Constraints on small-scale primordial density fluctuation from cosmic microwave background through dark matter annihilation
普朗克卫星的宇宙微波背景（CMB）观测精确地确定了比$\mathcal O(1)\,\mathrm{Mpc}$更大尺度的原始曲率波动，而小尺度的曲率波动仍然较少受到限制。如果我们假设标准的热遗迹暗物质的情况下，小尺度波动的约束是大大改善。当小尺度波动足够大时，即使在红移$z\gtrsim10^3$中，致密区域也会坍缩形成小晕，这被称为超压缩迷你晕。这些微晕增强了暗物质的湮灭，并且受到河外伽马射线和CMB等观测的限制。我们重新审视了小尺度密度涨落形成的迷你晕的影响，并计算了被暗物质湮灭修改的电离历史。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗方法来约束的CMB功率谱的小尺度曲率波动的大小。结果发现，从CMB功率谱的约束是可比的，从河外伽马射线。我们证实，我们的约束主要来自早期的能量注入（$z\gtrsim 100$），因此它是独立的微晕性质的不确定性在后期的时间。
2021-10-25 astro-ph.CO hep-ph
Updated and Projected Cosmic Microwave Background Bounds on WIMP Annihilation
MIT（麻省理工学院）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）
该研究更新了CMB对WIMP湮灭的约束，并预测未来巡天将通过结合低噪声卫星和高分辨率地面观测，将约束改进约60%。
2025-12-11 astro-ph.CO hep-ph
The Darkest Hour Before Dawn: Contributions to Cosmic Reionization from Dark Matter Annihilation and Decay
暗物质湮灭或衰变可能对宇宙的电离和热历史产生重大影响。在本文中，我们研究了暗物质湮灭（s波或p波主导）或衰变对宇宙再电离的潜在贡献，通过产生电子，正电子和光子。我们绘制出可能的扰动的电离和宇宙的热历史，由于暗物质过程，在广泛的速度平均湮灭截面/衰变寿命和暗物质质量。我们采用了最近的数值研究的效率与湮灭/衰变产物诱导加热和电离的星系际介质中，并在这项工作中扩展到红移的$1+z = 4$两种不同的再电离的情况。我们还改进了早期的研究，通过使用的结果是一致的最新的$N$体模拟的暗物质晕和subhaloes的详细结构形成模型，与估计的不确定性，源自最小的尺度。我们发现，暗物质模型与实验的限制是一致的，超过10%的贡献，在再电离的电离分数是不允许的所有湮灭的情况。这样的贡献是可能的，只有衰变成电子/正电子对，轻暗物质与质量$m_χ\lesssim $ 100兆电子伏，和衰变寿命$τ_χ\sim 10^{24} - 10^{25}$ s。
2016-09-06 astro-ph.CO hep-ph
Lyman-$α$ Constraints on Cosmic Heating from Dark Matter Annihilation and Decay
我们推导出新的约束模型的衰变和湮灭暗物质（DM），要求注入星系际介质（IGM）的能量不会过热，它在晚些时候，当测量的莱曼- $α$森林约束IGM温度。我们改进了以前的分析，使用最近开发的$\texttt{DarkHistory}$代码包，自洽地考虑到额外的光电离和光加热过程，由于再电离和DM源。我们的约束是强大的再电离的不确定性和竞争力与领先的限制亚GeV DM，优先衰变到电子。
2021-02-04 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic abundances of SIMP dark matter
亚GeV尺度质量的轻暗物质的热产生可以归因于$3\rightarrow 2$自湮灭过程。我们考虑了暗物质在$3\rightarrow 2$和一般高阶相互作用下湮灭截面的热平均值。一个正确的初始暗物质粒子的热平均值是重要的，特别是，湮灭截面与整体速度依赖性和/或共振极点。我们将我们的一般结果应用到基准模型的SIMP暗物质，并讨论了共振极点的影响，在确定的遗迹密度。
2017-04-21 astro-ph.CO hep-ph
Probing Dark Matter-Electron Interactions in the Cosmic Microwave Background Radiation
