WIMP Dark Matter in Composite Higgs Models and the Dilaton Portal
我们研究在什么条件下标量粒子是一个可行的WIMP暗物质候选人与希格斯和玻色子相互作用。该理论是一个复合的希格斯模型与顶部的部分复合性，希格斯和暗物质候选人都出现在一个新的物理部门的陪集SO（6）/SO（5）的伪戈德斯通玻色子。我们强调的作用，直接和间接的搜索中的搜索。我们发现，一个暗物质粒子的质量约为200-400 GeV和一个相对较轻的粒子是一个公平的预测模型。
2016-02-17 hep-ph
Update on Light WIMP Limits: LUX, lite and Light
我们重新检查当前的直接暗物质数据，包括最近的CDMSlite和LUX数据，假设暗物质由轻WIMP组成，质量接近10 GeV/ $c^2$，具有自旋独立和同位旋守恒或同位旋破坏的相互作用。我们比较的数据与标准模型为我们的星系的黑暗晕，也在一个独立的晕的方式。在我们的标准晕分析中，我们发现，对于同位旋守恒耦合，CDMSlite和LUX一起排除DAMA，CoGeNT，CDMS-II-Si和CRESST-II可能的WIMP信号区域。相反，对于违反同位旋耦合，我们发现，CDMS-II-Si区域的很大一部分是兼容的所有排斥限制。在我们的晕独立的分析中，我们发现，对于同位旋守恒耦合，情况是强烈的紧张关系之间的积极和消极的结果，因为它是在LUX和CDMSlite界限，原来排除相同的可能的WIMP信号作为以前的限制。对于违反同位旋耦合，我们发现LUX和CDMS-II-Si边界一起排除或严重限制DAMA，CoGeNT和CRESST-II可能的WIMP信号。
2014-02-04 hep-ph
Differentiating hidden sector dark matter from light WIMPs with Germanium detectors
轻WIMP暗物质和隐藏扇区暗物质已被提出来解释DAMA，CoGeNT和CRESST-II数据。这两种方法的特点是暗物质粒子在原子核上的自旋无关的弹性散射。轻WIMP暗物质调用一个单一的粒子物种，通过接触相互作用与普通物质相互作用。相比之下，隐藏扇区暗物质通常是多组分的，并且被假设通过无质量介质的交换来相互作用。这种隐藏的扇形暗物质因此预测了由于这种动力学而急剧上升的核反冲光谱$dR/dE_R \sim 1/E_R^2$，而WIMP暗物质预测了一个敏感地依赖于WIMP质量的光谱$m_χ$。我们比较和对比这两个非常不同的可能来源的CoGeNT低能量过剩。在相关的能量范围内，这两个理论预测的反冲光谱大致同意提供$m_χ\simeq 8.5$ GeV-接近的值有利于从拟合CoGeNT和CDMS低能数据。即将进行的实验包括C-4、CDEX和MAJORANA演示器，预计将提供低能锗反冲光谱的合理精确测量，包括年度调制幅度，这应该区分这两种理论可能性。
2012-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Search for An Annual Modulation in Three Years of CoGeNT Dark Matter Detector Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是公认的暗物质候选者。WIMP与敏感探测器的相互作用预计将显示出特有的年度调制率。我们发布了一个数据集，该数据集来自一个低背景锗探测器，旨在寻找这种特征。先前报道的调制持续存在，集中在一个区域的能量谱填充的指数过剩的未知来源。它的相位和周期符合现象学的预期，但它的振幅比标准WIMP星系晕的预测大$\sim$ 4-7倍。我们认为一个非麦克斯韦局部晕速度分布的可能性作为一个合理的解释，能够帮助调和最近报道的WIMP搜索异常。
2014-01-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Bound states of WIMP dark matter in Higgs-portal models. Part II. Thermal decoupling
希格斯双重态可以介导多TeV粒子与标准模型的弱相互作用之间的长程相互作用，而它的发射可以导致非常快速的束缚态形成过程和束缚到束缚的跃迁。利用在另一篇论文中计算的速率，我们计算了多TeV WIMP暗物质与Higgs粒子耦合的热退耦，并表明通过Higgs偶态发射和衰变形成的亚稳态暗物质束缚态能显著降低残余物密度.这反过来意味着WIMP暗物质可能比先前预期的要重得多，或者相反，对于给定的质量，暗物质与希格斯粒子的耦合可能比先前预测的要低得多，从而改变了暗物质现象。虽然我们专注于一个最小的单重态-二重态模型在共湮灭制度，我们的计算可以扩展到更大的多重态，其中所考虑的影响预计将更加显着。
2021-09-02 hep-ph
The Influence of Lepton Portal on the WIMP-pFIMP framework
本文研究轻子门户对WIMP-pFIMP暗物质框架的影响，发现该门户改善探测前景但受轻子味破坏约束，并找到满足遗迹密度、直接/间接探测及对撞机限制的参数空间。
2025-08-06 hep-ph
New Limits on Dark Matter from Super-Kamiokande
在直接探测实验DAMA，CoGeNT和CRESST中观察到的信号可以用具有相当大的与核子自旋无关的截面的轻WIMP来解释。这些粒子在太阳中的捕获和随后的湮灭将引起GeV范围内的中微子信号，这可能会在超级神冈观测到。我们确定向上停止μ子和完全包含的事件在超级神冈各种可能的WIMP湮灭通道的速率。这使我们能够提供强有力的约束的截面的WIMP与核子。我们发现，DAMA和CoGeNT信号是不一致的标准热WIMP湮灭占主导地位的中微子或tau对。我们还提供了限制自旋相关的WIMP核散射的质量高达80 GeV。这些排除DAMA青睐的区域，如果WIMP湮灭，甚至占主导地位的中微子，金牛座，底部或魅力。
2011-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Can A Higgs Portal Dark Matter be Compatible with the Anti-proton Cosmic-ray?
