The shadow of dark matter as a shadow of string theory: String origin of the dipole term
我们指出，Kalb-Ramond场可以耦合到超弦理论的Ramond场和Neveu-Schwarz场的方式，可以产生耦合的Kalb-Ramond场的暗物质的偶极矩。电弱偶极暗物质则可能产生于超弦的雷蒙扇区，其弦的低尺度可达120 TeV。
2020-06-08 hep-ph hep-th
Superstring-Inspired Particle Cosmology: Inflation, Neutrino Masses, Leptogenesis, Dark Matter & the SUSY Scale
基于在无标度超引力框架下形成的翻转SU（5）$\times$ U（1）规范群，我们发展了一个粒子宇宙学的弦启发模型。该模型实现了Starobinsky样的通货膨胀，我们假设随后是强大的再加热，与大统一组织的对称性被打破随后由轻'flaton'字段的衰减产生第二阶段的再加热。我们讨论了引力伴子的产生及其衰变对冷暗物质密度的非热贡献，冷暗物质的密度假定由最轻的中性伴子提供。我们还讨论了轻、重中微子的质量和稀薄成因。如前所述[1]，暴胀子、物质和GUT希格斯场之间的超势耦合（称为$λ_6$）起着关键作用。我们扫描了$λ_6$的可能值，探索观测值的可能值之间的相关性。我们强调，在大统一理论过渡期间熵的释放允许大区域的超光速破坏参数空间，否则将导致严重的超密度暗物质。此外，我们发现，大爆炸核合成的$\sim 1$ MeV的再加热温度的下限限制了超对称破坏尺度的范围${\cal O}(10)$ TeV，这是一致的，在LHC的超对称粒子的情况下。
2019-10-25 astro-ph.CO hep-ph
Perspectives on the Dark Sector
我对暗物质、暗能量和宇宙结构的起源提出了一些新的观点。首先，我认为，为了理解后两个问题，一个需要超越一个标准的点粒子有效场论分析。接下来，我回顾了最近试图从杂合超弦理论构建统一暗扇区模型的工作。最后，我讨论了一项新的研究工作，即直接从超弦理论的非微扰定义中获得早期宇宙学。
2022-11-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Clustering of Superstring Loops
如果弦的张力小于临界值，并且如果环是大尺度的，那么超弦的分裂会产生环，这些环会吸积并束缚在坍缩的物质扰动上。对于典型的模型参数（新形成的环路的速度分散、环路长度分布等），银河圈密度比宇宙的平均圈密度大得多。环（能量）密度的极限增强是冷暗物质增强的0.25-0.4倍（星系与宇宙暗物质密度之比），并且在星系尺度小于100 kpc时，无量纲弦张力小于10^-13时完全可以实现。对于小于临界值（10^-9量级）的任何张力，这种增强都是相当大的。弦环增强大致跟踪冷暗物质的事实是小张力和大尺度碎裂的可靠结果。实验敏感的本地银河人口的循环，特别是微透镜，应该享受特征检测率大大提高均匀的估计。
2009-08-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Neutralino dark matter annihilation to monoenergetic gamma rays as a signal of low mass superstrings
我们考虑扩展的标准模型的基础上开放弦结束的D-膜，其中规范玻色子和它们相关的gauginos存在作为字符串连接到堆栈的D-膜，和手征物质存在作为字符串之间的交叉D-膜拉伸。在基本弦尺度在TeV范围内并且理论弱耦合的假设下，我们研究了可以观察到中性伴子暗物质湮灭信号的超对称模型。特别是，我们构建了一个模型，一个超对称的R-对称违反（但R-宇称守恒）的有效拉格朗日，允许s波湮灭的中性伴子，一旦高金诺获得质量通过一个未指明的机制。该模型产生了类比诺中性伴子（与测得的遗迹丰度），湮灭到一个伽马-伽马的最终状态与大量的分支分数（~ 10%），这是数量级大于最小的超对称标准模型。伽马射线望远镜可以观测到非常明亮的伽马射线谱线。
2009-12-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmological and phenomenological implications of Wilsonian matter in realistic superstring derived models
超弦现象学旨在实现两个目标。第一个是重现标准模型的观测物理。第二个是识别超弦统一的实验特征，如果观测到，将为超弦理论的有效性提供进一步的证据。我将讨论超弦统一的潜在特征。我提出质子寿命的限制意味着标准模型规范群必须直接在弦水平上得到。在这种情况下，统一规范群，例如$SO(10)$，被"威尔逊线“分解为标准模型规范群。“威尔逊线”的对称性破缺具有重要意义。它产生了奇异的无质量态，这些态不能适应原始统一规范群的多重态。这是一个重要的特征，因为它导致守恒定律禁止奇异的“威尔逊”态与标准模型态的相互作用。因此，“威尔逊”物质状态具有重要的现象学意义。我讨论了两个这样的影响：异国情调的“威尔逊”国家的暗物质的候选人和“威尔逊”的问题作为信使部门规范介导的动态超对称性破坏的情况。
1996-08-23 hep-ph hep-th
Supersymmetric dark matter and neutralino-nucleon cross section
根据最近的实验结果，我们回顾了超对称暗物质的直接探测。特别是，我们表明，在参数空间中的几个超重力方案的区域与中性非核子截面的顺序为$10^{-6}$ pb，即，其中当前的暗物质探测器是灵敏的。这些是具有大的$\tan β$的场景，具有非普适的软超对称性破缺项，具有多TeV质量的标量超伙伴被称为“焦点”超对称性，最后是具有中间统一尺度的场景，这些场景自然地出现在一些超弦结构中。
