除具有高的意义（$>5σ$）。对于衰变的暗物质，这种约束要弱得多。
2010-01-20 astro-ph.CO
Enhancement of Dark Matter Annihilation via Breit-Wigner Resonance
当暗物质湮灭过程接近窄共振时，热平均湮灭截面<σv>的Breit-Wigner增强提供了一个大的增强因子.我们明确地证明了物理和非物理极点情况下Breit-Wigner增强的<σv>作为宇宙温度的函数的演化行为。研究发现，这两种情况下，可以导致一个足够大的助推因子来解释最近的PAMELA，ATIC和PPB-BETS异常。我们还计算了湮灭过程的耦合，这对于建立一个合适的模型来给出所需的暗物质遗迹密度是有用的。
2009-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Rays from Dark Matter Annihilation and Big-Bang Nucleosynthesis
PAMELA和ATIC实验对宇宙射线电子和正电子通量的测量表明存在具有大湮灭截面的湮灭暗物质。我们表明，大爆炸核合成时期的暗物质湮灭影响轻元素丰度，并给出了严格的约束，这种情况下的强子湮灭的暗物质的湮灭方案。对轻子湮灭暗物质模型的限制就不那么明显了。
2009-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Positron Excess, Luminous-Dark Matter Unification and Family Structure
一般认为，暗物质可能由一个或最多几个基本粒子组成。PAMELA的数据提供了一个机会之窗，让我们了解发光物质和暗物质之间可能存在的关系。与ATIC数据一起，这两个正电子过剩被解释为暗物质家族结构的反映。在一个统一的模型中，预测至少第三次增强可能出现在不同的能量。然而，增强的强度取决于族间混合角。
2009-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Signals In Cosmic Rays?
扩散伽马射线背景辐射（GBR）的通量并不能证实，在南极洲上空的气球飞行中使用ATIC仪器在300-800 GeV之间测量的宇宙射线电子通量的过剩，是普遍的，正如暗物质湮灭所预期的那样。在10-100 GeV范围内，PAMELA测量到的宇宙射线电子通量中正电子的比例随能量的增加也不意味着暗物质的起源：它与银河系宇宙射线的两个主要来源之和的预期一致，即非相对论性球形喷出物和超新星爆炸的高度相对论性喷流。
2009-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Enhanced Dark Matter Annihilation Rate for Positron and Electron Excesses from Q-ball Decay
我们表明，在阿弗莱克-Dine重子生成模型中的Q球衰变可以解释暗物质时，湮灭截面充分增强，以解释PAMELA，ATIC和PPB-BETS观察到的正电子和电子过剩。对于沿d = 6平坦方向的阿弗莱克-戴恩重子生成，再加热温度约为30 GeV，Q球衰变温度在10-100 MeV范围内。如果横截面相对于热遗迹横截面增大约10^3倍，那么Q球衰变产生的LSP会湮灭到观测到的暗物质密度。
2009-09-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB constraints on Dark Matter models with large annihilation cross-section
在红移1000附近，暗物质湮灭产生的次级粒子的注入将不可避免地影响复合过程，在宇宙微波背景（CMB）各向异性和极化上留下印记。我们发现，最近的CMB测量提供的WMAP卫星任务放置有趣的约束DM的自湮灭率，特别是对于模型，表现出一个大的索末菲增强的湮灭截面，最近提出了适合PAMELA和ATIC的结果。此外，我们认为，即将到来的CMB实验，如普朗克，将改善约束至少一个数量级，从而提供了一个敏感的探针DM粒子的属性。
2009-04-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Decaying Hidden Dark Matter in Warped Compactification
最近的PAMELA和ATIC/Fermi/HESS实验在高能宇宙射线中观测到过量的电子和正电子，但没有观测到反质子。为了解释这一结果，我们在弦论紧化中构建了一个衰减的隐藏暗物质模型，它包含了以下两个成分，扭曲紧化中的隐藏暗物质场景和衰减到标准模型的隐藏轻粒子的唯象建议。在这个模型中，在高维扭曲膜上，各种扭曲的Kaluza-Klein粒子和规范场的零模对标准模型起着隐藏的暗物质或介质的作用。
2009-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Can the morphology of gamma-ray emission distinguish annihilating from decaying dark matter?