最近对暗物质（DM）、CoGeNT和DAMA的直接探测实验暗示了几个GeV的轻DM。这样的光DM将产生大量的反质子，因为对来自DM湮灭的反质子通量的抑制是无效的。我们讨论了质量为5-15 GeV的轻暗物质是否与宇宙线中的反质子相容，这一点特别有利于CoGeNT最近报道的实验。由于直接探测到了狄拉克暗粒子，而且在宇宙射线中没有反质子过剩，我们证明了狄拉克暗粒子比标量暗粒子更有利，因为狄拉克暗粒子的湮灭截面没有s波。通过附加的光希格斯交换可以获得用于直接探测的大弹性截面。我们给出了一个同时满足DM残余密度、CoGeNT支持的弹性截面和LEP对光希格斯玻色子的H_L-Z耦合的约束的允许区域。
2012-06-05 astro-ph.HE hep-ph
XENON10/100 dark matter constraints in comparison with CoGeNT and DAMA: examining the Leff dependence
我们认为DAMA/LIBRA，CoGeNT，XENON 10和XENON 100的自旋无关（SI）的暗物质弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的结果的兼容性，特别是在低质量（~ 10 GeV），假设一个标准的暗物质晕。氙边界取决于闪烁效率因子Leff，其中存在相当大的不确定性。因此，我们考虑各种外推的Leff在低能量。与Leff测量，我们认为，XENON 100的结果被发现是不敏感的低能量外推。我们发现最强的边界是从XENON 10，而不是XENON 100，由于较低的能量阈值。对于合理选择的Leff和SI弹性散射的情况下，氙10是不兼容的DAMA/LIBRA 3 $σ$区域，并严重限制了7-12 GeV的WIMP质量区的利益CoGeNT合作公布。
2010-07-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Bound states of WIMP dark matter in Higgs-portal models. Part I. Cross-sections and transition rates
我们研究了Higgs \emph{doublet}在耦合到标准模型和Higgs的弱相互作用的多TeV暗物质的热退耦中的作用。希格斯偶线可以调节一种影响湮灭过程并将暗物质束缚到束缚态的长程力。更重要的是，由一对暗物质粒子发射的希格斯双重态可以引起极快的束缚态形成过程和束缚到束缚的跃迁。我们计算这些影响的连续电弱相。为此，我们考虑最简单的重整化费米子模型，由一个单线态和一个双重态下$SU_{L}(2)$的稳定的$\mathbb{Z}_2$对称性，在该制度中的两个多重态共湮灭。在另一篇论文中，我们使用的结果表明，通过希格斯双重态发射和它们的衰变形成的亚稳态的束缚态降低遗迹密度非常显着。
2021-09-02 hep-ph
Neutrino portals to MeV WIMPs with s-channel mediators
本研究构建了满足标准模型规范不变性的标量/费米子暗物质紫外完备模型，暗物质通过s道标量或赝标量媒介子湮灭为中微子且由轻子数对称性稳定，其参数空间可由在建中微子探测器与CMB-S4联合几乎完全探测，用于检验热退耦范式。
2025-03-24 hep-ph
Superheavy dark matter through Higgs portal operators
WIMPzilla假说认为暗物质是一种超弱相互作用的超重粒子。传统上，WIMPzilla丰度由暴胀期间或结束时的引力粒子产生决定。在这项研究中，我们允许WIMPzilla通过希格斯门直接与标准模型场相互作用，并且我们计算了等离子体中希格斯玻色子对湮灭产生的WIMPzilla暗物质的热产生（冻结）。两个粒子物理模型参数是WIMPzilla质量和Higgs-WIMPzilla耦合。这两个宇宙学参数是再加热温度和膨胀结束时宇宙的膨胀率。我们划定的区域的参数空间，无论是重力或热生产占主导地位，在这些地区内，我们确定的参数，预测所观察到的暗物质遗迹丰度。允许热产生打开了参数空间，即使是普朗克抑制的希格斯-WIMPzilla相互作用。
2019-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Halo-independent analysis of direct detection data for light WIMPs
我们对“轻WIMP”（即质量接近或低于10 GeV/c^2的弱相互作用大质量粒子）的直接探测数据进行了与晕无关的分析。我们包括硅CDMS探测器（边界和过剩事件），最新的CoGeNT验收，和最近的测量低钠淬火因子碘化钠晶体的新结果。我们重点研究了具有自旋无关的同位旋守恒和同位旋破坏的轻WIMP与核子的相互作用。对于这些暗物质候选者，我们发现，一个低的淬火因子将使DAMA调制与一个合理的逃逸速度的暗物质晕不兼容，并在两个同位旋守恒和同位旋破坏的情况下，实验数据之间的紧张局势收紧。我们还发现，一个新的，虽然温和的紧张局势之间出现CoGeNT和DAMA的年度调制一侧和硅过剩事件的其他方面，在这似乎很难解释它们作为调制和未调制方面的相同的WIMP暗物质信号。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph
The kinetic dark-mixing in the light of CoGENT and XENON100