2001-08-09 hep-ph
Stable Superstring Relics and Ultrahigh Energy Cosmic Rays
近年来最令人感兴趣的实验结果之一是在GZK截止点以上观测到超高能宇宙射线（UHECR）。UHECR原色的可能候选者是质量为O（10^{12-15 GeV}）的Meta稳态物质状态的衰变产物，同时也是一个很好的冷暗物质候选者。我们研究了半现实杂交弦模型中可能出现的亚稳态物质状态，这些状态来自威尔逊线破缺的大统一体对称性。在我们研究的模型中，奇异物质态可以根据SO（10）对称性破缺的模式进行分类。我们表明，密码子，这是国家进行部分电荷$\pm1/2$，并限制在一个隐藏的规范组不能产生可行的暗物质。这是由于除了最轻的中性束缚态之外，密码子还产生亚稳定的带电束缚态。然而，该等状态仍可能导致UHECR事件。我们认为，带有“分数”U（1）_{Z '}电荷的奇异标准模型夸克的幺子，以及带有"分数“U（1）_{Z'}电荷的标准模型单线态，确实提供了可行的暗物质候选者，同时可以解释观测到的UHECR事件。
2001-07-05 astro-ph hep-ph hep-th
Theoretical Predictions for the Direct Detection of Supersymmetric Dark Matter
我们计算了几种超对称情形下的中性伴核子截面，考虑了各种实验和天体物理的约束。此外，还考虑了不存在危险电荷和色破极小值对参数空间的约束。这一计算对于当前实验中直接探测暗物质的理论分析是相关的。我们讨论有趣的超引力和超弦的情况。
2003-12-23 astro-ph hep-ph
The search for dark matter candidate, ALP, together with CP-odd Higgs boson and tau leptons at $\sqrt{s}=14$ TeV
Institute for Nuclear Research NAS of Ukraine（乌克兰国家科学院核物理研究所）
研究在14 TeV能量下搜寻暗物质候选者ALP、CP奇Higgs玻色子和tau轻子，探索其可能的粒子性质与存在证据。
2023-12-29 hep-ph
Observational Evidence for Extra Dimensions from Dark Matter
最近对暗物质系统的天文观测，被认为可能为自相互作用的冷暗物质提供了支持，可能为超弦情景预测的额外维度提供证据。我们发现，所需的暗物质自相互作用的性质，正是一个世界的结果与3个大的额外维度的大小为1纳米，其中重力遵循r^{-5}定律在尺度低于1纳米。根据对各种暗物质系统的截面测量，我们还将暗物质粒子的质量限定为m_x ~ 3*10^{-16}质子质量，这与轴子的质量一致。
2005-08-26 astro-ph hep-ph
Stable Superstring Relics
我们研究了在现实的自由费米子超弦模型中出现的奇异稳定物质态的宇宙学约束。这些态出现在超弦模型中是由于统一的非阿贝尔规范对称性的"威尔逊线“破缺。在我们考虑的模型中，统一的$SO(10)$规范对称性在弦水平上被破缺为$SO(6)\times SO(4)$、$SU(5)\times U(1)$或$SU(3)\times SU(2)\times U(1)^2$。根据$SO(10)$对称性破缺的模式对奇异物质态进行了分类。在$SO(6)\times SO(4)$和$SU(5)\times U(1)$型模型中，人们用$Q_{\rm e.m.}=\pm1/2$得到分数电荷态。在$SU(3)\times SU(2)\times U(1)^2$型模型中，人们也得到了在标准模型规范群下带有规则电荷但在$U(1)_{Z^\prime}$对称性下带有"分数“电荷的状态。这些状态包括羽绒样色三重态和电弱二重态，以及标准模型单重态。通过分析一个超弦模型中超势的可重整化项和不可重整化项，我们证明了这些奇异态是稳定的。我们研究了奇异态的质量和残余密度的宇宙学约束。我们建议，虽然丰度和质量的分数带电状态是高度约束的，标准模型-类国家，特别是标准模型单线态，是很好的暗物质的候选人。
1996-05-15 astro-ph hep-ph hep-th
Initial Scales, Supersymmetric Dark Matter and Variations of Neutralino-Nucleon Cross Sections
本文将具有普适软超临界破缺项的MSSM中的中性子-核子截面与暗物质探测器的极限进行了比较。我们的分析集中在相应的截面的稳定性相对于软项运行的初始规模的变化，发现规模越小，截面变得越大。例如，通过采用$10^{10-12}$ GeV而不是$M_{GUT}$，这是一个更明智的选择，特别是在某些超弦模型的背景下，我们发现参数空间中的广泛区域具有$10^{-6}$ -$10^{-5}$ pb范围内的截面，即当前暗物质实验敏感的区域。例如，这可以针对$\tanβ\gsim 3$获得。
2000-09-02 astro-ph hep-ph
Glueball instability and thermalization driven by dark radiation
我们用全息规范理论研究了弯曲时空中的胶球。在IIB超弦理论中，我们得到了一个双参数的解，它分别对应于四维宇宙学常数$λ$和暗辐射$C$.对于$λ<0$和小的$C$，理论处于封闭阶段，在这个理论中我们观察到了稳定的胶球态。然而，当暗辐射（$C$）的密度增加并超过临界点时，胶球状态的稳定性丧失。在这一点以上，自事件视界出现以来，暗辐射就充当杨-米尔斯理论的热浴。因此，系统是热化的，理论处于有限温度解除禁闭阶段，即QGP阶段。我们通过胶球光谱观察到这种转变过程，其随$C$而显著变化。我们还研究了系统的纠缠熵，以寻找这种相变的线索和暗辐射$C$在纠缠熵中的作用。