PAMELA、ATIC、FERMI和HESS实验的最新结果表明，银河系中可能存在高能宇宙线e^+ e^-，它可能起源于银河系中的暗物质湮灭或衰变。在这里，我们研究的伽马射线发射后，由湮灭和衰变的暗物质模型产生的电子传播的形态。我们专注于光子能量为1 GeV，10 GeV，50 GeV（相关的费米卫星），并考虑不同的传播参数。我们的主要结论是，只有当传播参数对应于最乐观的扩散模型时，才有可能区分湮灭和衰变的暗物质。此外，我们指出的例子中，形态可能会导致一个错误的解释源注入能量。
2010-03-05 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraints on Dark Matter Annihilation Cross Section in Scenarios of Brane-World and Quintessence
我们研究了膜世界和精粹两种情况下的暗物质湮灭，其中修正的宇宙膨胀率可以增加暗物质的热遗迹密度。根据观测到的暗物质丰度，我们对这两种情况下的热平均湮灭截面<σv>进行了约束。此外，大爆炸核合成和分波么正性也被用来确定<σv>的界。结果表明，这两种情况都能导致较大的湮灭截面，因此可以用来解释近期的PAMELA、ATIC和PPB-BETS异常。
2009-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Intermediate Mass Black Holes and Nearby Dark Matter Point Sources: A Critical Reassessment
近年来，关于银河系中存在中等质量黑洞（IMBH）并在其周围形成暗物质（DM）"迷你尖峰“的提议受到了相当大的关注。事实上，在某些情况下，导致伽马射线，中微子和带电宇宙射线的大湮灭通量，这些物体有时被引用为间接DM搜索最有希望的目标之一。在这封信中，我们应用了详细的统计分析来指出，现有的EGRET数据已经对这些情况进行了非常严格的限制，使得这些物体中的任何一个都不太可能被观察到，例如，费米/GLAST卫星或即将到来的切伦科夫望远镜。我们还证明了在中微子或带电宇宙射线中观测信号的前景似乎更糟。最后，我们解决的问题，是否在宇宙射线的正电子/电子通量最近报告的PAMELA/ATIC可能是由于附近的DM点源，如DM块或迷你穗;伽马射线的界限，以及最近公布的费米宇宙射线电子和正电子数据，再次排除这种可能性，为传统的DM候选人，并强烈约束它DM纯粹湮灭成轻轻子。
2009-06-26 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
MiXDM: Cosmic Ray Signals from Multiple States of Dark Matter
最近来自PAMELA、Fermi、ATIC和PPB-BETS等宇宙射线实验的数据都表明，需要一种新的高能（>~100 GeV）电子和正电子的主要来源。人们提出了许多方案来解释这些数据，通常依赖于单个粒子湮灭或衰变产生e+e-。在本文中，我们考虑的模型与多个物种的WIMP具有显着不同的质量。我们表明，如果这些暗物质候选者chi_i湮灭为轻玻色子，它们自然会产生相等的湮灭率，即使可用于湮灭的粒子对数量n_chi_i ^[2]相差几个数量级。我们认为，这些模型的一个结果可以是在较低（~100 GeV）与较高（~ TeV）的能量下自然地添加额外的信号，改变预期的光谱，甚至在较低的能量下添加凸起，这可能会缓解PAMELA和费米之间所需的湮灭率的紧张关系。这些光谱变化可能会在即将到来的普朗克卫星上观测到的微波霾信号中产生可观测的后果。这样的模型可以连接到其他可观测的信号，如DAMA和INTEGRAL，通过使较轻（较重）的状态是分裂100 keV（1 MeV）的伪狄拉克费米子。我们发现，在晕速度色散的变化可以减轻银河系中心和银河系脊的终态辐射的约束。如果较轻的WIMP具有较大的自相互作用截面，则轻WIMP晕可能会崩溃，从而极大地改变对直接和间接探测特征的预期。
2009-11-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
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
The contribution to the antimatter flux from individual dark matter substructures
由单个暗物质（DM）子结构引起的局部反物质通量可以显著地依赖于源的自行。我们推导出与时间相关的正电子和反质子的主要来源的传播方程的解析解，发现静态限制是一个公平的近似只有非常高的能量粒子和附近的来源。本文讨论了弱相互作用大质量粒子（WIMP）模型对PAMELA正电子过剩和FERMI全电子数据的拟合。我们发现，对于一个单一的非静态DM点源，不能提取的数据，在一个独特的方式，模型独立的粒子物理观测，如WIMP质量，对湮灭截面，和湮灭产率。与WIMP模型相关的伽马射线发射诱导了显着的局部正电子或反质子通量，被发现与EGRET测量兼容，但它可以肯定地被FERMI-LAT望远镜挑出来。
2009-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic ray electron anisotropies as a tool to discriminate between exotic and astrophysical sources
PAMELA，ATIC，PPB BETS和费米合作的最新结果将电子通量测量的能量范围扩展到了100 GeV范围内的未探索能量，证实了HEAT和AMS 01数据已经提出的大约10 GeV的碰撞。这种碰撞可以用奇异物理学背景下的暗物质湮灭来解释，或者用附近的天体物理学来源来解释，例如双星。为了区分初级正电子产生的竞争模型，各向异性的研究，补充光谱测定，显示为寻找轻子过剩的起源的新工具。在这封信中，我们计算了收集所有已知的伽马射线天体（如ATNF目录中所列）和湮灭暗物质对电子通量的贡献，无论是在团晕的情况下，还是在多余的物质可以归因于附近相当大的暗物质团的情况下。我们解决的问题，在这两种情况下的电子各向异性和估计的前景，一个小的偶极各向异性可以发现费米天文台。