几种弦结构或大统一理论结构激发了暗U（1）D规范玻色子的存在，它只能通过动力学混合与标准模型相互作用。我们计算了这种情况下的暗物质丰度，并根据CoGENT，CDMSII和XENON 100的最新数据进行了限制。我们特别指出，最新的实验数据还没有排除具有相对较轻的WIMPS、M_{Z_D} < 40 GeV和动力学混合10^-4 < delta < 10^-3的区域，并且该区域似乎在不久的将来会给出有希望的信号。我们还计算了解释DAMA/CoGENT/CRESST过量所需的动力学混合值，发现当M_{Z_D} < 30 GeV时，δ ~ 10^-3足以与数据拟合。
2010-09-01 astro-ph.HE hep-ph
CoGeNT: A Search for Low-Mass Dark Matter using p-type Point Contact Germanium Detectors
CoGeNT采用p型点接触（PPC）锗探测器来搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP）。凭借其低能量阈值和拒绝表面背景的能力，这种类型的设备允许强调低质量的暗物质候选者（wimp质量约为10 GeV/c2）。我们报告的PPC探测器目前正在苏丹地下实验室的数据，屏蔽，数据采集，仪器稳定性，数据分析和背景估计方面的详细说明的特点。一个详细的背景模型被用来调查低能量过剩的事件先前报道，并评估在低能量事件率的时间调制的可能性。对所有目前已知背景的广泛模拟并没有为CoGeNT数据中过量的低能事件或先前观察到的事件率的时间变化提供可行的背景解释。还首次报道了作为能量函数的数据中的表面（慢脉冲上升时间）事件污染的确定。我们的结论是，CoGeNT探测器技术非常适合于搜索DAMA/LIBRA结果所支持的WIMP质量和耦合区域中的暗物质粒子相互作用所预期的年度调制签名
2013-04-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
When CoGeNT met PAMELA
如果CoGeNT实验中的过剩事件是由轻暗物质离开原子核的弹性散射引起的，交叉对称性意味着轻暗物质进入星系晕内强子终态的非零湮灭截面，我们将面对PAMELA合作测量的反质子光谱。我们考虑了暗物质和夸克之间的两种有效相互作用：1）重粒子积分产生的接触相互作用和2）由于暗物质的电磁特性产生的长程相互作用。反质子光谱中没有多余的反质子导致标量的张力，在较小程度上，矢量暗物质通过希格斯门与夸克相互作用。
2010-12-22 astro-ph.HE hep-ph
WIMP Dark Matter within the dark photon portal
ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics and CSSM, Department of Physics, University of Adelaide（阿德莱德大学物理系暗物质粒子物理卓越研究中心和CSSM）
研究通过暗光子连接暗物质领域，探讨Dirac费米子和复标量暗物质在1 TeV范围内的湮灭和散射过程，结合热 relic 密度确定参数下限，并与直接探测实验限制进行比较。
2026-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WIMP Dark Matter through the Dilaton Portal
我们研究了一个模型，其中暗物质通过一个具有自发破缺的近似标度不变性的扇区的子耦合到标准模型。标度不变性将介子耦合固定在标准模型和暗物质场，留下三个主要的自由参数：对称性破缺标度$f$、介子质量$m_σ$和暗物质质量$m_χ$。我们分析了碰撞机，直接和间接检测实验，包括索末菲增强的效果的参数空间的实验约束，并表明，介子交换提供了一个一致的，可计算的框架冷暗物质与$f,\,m_σ,\,m_χ$大致相似的幅度和范围$\sim 1-10$ TeV。直接和间接的探测实验，特别是未来的地基伽马射线和天基宇宙射线测量，可以探测到多TeV范围内的暗物质质量。
2014-10-30 astro-ph.CO hep-ph
A Bayesian view of the current status of dark matter direct searches
贝叶斯统计方法提供了一个简单而一致的框架，将不确定性纳入多参数推理问题。在这项工作中，我们应用这些方法来选择当前的直接暗物质搜索。我们认为最简单的情况下，自旋无关的弹性WIMP散射，并推断WIMP的质量和截面的实验数据与基本的系统不确定性折叠到分析。我们发现，当氙100的闪烁效率的不确定性已被占，由此产生的排除限制是没有足够的约束，以排除CoGeNT的首选参数区域，与以前的索赔。同样，我们还研究了天体物理不确定性对首选WIMP参数的影响。我们发现，在类的光滑和各向同性的WIMP速度分布，这是很难调和的DAMA和CoGeNT的首选区域，通过调整单独的天体物理参数。如果我们要求这些实验之间的兼容性，那么推断过程自然得出结论，DAMA的钠淬灭因子的高值是优选的。
2011-09-13 astro-ph.CO hep-ph
Z' portal dark matter from post-inflationary reheating: WIMPs, FIMPs, and UFOs
本文研究了通过重$Z'$介质在后期膨胀再加热期产生暗物质的机制，发现UFO机制在特定参数范围内能有效产生冷暗物质。
2025-12-03 astro-ph.CO hep-ph
A Comprehensive Study of WIMP Models Explaining the Fermi-LAT Galactic Center Excess
Brown University（布朗大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）