2014-07-11 hep-ph hep-th
General calculation of the cross section for dark matter annihilations into two photons
假设基本模型满足可重整化性和CP守恒等一般性条件，我们计算了任意自共轭暗物质湮灭为两个光子的非相对论单圈截面.我们通过对所有可能的单圈图进行仔细分类，并从中读出暗物质与圈中运行的粒子的相互作用来实现这一点。我们的方法是通用的，并导致相同的结果在文献中发现流行的暗物质候选人，如中性伴子的MSSM，最小的暗物质，惰性希格斯和卡鲁扎-克莱因暗物质。
2017-10-27 hep-ph
Supergravity and Superstring Signatures of the One-Parameter Model at LHC
许多弦结构具有经典的无标度结构，导致超对称破缺软项的单参数模型（OPM）。作为mSUGRA的高度受限子集，OPM具有预测潜力。相反，如果在LHC观测到的超伴子光谱是OPM参数空间的一个子集，那么这可能为高能下的基本理论提供线索。我们研究了一个通用的单参数模型，考虑到最近的实验约束允许的超对称参数空间。我们发现，在严格的模的情况下，有没有区域的参数空间，可以满足所有的约束。然而，对于玻色子场景，存在参数空间的小区域，其中所有约束可以被满足，并且可以针对该小区域生成观测到的暗物质密度。我们还调查了可能在大型强子对撞机（LHC）上观察到的可能的签名。最后，我们比较碰撞签名的OPM的那些从一个模型与非通用的软条款，特别是那些相交的D6膜模型。我们发现，在LHC上区分这些不同的场景是可能的。
2009-03-03 astro-ph hep-ex hep-ph
Intermediate Scales in SUSY SO(10), b-τunification and Hot Dark Matter Neutrinos
在大统一理论框架下对大质量中微子、重子生成和费米子质量结构的考虑为超对称SO（10）理论作为超越标准模型的理论提供了强有力的理论依据。如果想通过佩切-奎因机制同时解决强CP问题，在超对称SO（10）模型的框架内实现它的最自然的方法是在大约10 $^{11}$ - 10 $^{12}$ GeV的不可见轴子尺度附近有一个中间尺度（$v_{BL}$）（对应于B-L对称破缺）。如果$ν_τ$要构成宇宙的热暗物质（HDM），这样的尺度也是可取的。在本文中，我们讨论的例子超弦启发超对称SO（10）模型与标准模型规范耦合的低能量精度测量一致的中间尺度。假设的$b-τ$统一，这是一个成功的预测，许多大统一理论，然后需要这些模型和由此产生的预测$b$夸克质量被用作衡量这些计划的可行性。详细分析了一个模型与$v_{BL}\simeq 10^{11}$ GeV，这满足了不可见的轴子和$ν_τ$的HDM的要求，并导致$m_b\simeq 4.9$ GeV的单圈近似。
1995-02-01 hep-ph
Prospects for the direct detection of neutralino dark matter in orbifold scenarios
我们分析了从杂化超弦的轨道方案的现象学，以及由此产生的中性伴子暗物质的直接检测的理论预测。特别是，我们研究了这些结构的参数空间，计算低能谱，并考虑到最近的实验和天体物理学的限制，以及施加的情况下，危险的电荷和色破极小。在剩余的允许区域的中性子质子截面的自旋无关的部分进行了计算和比较的灵敏度的暗物质探测器。除了通常的非普适性的软条款在orbifold的情况下，由于模块重量的依赖，我们还考虑D-长期贡献标量质量。这些是由异常U（1）的存在产生的，在所得的软项中提供了更多的灵活性，并且对于避免电荷和颜色破坏最小值至关重要。由于D项的贡献，可以在预计的暗物质探测器的范围内发现大的中性伴子探测截面。
2007-09-06 hep-ph hep-th
Enhanced Radiation ? from (Super) Conductor by Dark Matter Axion
在我们以前的论文中，我们已经证明了在强磁场作用下，（超）导体通过暗物质轴子产生增强辐射。通过仔细处理真空和导体之间的边界条件，我们重新计算了辐射。我们发现辐射从未增强。我们将其解释为：由轴子产生的电磁场与导体碰撞，并被导体反射。反射波是来自导体的辐射。反射波的振幅与入射波的振幅相同，即由轴子引起的辐射是合理的。
2021-11-03 hep-ph
Dark Matter Detection in the Light of Recent Experimental Results
暗物质的存在早在70年前就已经被提出，只是用简单的引力论证。虽然我们现在确信宇宙中的大部分质量确实是一些不发光的物质，但我们仍然不知道它的组成。本文综述了宇宙中的暗物质问题。暗物质的粒子候选人进行了讨论，特别强调弱相互作用大质量粒子（WIMPs）。本文还回顾了世界上许多研究小组进行的寻找这些残余粒子的实验，特别注意通过观察核反冲在靶核上的弹性散射来直接探测这些残余粒子。最后，我们集中在预测WIMP的理论模型，特别是在超对称扩展的标准模型，其中领先的候选人WIMP，中性伴子，是本。在那里，我们计算了直接探测中性伴子的截面，并与探测器的灵敏度进行了比较。我们主要讨论了超引力、超弦和M理论。
2004-05-31 astro-ph hep-ph
CP Violation in SUSY, Strings and Branes