本文结合宇宙微波背景辐射数据研究暗物质-电子相互作用，采用有效算符描述相互作用项，分析其导致的湮灭和散射效应并施加约束，发现约束随暗物质质量变化幅度达13%和12%。
2025-08-26 astro-ph.CO hep-ph
The Effects of Dark Matter Annihilation and Dark Matter-Baryon Velocity Offsets at Cosmic Dawn
本研究采用半解析方法结合21cmvFAST代码，模拟宇宙黎明时期暗物质湮灭及暗物质-重子速度偏移对星际介质演化和微型晕中气体冷却与恒星形成的影响，为再电离和早期星系形成观测提供理论预测。
2025-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The Effects of Dark Matter Annihilation on Cosmic Reionization
我们通过研究宇宙再电离的时代，重新审视约束暗物质（DM）性质的可能性。先前的研究表明，DM湮灭不太可能提供大部分电离宇宙的光子，而是相对于恒星和类星体发挥了次要作用。然而，DM在$z\sim100-200$开始有效地湮灭，形成原始微晕，比第一颗恒星的形成要早得多。因此，如果DM湮灭在间隔$z \sim 20-100$上以甚至百分比水平电离宇宙，它可以在全球光学深度$τ$上留下显著的印记。此外，我们表明，宇宙微波背景（CMB）的偏振数据和未来的21厘米测量将使我们能够更直接地探测DM的光学深度的贡献。为了计算整个再电离时期的湮灭率，我们采用了结构形成研究的最新结果，并探讨了各种自由参数对我们结果的影响。我们表明，未来的测量可能会限制暗物质的湮灭截面的水平，从矮星系的观测，宇宙射线测量和重组的研究。
2015-12-02 astro-ph.CO
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
CMB bounds on dark matter annihilation: Nucleon energy-losses after recombination
本文研究了在红移100<z<~2000处由暗物质湮灭产生的质子和反质子的传播和能量损失。在暗物质湮灭为夸克、胶子和弱规范玻色子的情况下，质子和反质子携带了注入e^ \pm和γ的能量的20%左右，但是当从改变的复合历史推导宇宙微波背景边界时，它们的相互作用通常被忽略。在这里，我们遵循数值的能量损失的历史，典型的质子/反质子在宇宙介质。我们发现，大约一半的能量被引导到光子和e^ \pm，我们提出了一个简单的处方，以估计相应的加强宇宙微波背景边界上的暗物质湮灭截面。
2013-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Known Unknowns of Dark Matter Annihilation over Cosmic Time
暗物质的自我湮灭有望成为确定宇宙质量缺失的粒子的最强大机制之一。在这项工作中，我研究的演变的暗物质湮灭权力产生的平滑和坍塌的结构在宇宙时间，考虑到暗物质晕结构的不确定性。当我们寻找湮灭的观测特征时，对这种时间演化的理解将有助于我们最好地指导我们的观测工作，无论是局部测量还是调查湮灭对高红移星系际介质的影响。正如我在这项工作中所展示的，在我们从坍塌结构中估计暗物质湮灭的能力中有几个关键的不确定性来源，包括：暗物质晕的密度分布;暗物质晕质量函数的小尺度截止;小晕的红移依赖的质量浓度关系;以及暗物质湮灭过程的粒子速度依赖性。对这些量的不同假设可能导致湮灭功率预测相差几个数量级。这些不确定性必须解决，通过观测和建模相结合，在宇宙学湮灭信号的鲁棒估计可以。
2014-01-21 astro-ph.CO
The cosmic X-ray and gamma-ray background from dark matter annihilation
在多个波长下观测到的河外背景光（EBL）是探测暗物质性质的一个很有前途的工具，因为它可能包含暗物质湮灭迅速产生的伽马射线的重要贡献。此外，在湮灭中产生的电子和正电子向CMB光子提供能量，以用X射线和伽马射线填充EBL。在这里，我们使用高分辨率的千禧年II模拟来创建这两种贡献的辐射的全天空地图。我们使用上限的贡献未知的来源的EBL约束暗物质的固有特性，使用模型无关的方法，可以作为一个模板来测试不同的粒子物理模型（包括那些与索末菲增强）。这些上限是基于跨越八个数量级的能量观测（从CHANNEL测量的软X射线到费米测量的伽马射线），以及对耀变体和恒星形成星系贡献的预期。为了验证这种方法，我们分析了一组基准的索末菲增强模型，给出了正确的暗物质丰度，满足CMB约束，并适合由PAMELA和费米测量的宇宙射线光谱没有任何贡献，从当地的subhalos。我们发现，这些模型是在冲突的EBL的限制，除非未解决的subhalos的贡献是小的和湮灭信号占主导地位的EBL。我们的结论是，提供碰撞冷暗物质范例是准确的，即使是保守的估计，从未解决的subhalos和天体物理背景的贡献，EBL至少是敏感的探测这些类型的情况下，CMB。我们的研究结果不赞成解释PAMELA测量的正电子过剩仅基于光滑的星系晕中的暗物质湮灭。