本文研究了解释费米-拉特银河系中心过剩的WIMP模型，探讨了不同类别的候选者，并指出只有极窄的共振通道符合观测限制。
2026-04-04 astro-ph.HE hep-ph
Direct detection data and possible hints for low-mass WIMPs
本文提出了来自DAMA、CoGeNT以及CRESST实验的质量约为10 GeV的WIMP暗物质的可能线索，并面临CDMS和XENON数据的限制。专注于自旋无关（SI）WIMP-核相互作用，我详细说明的困难，使相互一致的提示和规避的约束，提到能量尺度的不确定性，淬火和光产额的因素，以及晕属性的不确定性。在目前的情况下，似乎很难在SI框架内协调所有的数据，这表明如果实验异常确实是由于暗物质造成的，那么必须有一种更奇特的机制（有待确定）在起作用。
2010-11-26 astro-ph.CO hep-ph
Excluding Light Asymmetric Bosonic Dark Matter
我们认为，目前的中子星观测不包括非对称玻色子非相互作用的暗物质的范围从2千电子伏至16 GeV，包括5-15 GeV的DAMA和CoGeNT青睐的范围。如果玻色子弱相互作用粒子是费米子的复合粒子，那么只要复合尺度大于~10^12 GeV（弱相互作用粒子的质量为~1 GeV），同样的限制也适用。在排斥性自相互作用的情况下，我们排除了大范围的WIMP质量和相互作用截面，这补充了子弹状星系团的观测所施加的约束。
2011-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Singlet fermionic dark matter as a natural higgs portal model
通过引入规范单重狄拉克费米子和实单重标量，提出了一个费米子暗物质的可重整化模型。单重态扇区和标准模型扇区之间的桥梁仅仅是单重态标量与标准模型Higgs场的相互作用项。单重态费米子通过标准模型希格斯粒子和单重态标量粒子的混合耦合到标准模型粒子上，自然成为弱相互作用质量粒子（WIMP）。在这个模型中，可以用作为WIMP的单重态费米暗物质来解释所测得的遗迹丰度。最后讨论了单重态费米子暗物质的对撞机意义。预测了单重态费米子在直接探测暗物质的目标核中的弹性散射截面。搜索的直接检测的暗物质提供了严格的限制，我们的模型的参数。
2008-09-17 hep-ph
Beyond the Veil: Charting WIMP Territories at the Neutrino Floor
本文为终极暗物质直接探测实验建立WIMP理论基准，系统分析热冻结与冻结产生机制及非标准宇宙学对可探测参数空间的影响，为逼近中微子地板的下一代实验提供路线图。
2025-07-22 hep-ph
Dark phase transition from WIMP: complementary tests from gravitational waves and colliders
本文研究通过希格斯门户与标准模型连接的最小暗标量-矢量玻色子等离子体，同时实现强一阶相变、可观测引力波和暗物质，并展示对撞机、直接探测与引力波干涉仪的互补检验能力。
2024-02-20 hep-ph
A CoGeNT Modulation Analysis
我们分析了最近发布的CoGeNT数据，重点是它们的时间依赖性。使用各种统计技术，我们确认调制的存在下的数据，并找到一个重要的组成部分，在高（E_{ee} > 1.5$ keVee）的能量。我们发现，标准的弹性WIMP在麦克斯韦晕不提供一个很好的描述的调制。我们考虑了非标准晕的可能性，使用晕独立的技术，并找到了一个很好的协议与DAMA调制Q_{Na} \approx 0.3，但不利于解释与Q_{Na} = 0.5。同样的技术表明，CDMS-Ge应该看到O（1）调制，XENON 100应该看到10-30个事件（基于1.5-3.1 keVee范围内的调制），除非L_{eff}小于最近的测量。像非弹性暗物质这样的模型提供了一个很好的调制，但不是光谱。我们注意到，如果峰值主要出现在4月份，那么在这些模型中，与XENON的紧张关系可以得到缓解，因为由于噪音，XENON数据不可用。
2012-03-09 astro-ph.CO hep-ph
Sterile Neutrino Portal Dark Matter in $ν$THDM
本文在$ν$THDM中构建惰性中微子门户暗物质模型，利用TeV级惰性中微子连接暗物质与标准模型，并系统分析WIMP与FIMP两种情形下的产生、湮灭、衰变及实验约束。
2022-05-24 hep-ph
An optimistic CoGeNT analysis
受最近提出的毫荷电原子暗物质（MADM）模型的启发，我们分析了几类光暗物质模型相对于CoGeNT调制和未调制的数据，并从CDMS，XENON 10和XENON 100的约束。从原始CoGeNT数据集中删除表面污染事件后，我们发现所有这些数据的可接受的拟合（但调制部分的信号作出统计上的小贡献），使用稍微宽松的假设在低反冲能量的零实验的响应，并假设一个未知的调制背景在CoGeNT数据反冲能量高于1.5 keVee。我们比较适合的MADM-非弹性磁性暗物质的一个例子-那些标准的弹性和非弹性散射光WIMP（eDM和iDM）。iDM模型给出了最佳拟合，MADM紧随其后。然而，DAMA年度调制的暗物质解释不能与这些结果兼容。我们发现，列入潮汐碎片成分的暗物质相空间分布改善了适合或有助于缓解紧张与氙约束。
2012-12-17 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Evading Direct Dark Matter Detection in Higgs Portal Models