综述了基于超对称、超弦和膜模型的一类广泛模型中的CP破坏。这种模型包含典型的大CP破坏阶段，影响各种超对称现象在低能量和影响搜索的超对称性在对撞机和暗物质的实验。在这里，我们集中在一些这样的现象，特别是混合的CP偶和CP奇希格斯玻色子，可以引起的环路修正和CP破坏的μ子部门。讨论了观测CP破坏的可能信号。
2002-07-17 hep-ph
Asymmetric dark matter from semi-annihilation: unitarity constraints and long-lived final states
针对非对称暗物质模型，本研究考虑CPT对称性和幺正性约束，指出先前文献的矛盾并提出系统性解决方法，其遗迹密度由半湮灭冻结及长寿命粒子衰变决定。
2025-03-29 hep-ph
Dark Energy and Dark Matter, Mirror World and E_6 Unification
在本演讲中，我们提出了平行的普通世界（O）和镜像世界（M）的概念。我们已经证明，在破镜宇称（MP）的情况下，在O-和M-世界的精细结构常数的演变是不相同的。假设超弦理论激发的E_6-统一在\sim 10^{18} GeV的尺度上恢复了破缺的MP，这必然导致在这个尺度上不同的E_6-破缺：在O-世界中是E_6 \to SO（10）\times U（1）_Z -，在M-世界中是E '_6 \to SU（6）' \times SU（2 ′_Z -.在只考虑渐近自由理论的情况下，我们给出了所有反规范常数α_i^{-1}在单圈近似下的运行。然后讨论了加速宇宙模型的一个“精髓”方案。这种情况与一个新规范群SU（2 π '_Z）的轴子（“加速子”）有关，该规范群的耦合常数g_Z在尺度Λ_Z \sim 10^{-3} eV处极端增长。
2007-12-13 astro-ph hep-ph
Low Scale Left-Right Symmetry and Warm Dark Matter
我们在TeV尺度下研究了最小左右对称理论中的暗物质。唯一可行的候选者被发现是最轻的右手中微子与keV的质量。为了满足暗物质残留丰度的要求，残留量被两个较重中微子的晚期衰变所稀释。我们指出，QCD相变温度与右手相互作用控制的典型冻结温度相一致，这有助于缓解生产过剩的问题。一个仔细的数值研究揭示了右手规范玻色子的质量的一个狭窄的窗口，在大型强子对撞机的范围内。
2013-01-09 hep-ph
Dark Matter and Collider Phenomenology in Radiative Type-III Seesaw Model with Two Inert Doublets
本研究针对含两个惰性二重态的辐射型III跷跷板模型，分析两种暗物质候选者的可行性，并指出该扩展模型能产生区别于单惰性二重态模型的全新对撞机特征。
2025-03-25 hep-ph
Direct Detection of Bound States of Asymmetric Dark Matter
本文研究了非对称暗物质大束缚态（含$10^4$或多个暗核子）的直接探测实验范围。我们考虑普通的核反冲，集体模式（声子）的激发和电子激发，仔细注意实验的能量阈值的影响。当暗物质小到足以被视为点粒子时，具有keV能量阈值的大曝光实验提供了最佳（未来）限制，但对于更扩展的暗束缚态或当介质是光时，会迅速失去灵敏度。在这些情况下，低阈值，低曝光实验（如超流氦，极性材料或超导靶）往往更敏感，因为暗核子的相干增强。我们还讨论了间接约束复合非对称暗物质所产生的自相互作用，形成历史和复合状态本身的属性。
2018-12-18 hep-ph
Investigating the collinear splitting effects of boosted dark matter at neutrino detectors
在简化的亲电子暗光子模型框架下研究了宇宙线助推的暗物质（DM）的探测前景。聚焦于keV $\sim $ MeV尺度附近的暗物质和暗光子质量，我们考虑从XENON 1 T和Super-K实验获得的边界。在计算XENON 1 T约束时，仔细考虑了电子束缚态效应。对于能量阈值相对较高的中微子探测器，通过引入DM部分子分布函数（PDF），考虑了质量和动量传递的尺度分级引起的大对数效应.在中微子探测器中，对数效应会降低DM散射的电子反冲率。此外，我们发现DUNE和JUNO实验提供了高灵敏度的探测暗光子成分的DM PDF通过暗康普顿过程。我们还检查了DM自散射截面上的子弹状簇约束。
2023-02-07 hep-ph
Higgsino Dark Matter in High-Scale Supersymmetry
我们研究了一个超对称（SUSY）标准模型，其中一个希格斯诺粒子轻到足以成为暗物质，而其他的超对称粒子都比弱标度重得多。我们仔细对待重超对称粒子对希格斯诺性质的影响，特别是考虑到由于希格斯诺和超对称破缺标度之间的大层次的重整化效应。研究了Higgsino暗物质与核的非弹性散射，讨论了直接探测实验对散射的限制。这给出了新物理尺度的上限。另一方面，关于暗物质-核子弹性散射、电偶极矩和直接产生希格斯玻色子的界限给出了一个下限。我们展示了极限的现状，并讨论了未来的前景。
2015-01-08 hep-ph
Dark matter production from Goldstone boson interactions and implications for direct searches and dark radiation
暗物质粒子的稳定性可以归因于剩余的$Z_2$对称性，它是由整体U（1）对称性的自发破缺而产生的。这个看似合理的场景包含了一个戈德斯通玻色子，正如温伯格最近所证明的那样，它是暗辐射的一个强有力的候选者。我们在这篇论文中表明，这个戈德斯通玻色子，连同CP偶标量与全球U（1）对称性的自发破缺，在暗物质的生产中发挥了核心作用。此外，CP偶标量与标准模型希格斯玻色子的混合导致了新的希格斯衰变通道和与核子的相互作用，从而打开了在LHC和直接暗物质搜索实验中探测这种情况的可能性。我们仔细分析了后者的可能性，我们表明，有很好的前景，观察信号在未来的实验LUX和XENON1T提供的暗物质粒子产生热，并具有大于25 GeV的质量。