2011-06-02 astro-ph.CO hep-ph
PAMELA/Fermi-LAT electron cosmic ray spectrum at $\sim$100 GeV: implication for dark matter annihilation signal in accordance with the 130 GeV $γ$-ray line
最近，一个试探性的130 GeV的$γ$射线线信号被相当多的团体确认。如果正确的话，它将构成暗物质湮灭的“吸烟枪”。有趣的是，PAMELA和Fermi-LAT探测到的宇宙线电子的光谱都显示出在$\sim 100$ GeV处的微小的摆动状结构，这可能表明$\sim 130$ GeV暗物质粒子湮灭成具有速度加权截面$\langleσv\rangle_{\rm χχ\rightarrow e^{+}e^{-}} \sim 4\times10^{-26}~{\rm cm^{3}~s^{-1}}$的电子/正电子的微弱信号。AMS-02是一个以前所未有的精度测量高能宇宙线谱的任务，研究了确定这种潜在的弱暗物质湮灭电子和/或正电子成分的前景。
2013-01-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmological constraints on dark matter models with velocity-dependent annihilation cross section
通过Sommerfeld或Breit-Wigner增强机制的暗物质湮灭模型，推导了具有速度依赖结构的暗物质湮灭截面的宇宙学约束.在湮灭截面随暗物质速度减小而增大的模型中，大爆炸核合成和宇宙微波背景给出了严格的限制。
2011-03-20 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter annihilations and decays after the AMS-02 positron measurements
AMS-02合作最近提出了对宇宙电子和正电子通量以及正电子分数的高质量测量。我们使用测量的正电子通量推导出，第一次，限制在暗物质湮灭截面和寿命的各种最终状态。工作动机良好的假设下，背景正电子通量存在于宇宙射线与星际介质和天体物理源的散裂，我们发现强限制的暗物质的属性是竞争性的，虽然稍弱，比那些来自正电子分数。具体地说，对于暗物质粒子只湮灭到e+ e-或到mu+ mu-，我们的限制的湮灭截面强于热值时，暗物质质量分别小于100 GeV或60 GeV。
2014-03-27 astro-ph.CO hep-ph
Future sensitivity of neutrino telescopes to dark matter annihilations from the cosmic diffuse neutrino signal
宇宙学观测和冷暗物质N体模拟表明，我们的宇宙充满了无数的晕，暗物质粒子在那里湮灭，可能产生标准模型粒子。在本文中，我们计算了在所有红移的晕中的暗物质湮灭对弥散中微子背景的贡献，并估计了未来的中微子望远镜，如IceCube或ANTARES的湮灭截面的灵敏度。我们考虑各种参数化来描述内部晕属性和晕质量函数，以便从宇宙学湮灭通量的建模中将理论上的不确定性纳入范围。我们发现，在大的角距离从银河系中心的宇宙扩散中微子通量的观测导致的限制暗物质湮灭截面是互补的（和一些外推的天体物理参数，更好地比）那些来自银河系晕的观测，特别是中微子望远镜不直接指向银河系中心，是冰立方的情况下。
2015-05-14 astro-ph.CO
Revisiting CMB constraints on dark matter annihilation
宇宙微波背景功率谱的精确测量对暗物质湮灭截面有很强的约束作用，因为暗物质湮灭注入的电磁能影响了宇宙的电离历史。在本文中，我们更新了我们以前的模拟程序计算电离历史的暗物质湮灭的影响，包括氦相互作用和提高计算精度。利用修正后的RECFAST程序和Planck 2018数据集，对暗物质的湮灭截面和质量给出了一个更新的约束条件.