希格斯门暗物质（DM）的许多模型发现自己受到越来越严格的直接探测约束的压力。在规范场DM的框架下，我们研究了如何在保持热WIMP范式的情况下放松这样的边界。当隐藏扇区规范对称性通过希格斯机制被破坏时，隐藏扇区通常包含比暗物质轻的不稳定状态。这些状态为DM提供了有效的湮灭通道。因此，DM残留丰度和直接检测限由不同的参数控制，并且两者可以容易地协调。这个简单的设置自然地实现了“隐蔽”的暗物质的想法。
2016-11-29 hep-ph
Higgs decays to dark matter: beyond the minimal model
我们一方面研究希格斯介导的暗物质湮灭和散射之间的相互作用，另一方面，不可见的希格斯衰变宽度，在一个通用类的模型利用希格斯门户。我们发现，虽然希格斯粒子到暗物质的不可见宽度现在被XENON 100等实验限制为最小的单重标量WIMP，但这一结论在希格斯粒子中介的更一般的例子中并不可靠。我们提出了一个简单的WIMP的m_{DM} < m_h/2和希格斯门调解的情况下，直接检测签名被抑制，而希格斯宽度仍然是由衰变到暗物质占主导地位的调查。
2011-11-10 hep-ph
Detection possibility of a Pseudo-FIMP in presence of a thermal WIMP
一个与可见光区有微弱相互作用的暗物质（DM）可以通过与弱相互作用大质量粒子（WIMP）的实质性相互作用而热化。此类DM候选物被分类为假TIMP（pTIMP）。pFIMP可以通过WIMP环提供直接和间接搜索前景。这项工作的重点是这些可能性。我们提供了所有这样的一个循环图，涉及标量，费米子和矢量玻色子粒子通过pFIMP可以与标准模型相互作用，假设他们都是通过$\mathbb{Z}_2\otimes \mathbb{Z}_2^{\prime}$对称性稳定。我们阐述了一个模型，其中费米子DM作为WIMP和标量单态作为pFIMP具有可忽略的希格斯门相互作用和通过汤川相互作用的大量转换。我们详细研究了pFIMP在模型的残余密度允许区域内的环诱导直接和间接搜索前景。
2022-12-30 hep-ph
Looking for the WIMP Next Door
我们全面研究了一类最小隐藏扇区暗物质（DM）模型的实验约束和前景，突出了这些模型的宇宙学历史如何通知实验信号。我们研究简单的“隔离”模型，其中DM冻结成不稳定的暗介质状态，并考虑这个黑暗的部门，其中耦合的暗介质的SM足以保持两个部门在早期的热平衡宇宙历史最小。在动机良好的情况下，暗介质耦合到标准模型（SM）通过重正化的相互作用，热平衡的要求提供了一个最小的，紫外线不敏感，和预测宇宙学隐藏的部门暗物质。我们呼吁DM冻结出一个黑暗的辐射浴在热平衡与SM的WIMP隔壁，并证明，这样的WIMP隔壁的参数空间是明确定义的，有界的，在很大程度上潜在的访问。这个参数空间，以及相应的信号，取决于SM和暗介质之间的主导相互作用，我们建立了希格斯粒子和矢量门户相互作用。特别是，有一个宇宙学下限的门户耦合强度必要热化的两个部门在早期宇宙。我们确定这个热化地板作为平衡温度的函数的第一次。我们表明，直接检测实验目前正在探索这个宇宙学的下限在某些地区的参数空间，而间接检测信号和地面搜索的调解人进一步切入可行的参数空间。我们目前的直接检测和暗介质搜索的兴趣区域，包括动机的参数空间的直接检测亚GeV DM。
2017-12-11 hep-ph
A Phenomenological Study of WIMP Models
本文研究WIMP暗物质的三类唯象模型，通过ALP门户、双组分标量-费米子及含赝标量粒子的方案，结合直接探测、残余密度和对撞机等限制给出可行参数空间。
2024-03-01 hep-ph
Dark Matter Interference
通过引入同位旋破坏比$f_n/f_p=-0.71$，研究了WIMP-原子核弹性散射中不同的干涉图样，这些干涉图样可以适用于DAMA和CoGeNT实验.我们研究了以下介质对之间的干扰：Z和Z '，Z'和希格斯，和两个希格斯场。我们展示了干涉在什么条件下起作用。我们还表明，在两个希格斯干涉的情况下，DAMA/CoGeNT的解释是一致的电弱重子生成的情况下，在过去提出的两个希格斯偶极子模型的基础上。
2012-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter collisions with the Human Body
我们研究了弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与人体内原子核的相互作用。我们的动机是，WIMP是宇宙中暗物质的绝佳候选者。我们的估计使用70公斤的人和各种WIMP质量和横截面。在身体中的各个元素的贡献，它被发现，占主导地位的贡献是从散射的氧（氢）核的自旋无关（自旋相关）的相互作用。对于60 GeV的WIMP的情况下，我们发现，数十亿的WIMP通过人体每秒，大约10个WIMP击中一个原子核在人体中的平均一年，如果散射是在最大的WIMP相互作用与当前的界限一致。我们还研究了具有更大横截面的10-20 GeV WIMP，这些横截面最适合DAMA，COGENT和CRESST数据集，并发现了更高的速率：在这种情况下，平均每年有多达$10^5$ WIMP击中人体细胞核，相当于几乎每分钟一个。虽然WIMP相互作用是人体辐射的一个来源，但与其他自然来源（包括氡和宇宙射线）相比，每年的辐射量可以忽略不计，而且WIMP碰撞对人类无害。
2012-04-11 astro-ph.CO hep-ph
Light Neutralinos with Large Scattering Cross Sections in the Minimal Supersymmetric Standard Model