2013-11-07 hep-ph
Coloured coannihilations: Dark matter phenomenology meets non-relativistic EFTs
我们研究了一个简化模型的现象学，该模型以Majorana费米子作为暗物质候选者，通过色荷共湮灭伙伴与标准模型夸克相互作用。最近人们已经意识到，非微扰动力学，包括索末菲效应，束缚态的形成/解离和热校正，发挥重要作用，在coannihilation与有色介质。这就要求对热冻结进行仔细分析，并重新审视热遗迹的实验特征。我们采用了一个国家的最先进的计算的遗物密度，利用非相对论有效的理论框架和计算的有效湮灭率通过求解等离子体修改薛定谔方程。我们确定宇宙学的首选参数空间，并面对它与当前的实验限制和未来的前景暗物质检测。
2019-03-17 hep-ph
Searching for Scalar Field Dark Matter using Cavity Resonators and Capacitors
我们建立了新的实验来寻找暗物质的基础上的模型，一个光标量场与电磁场的耦合，这是强烈的超弦理论的动机。我们估计了在非共振标量光子跃迁过程中以及在电场和磁场共同作用下的谐振腔中光子信号的功率。我们表明，现有的空腔谐振器中采用的实验，如ADMX有一个低的，但非零的标量光子耦合的灵敏度。因此，通过重新利用ADMX实验的结果，我们发现标量场质量从2.7到4.2 $μ$ eV的范围内的标量光子耦合的新限制。我们讨论了可能的修改，这个实验，提高标量场暗物质的灵敏度。我们还提出了一个基于高压电容器的标量场暗物质宽带搜索实验。该实验的估计灵敏度超过基于分子光谱学的实验的灵敏度近两个数量级。
2022-08-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Accurate estimate of the relic density and the kinetic decoupling in non-thermal dark matter models
非热暗物质的产生是热WIMP暗物质的标准范例的一个有吸引力的替代方案。我们重新考虑非热生产机制，在一个系统的方式，并制定了一个数值代码精确计算的暗物质遗迹密度。我们讨论了在特定的情况下，长寿的大质量状态衰减成暗物质粒子，自然出现在几个超越标准模型理论，如超引力和超弦框架。由于非热生产有利于暗物质候选人与大对湮灭率，我们分析了可能的连接与异常检测到的轻子宇宙射线通量的帕梅拉和费米。集中在超对称模型，我们认为这些非标准的宇宙学在选择一个首选的质量尺度最轻的超对称粒子作为暗物质候选人的影响，以及随之而来的影响，在LHC发现或排除的新物理的解释。最后，我们研究了一个相当有预测性的模型，G2-MSSM，调查一些标准的假设通常实施的解决方案中的玻尔兹曼方程的暗物质组件，包括共湮灭。我们质疑的假设，动力学平衡举行沿整个阶段的暗物质的产生，和因式分解的有效性通常实施重写耦合玻尔兹曼方程的系统为每个共湮灭的物种作为一个单一的方程的总和的所有数密度。作为一个副产品，我们在这里开发的形式主义，以计算的动力学解耦温度的情况下，coannihilating粒子，这也可以应用于其他粒子物理框架，也可以在一个标准的宇宙学的标准热遗迹。
2011-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter production from cosmic necklaces
由于宇宙弦是在一大类膜暴胀模型中形成的，因此引起了人们极大的兴趣。最有趣的故事是，膜模型中的宇宙弦在未来的宇宙学观测中得到了区分。如果膜模型中的弦是可以沿着紧化空间运动的膜或超弦，并且如果沿着紧化空间存在退化真空，那么插入退化真空之间的扭结就成为弦上的“珠子”。在这种情况下，字符串变成项链。在紧致流形非单连通的情况下，由于拓扑的原因，绕非平凡圆的弦环是稳定的。由于（准）退化真空和非平凡圆的存在是膜模型的共同特征，因此研究宇宙项链和稳定缠绕态的宇宙学约束具有重要意义。在本文中，我们考虑暗物质的宇宙项链环的生产。我们的结果表明，项链可以严格约束某些类型的膜模型。
2006-04-02 astro-ph hep-ph hep-th
The Fermionic Dark Matter Higgs Portal: an effective field theory approach
我们考虑费米子（狄拉克或马约拉纳）冷热遗迹暗物质耦合到标准模型粒子通过有效的维度-5希格斯门户运营商$Λ^{-1} \ \mathcal{O}_{\text{DM}} \cdot H^\dagger H$，其中$\mathcal{O}_{\text{DM}}$是标量$\barχχ$和赝标量$\barχiγ_5 χ$ DM运营商的混合物。利用遗迹丰度的要求，以固定的耦合，我们考虑直接检测和不可见的希格斯宽度的限制，并绘制出剩余的允许的参数空间的暗物质质量和标量和赝标量耦合的混合物。我们强调了一个微妙的EFT方法的背景下，以前没有被仔细研究，其中由于电弱对称性破缺所产生的影响可能会导致一个天真的纯赝标量耦合诱导标量耦合在更高的顺序，这有重要的意义，直接检测界限。我们提供了一些意见，间接检测界限和碰撞搜索。
2014-08-23 hep-ph
Lepton Jets from Radiating Dark Matter