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ph
Cross-Correlation of Cosmic Shear and Extragalactic Gamma-ray Background: Constraints on the Dark Matter Annihilation Cross-Section
利用加拿大-法国-夏威夷透镜巡天和费米大天区望远镜的观测数据，首次测量了弱引力透镜和河外γ射线背景辐射的互相关。互相关是一个强大的探针的签名暗物质湮灭，因为宇宙剪切和伽马射线发射直接起源于相同的DM分布在宇宙中，它可以用来推导约束暗物质湮灭截面。我们表明，测量的透镜γ相关性是一致的零信号。将结果与理论预测相比较，我们排除<sigma v>了100 GeV暗物质的暗物质湮灭截面=10^{-24}-10 ^{-25} cm ^3 s^-1。如果暗物质晕的质量尺度低至10^-6 M_sun，我们就能够将<sigma v>10 GeV的暗物质湮灭的热截面限制在约3 x 10^{-26} cm ^3 s^-1，使其湮灭为τ ^{+} τ ^{-}。未来的引力透镜测量将提高探测器湮灭截面的灵敏度，<sigma v>即使是对100 GeV的暗物质也是如此。对天体物理源对互相关信号的贡献进行详细建模，可以进一步改善约束约40- 70%。
2014-08-28 astro-ph.CO
Prospects for indirect MeV Dark Matter detection with Gamma Rays in light of Cosmic Microwave Background Constraints
质量在MeV范围内的暗物质粒子的自湮灭可以通过瞬发或二次辐射产生伽马射线。然而，这种轻暗物质粒子的湮灭率受到宇宙微波背景（CMB）数据的严格限制。在这里，我们探讨了发现兆电子伏暗物质湮灭与未来兆电子伏伽马射线望远镜考虑到最新的和未来的CMB的限制的可能性。我们研究了最佳能量窗口作为主导湮没末态的函数。我们认为这两个（保守）的情况下，矮球状星系天龙座和（更乐观）的情况下，银河系中心。我们发现，对于某些通道，包括那些与一个或两个单色光子（S）和一个或两个中性π介子（S），一个可检测的伽马射线信号是可能的，为两个目标正在考虑，并与CMB约束兼容。然而，对于其他湮灭通道，包括所有轻子湮灭通道和两个带电π介子，CMB数据排除了任何重要的暗物质湮灭信号，在未来的MeV伽马射线望远镜从矮星系，但可能不是银河系中心。
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Positrons from cosmic rays interactions and dark matter annihilations
电子和正电子宇宙射线之谜引发了天体粒子物理学领域的一场革命。人们提出了许多假设来解释HEAT和PAMELA实验中观察到的能量大于几个GeV的正电子分数的意外上升。在这项工作中，我们研究了与暗物质湮灭和次级产生有关的正电子宇宙射线的来源。在这两种情况下，我们考虑了与暗物质物理，核物理和宇宙射线传播相关的不确定性的影响，发现最大的不确定性来自传播。我们发现，一些关键的功能，目前在正电子信号从暗物质湮灭保存，即使不确定性。此外，我们研究了在电子通量的小变化下正电子分数的稳定性，这通常被认为是已知的，我们发现，仅考虑电子通量的观测不确定性就足以显着改变正电子分数的能量范围内观察到过量。
2010-09-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Structure Formation Constraints on Sommerfeld-Enhanced Dark Matter Annihilation
我们研究宇宙结构的增长的假设下，暗物质自我湮灭的平均截面倍的相对速度的比例因子的增长，增加被称为Sommerd-enhancement。在暗区的轻力载体增强了暗物质粒子湮灭的截面的模型中，这种演化是可以预期的，并且已经被调用，例如，解释过去报道的宇宙射线光谱中的异常。为了使我们的结果尽可能具有一般性，我们假设暗物质湮灭成一个相对论性的物种，只与标准模型的引力相互作用。这一假设也使我们能够测试宇宙微波背景数据所支持的额外相对论性物质是否来自于暗物质湮灭。我们没有找到证据的索末菲增强暗物质湮灭，并得出相应的上限的湮灭截面。