2009-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE
Bounds on Cross-sections and Lifetimes for Dark Matter Annihilation and Decay into Charged Leptons from Gamma-ray Observations of Dwarf Galaxies
我们提供了暗物质横截面和寿命的保守界限，这些横截面和寿命来自直接或通过中间粒子$ϕ$湮灭或衰变为带电轻子产生的终态辐射。我们的分析利用了来自四颗银河系矮卫星的实验伽马射线通量上限：HESS对人马座的观测和VERITAS对天龙座、小熊座和威尔曼1号的观测。使用90%的置信水平下限的积分的暗物质分布，我们发现，这些限制在很大程度上无法排除暗物质湮灭或衰变的PAMELA和ATIC/PPB-BETS过剩的解释。然而，如果在矮星系中有一个额外的索末菲增强，它的速度色散比当地的星系晕低10到20倍，那么暗物质通过$ϕ$湮灭的截面就非常接近威尔曼1号的截面上限。暗物质直接湮灭到$τ$中的可能性也被威尔曼1作为过度的解释而略微排除，所需的横截面仅比天龙座的上限低几倍。最后，我们预测的伽马射线通量预计从矮星系Segue 1的费米伽马射线空间望远镜。我们发现，对于相当大一部分的参数空间，其中暗物质湮灭成带电轻子解释PAMELA过剩，费米有很好的前景检测到一个伽马射线信号从Segue 1经过一年的观察。
2009-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Gamma-rays from dark matter annihilations strongly constrain the substructure in halos
最近的研究表明，来自暗物质（DM）湮灭的电子和正电子与费米、PAMELA和HESS的数据非常吻合。使用这个DM模型，它需要增强的湮灭截面超过其标准值，以匹配的意见，我们表明，它立即意味着费米望远镜从附近的星系团，如室女座和天炉座的可观测水平的伽马射线发射。我们发现，这个DM模型意味着一个特殊的功能，从最终状态辐射是一个独特的签名DM。利用EGRET对室女座伽马射线发射的上限，我们将暗物质晕内部子结构的最小质量限制为> 5 × 10 ^-3 M_sun --比冷暗物质的预期值大约大4个数量级。这将线性物质功率谱中的截止尺度限制为k < 35/kpc，这可以通过例如，温暖的暗物质。在不久的将来，费米观测将强烈地限制最小质量为> 10^3 M_sun：如果真正的子结构截断值比这个小得多，那么费米/PAMELA/HESS数据的DM解释一定是错误的。为了解决天体物理前景的问题，我们进行了高分辨率，宇宙学模拟的星系团，包括现实的宇宙射线（CR）物理。我们计算了强子CR相互作用产生的主要γ射线发射信号，发现它遵循一个普遍的频谱和空间分布。如果我们忽略异常增强因子，并假设截面和最小次晕质量的标准值，DM的相同模型预测DM湮灭和CR相互作用的伽马射线发射的可比水平。这表明谱减法技术可以应用于检测湮灭信号。
2009-11-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Implications of High-Resolution Simulations on Indirect Dark Matter Searches
我们研究了探测暗物质[DM]湮灭产物的前景，在目前可用的两个最高分辨率的数值模拟，即{ \it通过Lactea II}和{ \it Aquarius}的框架。我们提出了一种策略，以确定银河系中心周围的区域的形状和大小，最大限度地提高观察DM信号的概率，我们表明，虽然预测的通量可以不同的因素为10给定的DM候选人在两个模拟设置，搜索策略实际上保持不变，因为它依赖于湮灭通量的角廓线，而不是其归一化。我们提出了模拟伽马射线地图，考虑到在银河系中未解决的晕产生的漫发射，我们估计，在一个乐观的DM的情况下，几个单独的团块可以解决以上的背景与费米-LAT。最后，我们计算了正电子和反质子的能量相关的增强因子，并表明它们总是$\cal O$（1），因此它们不能导致解释最近的PAMELA，ATIC，Fermi和HESS数据所需的反物质通量的大增强。
2010-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Superbradyons and some possible dark matter signatures
超光速前子（superbradyon）在真空中的临界速度远大于光速，如果它们存在的话，将作为物理真空和标准理论中考虑的常规粒子的组成部分发挥重要作用。那么，标准的洛仑兹对称性和量子力学就不会是时空和物质的终极基本性质。如果超慢子在我们的宇宙中以自由粒子的形式存在，它们预计会非常弱地耦合到“普通”物质，但它们可以通过发射标准粒子自发衰变，直到它们达到等于或接近光速的速度。然后，它们将形成一个宇宙学的海洋，在那里惯性质量和引力质量之间的关系将不同于传统的物理学。超缓子可能是宇宙学和天体物理学现象的起源，通常与暗物质、暗能量和暴胀有关。它们也可以是所有能量的常规宇宙射线的来源。在这种情况下，超慢子自发衰变和类似的相互作用将是候选人来解释电子和正电子丰度的数据（PAMELA，ATIC，费米LAT，HESS，PPB-BETS）被认为是可能的暗物质签名。发出这种辐射的超缓子甚至可能具有相对较小的惯性质量，并且动能与衰变事件的动能相差不远。但在大多数情况下，这种“轻”的超缓子在加速器实验中是找不到的。我们评论几个基本的物理和现象学问题与超慢子假说。
2010-12-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