考虑到可见光区的高度复杂性，暗物质构成更大的暗区的一部分的想法非常有趣。在本文中，我们讨论轻子喷流作为一个有希望的签名的扩展暗部门。作为一个简单的玩具模型，我们考虑一个$\mathcal{O}(\text{GeV})$ DM费米子耦合到一个新的$U(1)'$规范玻色子（暗光子）与一个数量级的GeV和动力学混合的标准模型光子。在这个模型中，大型强子对撞机产生的暗物质通常伴随着暗光子的共线辐射，其衰变产物可以形成轻子喷流。我们分析了共线暗光子发射的动力学解析和数值。特别是，我们推导出暗光子的能量谱，使用递归的解析表达式，使用Pythia中的蒙特卡罗模拟，并使用逆梅林变换从其时刻获得的频谱。在论文的第二部分，我们模拟预期的轻子喷流签名辐射暗物质在大型强子对撞机，仔细考虑到各种暗光子衰变模式，并允许即时和位移衰变。使用这些模拟，我们重新设计了两个现有的ATLAS轻子喷流搜索，以显着限制扩展暗扇区模型的参数空间，并计算了未来大型强子对撞机搜索的预期灵敏度。
2015-07-13 hep-ph
Dark matter at the LHC: EFTs and gauge invariance
暗物质相互作用的有效场论（EFT）公式已被证明是量化暗物质上LHC边界的一种方便和流行的方法。然而，考虑的一些不可重正化的EFT算子不尊重标准模型的规范对称性。我们仔细讨论了在什么情况下会出现这种算子，并概述了其解释和应用中的潜在问题。
2015-03-26 hep-ex hep-ph
Scale-genesis by Dark Matter and Its Gravitational Wave Signal
经典的尺度不变性（CSI）可以揭示弱尺度起源，但现实的CSI扩展到标准模型需要玻色子触发。我们提出了一个标量暗物质（DM）场$X$作为触发器，建立一个强有力的联系成功的CSI和DM现象之间的辐射破缺。后者强制将中断标度设置为$\sim {\cal O}(\rm TeV)$。通过引力波对CSI相变（CSIPT）的精确预测，为这一方案的检验提供了光明前景，CSIPT是一级相变，具有强过冷性。此外，我们仔细处理了一些技术，通常用于分析CSIPT，但可能会错过。特别地，我们澄清了Witten公式在单场情况下计算气泡成核速率的不精确性，并强调了Witten近似的实质是高温膨胀的有效性。
2020-03-26 hep-ph
Production of Purely Gravitational Dark Matter
在纯粹的引力暗物质场景中，除了引力相互作用之外，暗物质粒子不存在任何相互作用。我们研究了在这样一个最小的设置中的暗物质粒子的引力粒子产生，并表明根据膨胀模型和暗物质质量可以产生正确数量的暗物质。特别地，我们仔细地评估了在一个现实的暴胀模型中从过渡时期到暴胀子振荡时期的粒子产生率，并指出，在暴胀过程中，即使暗物质质量远大于哈勃尺度，只要它小于暴胀子质量，引力粒子的产生也是有效的.
2018-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Supersymmetric inflation and large-scale structure
在超弦之后的有效超引力理论中，模场可以很自然地为成功的宇宙学暴胀设置必要的初始条件，而宇宙学暴胀是由隐藏的扇形标量场驱动的。标量位的主导项是{ \em立方}，因此标量密度扰动的谱必然偏离标度不变性，而引力波的产生可以忽略不计。这样，大尺度结构的生长就与观测数据相一致，假设宇宙是一个临界密度的冷暗物质，而不需要热暗物质的成分。该模型可以通过小角度尺度上的宇宙微波背景各向异性测量来检验。
1996-10-04 astro-ph hep-ph
Updated Kinematic Constraints on a Dark Disk
我们更新了Holmberg & Flynn（2000）研究的方法，包括银河系星际气体的更新模型，径向速度，更新的红化图，以及仔细的统计分析，以限制暗盘的允许表面密度和标度高度。我们仔细注意模型的自洽性，包括暗盘对其他盘组件的引力影响，以及示踪星的净速度。我们发现，该数据集表现出非零的整体速度在垂直方向上，以及从预期的位置在银河系中平面的位移。如果没有适当的解释，这些特征将使束缚偏向于低暗盘质量。因此，我们以两种方式进行分析。在第一种方法中，我们从示踪剂的相空间分布中减去平均速度和位移。在第二种方法中，我们执行的HF方法的非平衡版本，推导出一个振荡示踪剂分布的暗盘参数的约束。尽管在质量模型和红化图的更新，传统的方法的结果仍然与HF 2000的那些一致。然而，第二种非平衡技术允许表面密度大至$14\, M_\odot\,{\rm pc}^{-2}$（小至0），表明约束弱得多。对于这两种技术，表面密度上的界限是较弱的更大规模的高度。在未来的盖亚数据分析中，重要的是要验证示踪剂种群是否处于平衡状态。
2016-04-05 astro-ph.GA hep-ph
On the applicability of approximations used in calculation of spectrum of Dark Matter particles produced in particle decays
对于暖暗物质（WDM）候选者，粒子的动量分布变得很重要，因为它可以用莱曼- $α$森林结构的观测来探测，并且在星系团中面临粗粒度的相空间密度。回顾Kaplinghat（2005）对重粒子衰变中暗物质非热产生的光谱的计算，强调了固有的适用条件，这些条件在文献中受到相当的限制，有时被忽略。当考虑WDM时，光谱的冷部分需要特别注意。
2015-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Multitension strings in high-resolution U(1)$\times$U(1) simulations