2012-10-10 astro-ph.CO
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
Cosmic microwave background constraints on light dark matter candidates
揭示宇宙暗物质（DM）的本质是宇宙学中的一个迫切问题。在这里，我们使用的策略的基础上寻找留下的印记的宇宙微波背景温度和偏振光谱的能量沉积由于湮灭的最有前途的暗物质的候选人，一个稳定的WIMP的质量1-20 GeV。相对于以前类似的研究的一个重大改进是湮灭级联及其在宇宙气体中的能量沉积的详细处理。这是至关重要的，因为这个量随着湮灭截面<σv>而简并。最强的约束条件是从蒙特卡洛马尔可夫链分析的组合WMAP 7和SPT数据集高达lmax = 3100。如果湮灭是通过e+e-通道发生的，则可以在2 σ c.l.处排除轻WIMP。作为上述质量范围内可行的DM候选物。然而，如果湮灭发生在μ+μ或τ+τ通道，我们发现质量> 5 GeV的WIMP可能代表一个可行的宇宙学DM候选者。我们比较了目前的工作中所获得的结果与那些采用的分析简化模型的能量沉积过程中广泛使用的文献中，我们发现，现实的能量沉积描述可以影响所得到的约束高达60%。
2013-07-01 astro-ph.CO
Dark Matter Annihilation Signatures from Electroweak Bremsstrahlung
我们研究观测签名的暗物质湮灭在银河系所产生的电弱韧致辐射贡献的湮灭截面。一段时间以来，人们已经知道，光子韧致辐射可以显着提高DM湮灭产额。最近，我们已经证明，在螺旋度抑制的2 -> 2湮灭的一些流行模型中，W和Z规范玻色子的电弱韧致辐射可以是主要的湮灭通道。W/Z韧致辐射特别有趣，因为通过湮灭产生的规范玻色子随后衰变，产生大量的电子、正电子、中微子、强子（包括反质子）和伽马射线的相关通量，这些在间接暗物质搜索中都很重要。在这里，我们计算通过γ/W/Z-韧致辐射产生的稳定湮灭产物的光谱。在修改流量，以占通过银河系的传播，我们设置的湮灭截面通过与观测数据进行比较的上限。我们发现，严格的宇宙射线反质子限制排除了相当大的暗物质的贡献，观察到的宇宙射线正电子通量的一类模型，其中韧致辐射过程占主导地位。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Microwave Background Constraints on Dark Matter Models of the Galactic Center 511 keV Signal
解释来自银河系中心的511 keV伽马射线通量所需的高正电子产生率激发了许多暗物质产生正电子的模型。这些模型包括光暗物质的湮灭和暗物质与激发态的散射（激发暗物质）。我们发现，现有的宇宙微波背景数据强大的约束，这样的模型时，湮灭或散射截面不速度抑制取决于银河系暗物质晕模型。来自普朗克任务的即将到来的数据可以排除基准Via Lactea II晕模型，该模型也提供了与511 keV形态的良好拟合。此外，我们发现结合约束激发暗物质散射和湮灭和更新的暗物质激发态的寿命约束。最后，我们施加约束的暗物质衰变模型中产生的正电子落入银河系中心，并产生511千电子伏的信号，他们的湮灭，表明大多数的参数空间的利益被排除在外。
2013-05-09 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
Viability of detection by AMS of sudden features due to dark matter annihilation to positrons and electrons
费米实验测量了宇宙线电子+正电子能谱和正电子分数[ $Φ_{e^+}/(Φ_{e^+ + e^-})]$]，PAMELA测量了精度更高的正电子分数。虽然大多数的宇宙射线电子和正电子都来自天体物理学，但也可能有来自星系晕中的暗物质湮灭的贡献。AMS实验即将得出的结果将显示这些量的测量精度要高得多。一种暗物质湮灭的场景是两个暗物质粒子直接湮灭到$e^+$和$e^-$终态。在这篇文章中，我们计算这些测量中的签名“颠簸”假设一个给定的密度分布（NFW配置文件）。如果暗物质湮灭为电子和正电子，其横截面为$σv \sim\, 10^{-26}$ cm $^3$ /s或更大，则AMS可以辨别出这一特征。然而，我们证明，这样一个突出的光谱特征已经排除了由费米测量的正电子+电子宇宙射线谱的相对平滑。因此，我们得出结论，这样的功能是不可检测的，除非质量小于$\sim$ 40 GeV。