最近的数据从CoGeNT和DAMA年度调制信号的启发，我们讨论了碰撞机约束MSSM中性暗物质的质量在5-15 GeV的范围。这样的LSP将是一个带有少量希格斯诺混合物的比诺。要使这种WIMP的DM-核子散射截面最大化，需要一个具有tan β增强耦合的轻希格斯玻色子。Z玻色子的不可见宽度的限制，当与希格斯玻色子在大tan β时的Tevatron约束相结合时，以及罕见的衰变$B^{\pm} \to τν$约束截面低于$σ_n \lesssim 2 \times 10^{-41} {cm}^2$。这表明，局部暗物质的轻微过密度对于解释CoGeNT过量是必要的。这种情况还需要一个轻荷希格斯玻色子，它可以对$b \to s γ$和$t \to b H^+$等罕见衰变做出重大贡献。
2010-07-19 hep-ph
Light neutralino dark matter in MSSM
三个暗物质直接探测实验，DAMA，COGENT和CRESST，已经报道了一个可能的信号，WIMP相互作用对应于非常轻的粒子，接近XENON 100和CDMS灵敏度的边缘。施加最新的约束，从对撞机，味物理，电弱精度测试和直接和间接的暗物质搜索，我们表明，可行的MSSM方案与轻中性伴子，与所有目前的数据一致，是可行的。将对由此产生的各种设想的特点进行分析。
2012-11-12 hep-ph
WIMP dark matter, Higgs exchange and DAMA
在WIMP方案中，如果暗物质的湮灭及其在核上的弹性散射均以Higgs交换为主，则暗物质残余密度与自旋无关的直接探测率之间存在一一对应的关系.特别地，对于比希格斯玻色子质量小得多的DM质量，相关截面的比率仅取决于DM质量。假设DM质量和直接探测率在最近DAMA合作结果允许的范围内-考虑到能量阈值的通道效应和其他直接探测实验的零结果-给出了遗迹密度的确定范围。对于标量DM模型，如希格斯门模型或惰性双重态模型，遗迹密度范围与WMAP一致。这种情况意味着希格斯玻色子对DM粒子对有很大的分支比，这一预测可能会挑战它在大型强子对撞机上的搜索。
2008-10-20 hep-ph
The New DAMA Dark-Matter Window and Energetic-Neutrino Searches
最近，DAMA/LIBRA合作组织重申并加强了他们的声明，即在其信号速率中发现了年度调制，并将这一观察结果解释为暗物质粒子在8.2 sigma置信水平上的证据。此外，还注意到沟道效应可以使WIMP通过与原子核的自旋无关的相互作用弹性散射，产生DAMA/LIBRA观察到的信号，而不超过CDMS，XENON，CRESST，CoGeNT和其他直接检测实验的限制。然而，为了容纳这个信号，负责的暗物质粒子的质量必须相对较轻，m_{DM} \lsim 10 GeV。这样的暗物质粒子将以非常高的速率被太阳捕获和湮灭，导致潜在的大通量GeV级中微子。我们计算的中微子光谱产生的WIMP湮灭在太阳和现有的限制，从超级神冈可以用来关闭一个显着的DAMA区域的一部分，特别是如果暗物质粒子产生τ轻子或中微子在相当大的一部分，其湮灭。我们还确定了与DAMA一致的自旋相关的WIMP核弹性散射参数空间。Super-Kamiokande对自旋相关场景的限制更加严格-它们排除了DAMA区域中任何自湮灭的WIMP，这些WIMP在中微子，τ轻子或粲夸克或底夸克的任何组合中湮灭了1%或更多的时间。
2008-08-19 hep-ph
Exotic energy injection with ExoCLASS: Application to the Higgs portal model and evaporating black holes
我们设计了一个新的用户友好的工具接口的玻尔兹曼代码类来处理任何一种外来的电磁能量注入在宇宙中及其影响的各向异性的宇宙微波背景。它利用的结果，从标准的电磁级联计算中开发的背景下，WIMP湮灭，广义纳入任何注入的历史。我们首先在一个特定的WIMP场景中验证它，希格斯门模型，确认标准有效的现场治疗是足够准确的。然后，我们分析了更复杂的例子，即质量在$[3\times10^{13},5\times10^{16}]$ g范围内的蒸发原始黑洞（PBH），标准近似在此范围内失效。我们得到了强大的宇宙微波背景辐射的蒸发PBH的遗迹密度的界限，排除了PBH的可能性与单色分布的质量范围$[3\times10^{13},2.5\times10^{16}]$ g代表所有的暗物质在我们的宇宙。值得注意的是，我们证实了一个准确的研究，CMB边界是几个数量级强于那些从银河系伽马射线背景的范围$[3\times10^{13},3\times10^{14}]$ g。未来的CMB实验，如CORE+，或试图测量来自黑暗时代的21厘米信号的实验，可以大大提高这些模型的灵敏度。
2018-01-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing light WIMPs with directional detection experiments