拓扑缺陷是早期宇宙相变的化石遗迹，宇宙弦就是最好的例子。虽然在大多数情况下，人们研究的是南武-后藤弦或阿贝尔-希格斯弦，但人们也期望宇宙学上现实的弦在它们的世界表中应该有额外的自由度，一个具体的例子是IIB型超弦理论中的超弦。在这里，我们继续科学地利用我们最近开发的多GPU场论宇宙弦代码来研究U（1）$\times$ U（1）多张力网络的演化，这是一个数值上方便的代理：这些网络包含两个最低张力的弦网络，能够相互作用并形成束缚态，为宇宙超弦的预期行为提供了一个方便的第一近似。(...)我们依赖于迄今为止这个模型的最大场论模拟，特别是$4096^3$，$Δx = 0.5$盒。我们提出了强大的证据，缩放最轻的字符串，通过一个完整的和自洽的相关长度和速度诊断。我们还发现了一个线性增长的平均长度的束缚态段，符合缩放行为。(In以前报道的低分辨率模拟，这种行为只有在精心设计的初始条件下才能被识别出来，这些部分丰富。最后，虽然我们没有看到大量的束缚态形成的网络演化的早期阶段的证据，我们提出了试探性的证据的一个渐近常数的束缚态的分数值，这个值是不同的辐射和物质时代。我们的工作表明，我们的GPU加速的场论代码可以成功地扩展到简单的阿贝尔-希格斯近似之外，并使未来的详细研究现实弦网络及其观测签名。
2022-08-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Wino Dark Matter and Future dSph Observations
我们讨论了利用矮球状星系（dSphs）的伽马射线观测的维诺暗物质的间接检测。在仔细审查了目前的限制，特别注意天体物理的不确定性，我们展示了在未来的伽马射线观测的费米-LAT和伽马-400望远镜的维诺质量极限的前景。我们发现，无论是经典的和超微弱的dSphs的所谓的$J$ -因子的改善将发挥至关重要的作用，以涵盖整个质量范围的维诺暗物质。例如，用$δ(\log_{10}J) = 0.1$对经典和超微弱的dSphs进行观测，整个维诺暗物质质量范围可以分别用费米-LAT和伽马-400望远镜15年和10年的数据覆盖。
2014-10-02 astro-ph.HE hep-ph
New Thermal Relic Targets for Inelastic Vector-Portal Dark Matter
我们研究矢量门户非弹性暗物质（DM）模型DM质量$m_χ$和暗光子质量$m_{A'}$，在“禁止暗物质”制度，其中$1 \lesssim m_{A'}/m_χ\lesssim 2$，仔细跟踪整个冻结的暗扇区温度。与对称DM模型相比，暗区的非弹性性质放松了严格的宇宙微波背景（CMB）和自相互作用约束。我们确定的CMB限制，涉及激发态和湮灭到$e^+e^-$通过初始状态辐射的$A'$，以及限制DM自散射，在一个循环的水平进行。无约束的参数空间作为加速器$A'$搜索的理想目标，并提供DM自相互作用截面，该截面足够大以显著地影响小尺度结构。
2021-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter growth and baryon bias in an accelerating universe
本文研究了亚视界尺度下暗物质和重子生长的精确解析解。暗物质$δ_{\DM}$的生长与晕的生长有关。因此，暗物质生长的精确解对于获得暗物质晕的正确性质是非常重要的。然而，$δ_{\DM}$的暗能量模型依赖性与$δ_{\DM}$对$Ω_{m}^{0}$的依赖性相混淆。因此，仔细的调查是必要的$δ_{\DM}$依赖于暗能量模型。我们还得到了重子$δ_{\B}$生长的精确解，它可以用来计算重子偏置因子$b(a)$.这也许可以在团内气体或莱曼-$α$云中观察到。然而，$b(a)$与模型无关。最近，我们得到了一般暗能量模型\cite{SK}中物质线密度微扰$δ$在亚视界尺度上生长模解的精确解析解。该解与已知的近似解析解\cite{Waga}不同。精确的解析解显示了数值计算得到的增长因子的相同的演化行为。然而，精确的解决方案是简单和有用的扩展到其他模型，包括修改的引力理论。此外，它还指出，生长指数参数取决于两个模型$ω_{\de}$和$Ω_{m}^{0}$，因此我们需要小心地将拟合公式应用于一般模型\cite{WS}。生长因子的精确解析解将为弱透镜效应、团簇数密度、团簇质量等提供更精确的工具。
2009-07-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gamma rays from the neutralino dark matter annihilations in the Milky Way substructures
高分辨率模拟显示，在冷暗物质的情况下，结构形成的层次和大量的子结构生存在星系晕。如果子结构通过暗物质湮灭发射伽马射线，就可以探测到。在标准模型的最小超对称扩展框架下，计算了银河系次结构中暗物质湮灭的γ射线通量。从低能超对称性，特别是从子结构中的暗物质的密度分布的预测的不确定性进行了仔细的研究。计算在任何给定通量以上发射伽马射线的子结构的累积数目。从子结构的γ射线的可探测性进行了讨论。我们提出了通过地面大视场探测器探测这些信号的可行性。
2006-01-10 astro-ph hep-ph
Ferromagnetic Detectors of Axions in RF (S - X) Band
（伪）戈德斯通玻色子在许多现代理论中自然出现，如超引力、超弦理论和带有挠率的广义相对论变体。另一方面，有众所周知的迹象表明，宇宙质量的很大一部分以暗物质的形式存在。最吸引人的暗物质模型是轻基本粒子与“通常”物质\cite{b2} - \cite{b4}弱相互作用的非相对论气体。我们描述了铁磁探测器，搜索的arion（轴子），其中使用高灵敏度的双通道SHF接收器。其敏感性可达$10^{-20}\,Wt$，随时间的延长而增高，随$1-10\,s$的增高而增高。信号的傅立叶分析提供了高达$\pm50\,KHz$的区域中的测量，其光谱分辨率为$0.1 - 25\, Hz$。采用了一种基于信号相干积累的特殊计算机方法的高灵敏度超高频接收机。该接收机还可用于其它精密实验，如储存环中电子/正电子束极化的测量、宇称破坏的研究、大气雷达研究等。