2013-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
DarkHistory: A code package for calculating modified cosmic ionization and thermal histories with dark matter and other exotic energy injections
我们提出了一个新的公共Python包DarkHistory，用于计算暗物质湮灭和衰变对早期宇宙温度和电离历史的影响。DarkHistory同时解决了自由电子分数和气体温度的演化，以及湮灭/衰变产物和在该过程中产生的次级粒子的冷却。因此，我们可以自洽地包括天体物理和外来源的加热和电离的影响，并自动考虑反反应，其中修改的电离/温度的历史，反过来修改注入粒子的能量损失过程。我们提出了一些工作的例子，演示了如何使用的代码在一系列不同的配置，特别是任意的暗物质质量和湮灭/衰变的最终状态。DarkHistory的可能应用包括绘制出暗物质湮灭/衰变对全球21厘米信号和再电离时期的影响，以及暗物质湮灭/衰变以外的外来能量注入的影响。代码可在https://github.com/hongwanliu/DarkHistory上获得，文档可在https://darkhistory.readthedocs.io上获得。运行代码所需的数据文件可以从https://doi.org/10.7910/DVN/DUOUWA下载。
2019-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Radio constraints on Galactic WIMP dark matter
电子宇宙线群的同步辐射可以用来研究宇宙射线物理和无线电天空图上的WIMP暗物质印记。我们使用现有的无线电数据-从MHz到GHz -分析银河系WIMP湮灭的贡献，并对WIMP观测值施加限制：湮灭截面，通道和质量。根据湮灭通道，我们得到的竞争边界中获得的费米-LAT伽玛射线分析的矮卫星星系。
2013-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Primordial Black Holes via p-wave annihilation in light of CMB Spectral Distortion and 21-cm global signal
National Institute of Technology, Meghalaya（梅加拉亚国立技术学院）；Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
通过CMB光谱畸变和21厘米信号约束原初黑洞，研究p波湮灭对暗物质丰度的影响
2026-01-01 astro-ph.CO
Systematic Uncertainties In Constraining Dark Matter Annihilation From The Cosmic Microwave Background
宇宙微波背景（CMB）的各向异性已被证明是一个非常强大的工具，以限制暗物质湮灭在重组的时代。然而，CMB约束目前是使用一些合理但未经测试的假设推导出来的，这些假设可能会导致对真实边界的错误估计。在本文中，我们将研究这些系统效应的潜在影响。特别是，我们分别研究了在两个能量制度的湮灭产生的二次粒子的传播;首先从初始粒子能量到千电子伏尺度的簇射，然后跟踪由此产生的二次粒子从这个尺度的吸收其能量作为热，电离，或激发的介质。我们改进了计算的高能量和低能量部分，特别是发现我们对高能电子散射产生的亚10.2 eV光子损失的更准确处理削弱了对特定DM湮灭模型的约束，最多可达2倍。另一方面，我们发现，我们检查的低能量传播的不确定性不会显着影响当前和即将到来的CMB数据的结果。我们包括评估的精确量的激发能，在莱曼α光子的形式，产生的传播的淋浴，并检查不同的氦分数和氦电离分数的影响。在最近的文献中，在不同的渠道吸收的能量的分数的简单近似经常被用来推导CMB的限制：我们评估的影响，使用准确与近似的能量分数。最后，我们检查的重组代码（RECFAST v1.5和COSMOREC之间）的选择，计算自由电子分数的演变中存在的暗物质湮灭，引入可忽略不计的差异。