CoGeNT和CRESST WIMP直接探测实验最近观察到了过量的核反冲事件，而DAMA/LIBRA实验有长期存在的年度调制信号。有人认为，这些过剩可能是由于轻质量（m_chi ~ 5-10 GeV）的WIMP引起的。地球相对于银河系静止坐标系的运动导致了WIMP散射率的方向依赖性，提供了任何反冲过剩的银河系起源的强大信号。我们调查是否直接检测实验的方向灵敏度有可能观察到这种各向异性散射率的弹性散射光WIMP提出解释所观察到的过剩。我们发现，所需的反冲的数量从光WIMP在5西格玛意义上检测各向异性信号变化从7到超过190的目标核和能量阈值预期的定向探测器的集合。较小的数字来自于探测器只对最高速度的反冲敏感的配置，因此也是最各向异性的WIMP。然而，在这些情况下，阈值以上的事件率非常小，导致需要大量的实验暴露来积累即使是少量的事件。为了解释这种对WIMP速度分布尾部的敏感性，其形状并不为人所知，我们考虑了两个跨越可能性范围的示例性晕模型。我们还注意到，为了精确计算，必须对地球的轨道速度取平均值。我们发现，对于20 keV的能量阈值，在10^-4 pb的WIMP-质子截面上探测10 GeV的WIMP所需的辐照量约为10^3 kg/天，在计划的定向探测器的范围内。较低的WIMP质量需要较高的曝光和/或较低的能量阈值进行检测。
2012-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Scalar-mediated dark matter model at colliders and gravitational wave detectors -- A White paper for Snowmass 2021
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是近几十年来最受欢迎的粒子暗物质候选者，人们已经知道可以通过直接、间接和对撞机实验对WIMP进行探测。然而，在一些标量介导的DM模型中，直接和间接信号被高度抑制，例如具有马约拉纳DM候选者的轻子门户模型。因此，对撞机搜索被认为是探测这些模型的唯一希望。在这篇白皮书中，我们提出，引力波（GW）天文学也可以作为一个强大的工具，通过潜在的一阶相变GW信号探测标量介导的WIMP模型。一个例子的轻子门户暗物质，显示对撞机和GW探针之间的互补性。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A global fit of the $γ$-ray galactic center excess within the scalar singlet Higgs portal model
我们分析了过量的$γ$ -射线发射从我们的星系中心观察费米-LAT的暗物质湮灭在标量希格斯门模型。特别是，我们包括天体物理的不确定性从暗物质分布，并允许未指定的额外的暗物质组件。我们证明，通过详细的数值拟合的强度和形状的$γ$ -射线光谱确实可以描述的模型在各个地区的暗物质质量和耦合。来自看不见的希格斯衰变、直接暗物质搜索、在矮星系和$γ$射线中的间接搜索的约束，以及来自暗物质遗迹密度的约束，将参数空间减少到希格斯共振附近的暗物质质量。我们发现两个可行的区域：一个是希格斯-暗物质耦合是${\cal O}(10^{-2})$，在我们模型的标量WIMP之外有一个额外的暗物质成分是优选的，另一个是希格斯-暗物质耦合可能明显较小的区域，但是标量WIMP构成了暗物质的很大一部分甚至全部。这两个可行的区域在未来的直接探测和对撞机实验中很难探测。
2016-06-23 astro-ph.HE hep-ph
Electroweak Symmetry Breaking and WIMP-FIMP Dark Matter
电弱对称性破缺（EWSB）被认为会产生我们所生活的巨大宇宙。然而，它也可能提供了一个重要的边界冻结或冻结的暗物质（DM）连接到标准模型通过希格斯门的过程中，有助于DM遗迹不同的边界。我们探索这样的可能性，在一个两个组件DM框架，其中一个大规模的$U(1)_X$规范玻色子DM冻结和标量单DM冻结，这继承了EWSB的影响，在相关的方式为这两种情况下。在不同的可能性中，我们研究了两种示例情况;第一种情况是当一种DM组分冻入而另一种组分从热浴中冻出时，这两种情况都必然是$before$ EWSB;第二种情况是当冻入和冻出都发生时，这两种情况都是$after$ EWSB。我们发现这两种情况下，在解决遗物密度和最近最直接的搜索约束从XENON 1 T，其中一些可以借用模型独立的方式后，在可用的参数空间的模型中的一些突出的独特功能。
2022-07-18 hep-ph
Constraints on Light WIMP candidates from the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Emission
直接探测实验，最显着的DAMA，CDMS-II，CoGeNT和氙10/100的测量报告的动机，我们进一步研究的限制，可能会设置在一些轻暗物质候选人，M_DM ~几个GeV，使用费米LAT数据的各向同性伽马射线漫发射。特别地，我们考虑了狄拉克费米子单态通过一个新的Z'规范玻色子相互作用，和一个标量单态S通过希格斯门相互作用。这两个候选者都是WIMP（弱相互作用大质量粒子），也就是说，它们的湮灭截面在pbarn范围内。而且，它们在核子上的弹性截面与自旋无关，都在直接探测实验所要求的范围内。虽然是一般的WIMP候选者，因为它们与标准模型粒子有不同的相互作用，它们关于各向同性扩散伽马射线发射的现象是相当不同的。在标量单态的情况下，它的湮灭截面和自旋无关的弹性散射截面之间的一一对应关系允许在直接检测排除图中表达来自费米-LAT数据的约束，sigma_n^0--M_DM。根据天体物理学，我们认为在95% CL下排除单重标量暗物质候选者是可能的。狄拉克单态通过Z'相互作用的约束相对较弱。
2011-01-18 astro-ph.CO hep-ph
Detection prospects for conformally constrained vector-portal dark matter