2013-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Fast Radio Bursts from the Decay of Cosmic String Cusps
我们探讨了快速射电暴是由于宇宙弦环尖点湮灭的可能性。我们计算了在无线电区的湮灭事件中释放的能量，预期的事件率，和爆发的时间尺度。我们发现，能量和事件率是足够高的时间尺度是足够小，以解释目前的数据。我们预测事件率将如何随着望远镜分辨率的提高而变化。由于爆破率取决于弦的张力，未来的数据将允许确定张力。
2017-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmic-web Environmental Impacts on the Halo Substructure Boosts to Dark Matter Annihilation Signals
Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）
研究探讨了宇宙网环境对暗物质晕子结构的影响，通过模拟校准的环境依赖比例计算了不同环境下的子晕增强因子，发现环境对暗物质湮灭信号有显著调节作用。
2026-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Can dark matter annihilations explain the AMS-02 positron data?
我们发现，没有暗物质模型与传统的各向同性密度分布可以提供一个令人满意的解释宇宙正电子过剩，同时符合费米-LAT数据的弥漫伽玛射线背景。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Testing the Dark Matter Annihilation Model for the WMAP Haze
分析发现，在WMAP的天空图中，银河系中心周围有一层异常微波发射的“薄雾”。最近一项使用费米数据的研究在伽马射线中发现了类似的薄雾。有几项研究将这些烟雾模拟为暗物质湮灭的轻子副产品辐射，并且可以说没有令人信服的天体物理替代方案。我们讨论了天体物理学宇宙射线源的特性，这些特性可能解释这种微波和伽马射线发射。最有希望的天体物理方案涉及聚集在一起的宇宙射线源，其中许多落在银河系中心的~1 kpc范围内。例如，我们表明，几百银河系中心超新星在过去的一百万年加上扩散硬化的电子光谱可能是一致的，目前的限制，这种排放。或者，它可能是由于大约100万年前发生的可能与人马座A* 有关的活动爆发，产生了大于10^51尔格的宇宙射线电子。不同的模型预测微波和伽马射线光谱的光谱指数的不同趋势，作为银河系中心的角度的函数，应该是强大的宇宙射线传播的不确定性。特别是，如果薄雾是从暗物质湮灭，它应该有一个非常硬的微波和伽马射线光谱的光谱形状不改变显着的角度，我们认为这将是很难实现与任何天体物理机制。普朗克和费米卫星的观测可以利用这些特征区分可行的霾模型。
2011-03-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Matter Annihilation Feedback in cosmological simulations I: Code convergence and idealised halos
我们描述并测试了一个新的暗物质湮灭反馈（DMAF）计划，已实施到著名的宇宙学模拟代码\textsf{GADGET-2}。在这里考虑的模型中，暗物质可以经历自湮灭/衰变成辐射和重子。这些产物将能量沉积到周围的气体粒子中，然后暗物质/重子流体在重力和流体动力学的作用下自洽地演化。我们目前的测试，这种新的反馈实现的情况下，理想化的暗物质晕与气体成分的晕质量，浓度和湮灭率的范围。对于某些暗物质模型，DMAF抽空气体的能力在质量较低的浓缩晕中得到增强，其中注入的能量与其引力结合能相当。因此，我们预期最强烈的暗物质湮灭的迹象会通过它们的重子分数和恒星形成历史而印刻在浓缩矮星系的重子结构上。最后，我们提出了第一个自洽DMAF宇宙箱模拟的初步结果表明，小尺度的子结构被洗出大的湮灭率。
2017-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