我们使用标准模型的UV共形U（1）扩展，其动机是层次问题和最近的碰撞机异常。这个模型允许费米矢量门WIMP暗物质在U（1）'规范群下带电。渐近安全边界条件可以用来固定耦合参数，使得观测到的热遗迹丰度可以约束暗物质粒子的质量。这高度限制了参数空间，允许做出强有力的预测。将探讨几种UV共形U（1）'场景的参数空间，并讨论直接和间接探测观测方法的边界和可能的信号。
2016-10-24 astro-ph.HE hep-ph
Complementarity of Galactic radio and collider data in constraining WIMP dark matter models
在这项工作中，我们面临的暗物质模型的约束，可能来自银河系的无线电同步辐射，考虑到天体物理的不确定性，我们比较这些边界设置的加速器和互补的间接暗物质搜索。具体来说，我们将我们的分析，以三个流行的粒子物理模型。首先，一个通用的有效算子的方法，在这种情况下，我们设置相应的质量尺度上的界限，然后，两个特定的UV完成，Z'和希格斯门户网站。我们表明，对于许多候选人，无线电同步加速器限制与其他搜索竞争，甚至可以给出最强的约束（截至今天）与一些合理的假设，关于天体物理的不确定性。
2012-06-11 astro-ph.GA hep-ph
WIMP Shadows: Phenomenology of Secluded Dark Matter in Three Minimal BSM Scenarios
本文系统研究三种最小BSM场景中的隐匿暗物质，通过热退耦到暗中介子实现遗迹丰度，给出门户耦合下限，并指出直接、间接探测信号受抑制，对撞机测试仍具敏感性。
2025-10-27 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Vector Dark Matter with Higgs Portal in Type II Seesaw framework
本文在经Higgs门户连接type II跷跷板的U(1)_X规范扩展中研究稳定矢量暗物质，结合理论与实验约束分析WIMP唯象、h→Zγ的2σ偏差及非热产生可能。
2024-06-18 hep-ph
A Closer Look at CP-Violating Higgs Portal Dark Matter as a Candidate for the GCE
在过去的十年里，银河系中心的伽马射线在统计上显着过量，并得到了有力的证实。大的局部暗物质密度表明，这种银河系中心过剩（GCE）可能归因于新的物理学，事实上，它已被证明，这个信号是很好的模型湮灭占主导地位的$b\bar{b}$与WIMP尺度的截面。在本文中，我们认为马约拉纳暗物质湮灭通过希格斯门作为这个信号的候选源，其中一个大的CP违反希格斯耦合可能会严重抑制散射率。特别是，我们探讨了两个最小的UV完成，一个单重态-双重态模型和一个双重态-三重态模型的现象学，并绘制出可用的参数空间，它可以给出一个可行的信号，同时尊重当前的实验约束。
2021-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Twin Higgs WIMP Dark Matter
在双希格斯（TH）理论的背景下，在LHC的自然性问题得到解决的暗物质（DM）没有物质不对称性的研究。它们拥有一个与标准模型（SM）相关的双扇区，通过（破缺的）$\mathbb{Z}_2$对称性，并通过特定的希格斯门与SM相互作用。我们专注于TH机制的最小实现，兄弟双希格斯，只有一个单一的一代双夸克和轻子，和$SU(3)'\times SU(2)'$规范群。我们表明，各种自然的双WIMP DM候选人是存在的（直接联系到弱标度的自然性），最简单和最有吸引力的是$τ^\prime$轻子与质量$m_{τ^\prime} > m_{\rm Higgs}/2$，虽然自旋1 $W^{\prime\pm}$ DM和多组分DM也是可能的（双子重子是强烈不利的调谐）。我们考虑详细的动态可能（Meta）稳定胶球的孪生部门，孪生QCD相变的性质，和可能的新贡献的相对论自由度的数量$ΔN_{\rm eff}$。直接检测信号低于目前的界限，但在不久的将来的实验中可以访问。间接探测现象学是丰富的，需要详细研究孪生强子化和分裂为孪生胶球和夸克偶素，以及它们随后衰变为SM，以及可能的轻孪生扇形态。
2015-10-02 hep-ph
Low Mass Pseudoscalar Dark Matter in an Extended B - L Model
本文研究了一个推广的B-L模型，它的结构中含有四个中性标量。在这个模型中，一组有代表性的参数使我们能够得出结论，这些标量之一是一个有希望的候选人低质量的暗物质。我们引入了一个Z_2对称性，保证了暗物质的稳定性。主要的湮灭过程将是通过$b\overline{b}$中标量的$s$通道交换。所以，这也是一个希格斯门暗物质模型，但是希格斯衰变为暗物质的过程被抑制了，并且满足了希格斯玻色子不可见衰变的约束。该模型与XENON 100、CoGeNT和CDMS实验所建立的约束条件相一致，并与剩余丰度和核子截面进行了拟合。
2013-12-10 hep-ph
The Fraternal WIMP Miracle
我们确定和分析热暗物质候选人在异卵双胞胎希格斯模型及其推广。异卵双生暗物质的残余丰度是由孪生弱相互作用决定的，其尺度与标准模型的弱尺度紧密相连。因此，暗物质候选者受益于“兄弟般的WIMP奇迹”，再现了观测到的质量在50到150 GeV之间的暗物质暗物质丰度。然而，主要负责暗物质湮灭的耦合并不导致与可见部分的相互作用。直接探测率是通过费米子希格斯门相互作用来设定的，这同样受到自然性考虑的约束，但在参数上比导致暗物质湮灭的要弱。预测的直接检测截面接近于当前的LUX界限，并且为下一代直接检测实验提供了机会。
2016-02-01 astro-ph.CO hep-ph