1995-06-20 astro-ph hep-ph
Expectations of the Cosmic Antideuteron Flux
宇宙反氘核是研究暗物质湮灭特征的一个很有前途的探测器。为了确定DM签名，背景天体物理反氘通量应仔细研究。本文提出了一种新的计算次级反氘通量的方法，并特别注意了用几种蒙特卡罗发生器建立的强子相互作用模型的不确定性。传播效应的不确定性也仔细研究了天体物理背景和DM湮灭签名在几种情况下，这是由AMS-02测量的最新的B/C比的约束。考虑到这些不确定性，我们发现次级反氘核通量在不久的将来的探测器中是很难探测到的。然而，即使考虑到AMS-02观测到的$\bar{p}/p$比的限制，暗物质湮灭产生的反氘特征也是可以探测到的。
2018-01-03 astro-ph.HE hep-ph
Search for Boosted Dark Matter at ProtoDUNE
我们提出了第一个实验测试的非弹性增强暗物质假设，利用新的物理潜力与即将采取的数据的ProtodUNE探测器。更具体地说，我们探索了宇宙前沿的各种实验特征，这些实验特征产生于增强的暗物质场景，即，增强的暗物质的相对论性非弹性散射，通常是由其较重的成分湮灭而产生的，该成分通常包括占主导地位的遗迹丰度。虽然特征足够独特，可以将信号事件与潜在背景隔离开来，但由于探测器位于地面上，因此否决大量宇宙背景是相当具有挑战性的。我们认为，经过仔细的估计，这种背景仍然可以很好地控制数据采集后进行专门的分析。然后，我们讨论了一些现象学的研究，可以实现与ProtodUNE，采用暗光子的情况下，我们的基准暗部门模型。
2019-02-14 hep-ex hep-ph
Are SP91 and COBE Inconsistent with Cold Dark Matter?
我们提出的标准冷暗物质（CDM）模型的一致性与COBE归一化和数据从第四通道的9点南极扫描的结果。我们发现CDM模型与两个实验都是一致的，这一结论与其他一些分析不一致。这在一定程度上是由于我们对温度自相关函数的仔细处理，但也源于这样一种认识，即统计结论强烈依赖于关于归一化$Q$的先验分布的假设。
1993-08-26 astro-ph hep-ph
Quantum Tunneling of Ultralight Dark Matter Out of Satellite Galaxies
超轻标量（轴子）暗物质的想法在理论上很有吸引力，可能解决冷暗物质的一些小尺度问题，因此值得关注。在这项工作中，我们仔细分析隧道的标量场在矮卫星由于潮汐引力从主机晕。潮汐力远非球对称;导致沿着轴从晕中心到矮星的隧道，同时限制在正交平面内。我们将波函数分解为球项加高次谐波，积分出角度，然后数值求解剩余径向薛定谔-泊松系统。通过要求天炉座矮晕的核心至少可以在宇宙的年龄内存活，暗物质粒子质量$2\times 10^{-22}\,\mbox{eV}\lesssim m\lesssim 6\times 10^{-22}\,$ eV就受到了限制。有趣的是，我们表明，如果看到另一个非常低密度的光环，那么它完全排除了超轻标量作为核心的建议。此外，非凝聚粒子可能会施加更尖锐的下限。我们还确定如何剩余的卫星可以分布作为半径的函数。
2023-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Pathways to the Relic Abundance of Vector-Portal Dark Matter
在参数空间中，当暗光子$A^{\prime}$和暗物质$χ$的质量之比在$1 \lesssim m_{A^{\prime}}/m_χ \lesssim 2$范围内时，我们充分研究了矢量门暗物质模型的热冻结历史.在这个区域中，$2 \rightarrow 2$和$3 \rightarrow 2$湮灭过程在暗扇区内，以及暗扇区和标准模型之间的能量转移过程，在控制暗物质的热冻结方面发挥着重要作用。我们仔细地跟踪所有物种的温度，放松了以前研究的假设，即在整个暗物质冻结过程中，暗物质和标准模型扇区保持热平衡。我们的计算揭示了一组丰富的新途径，导致观察到的遗迹密度的暗物质，我们开发了一个简单的分析理解这些不同的制度。在我们的模型中的可行的参数空间提供了一个目标，为未来的实验寻找光（MeV-GeV）的暗物质，并包括区域的暗物质自相互作用截面是足够大的影响小尺度结构的星系。
2020-11-02 astro-ph.CO hep-ph
Probing sub-GeV Dark Matter-Baryon Scattering with Cosmological Observables
利用普朗克卫星的宇宙微波背景数据和斯隆数字巡天的莱曼-α森林通量功率谱，我们推导了重子和暗物质之间弹性散射截面的新极限。我们的分析地址的形式$σ\propto v^n$，其中v是暗物质重子的相对速度，允许独立于特定的粒子物理模型的截面上的约束通用的横截面。我们包括高$\ell$极化数据从普朗克在我们的分析，改善了以前的限制。我们应用了一个更仔细的治疗暗物质热演化比以前做的，使我们能够扩展我们的约束到暗物质质量的$\sim$兆电子伏。我们在这项工作中表明，宇宙学探测是目前的直接探测和天体物理搜索的补充。
2018-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Model Independent Analysis of Interactions between Dark Matter and Various Quarks
目前和未来的预期限制暗物质和各种夸克之间的相互作用进行了彻底的调查，在一个独立的模型的方式。特别地，我们仔细考虑了大型强子对撞机（LHC）实验对相互作用的约束，重点讨论了单喷注+缺失横能、单b喷注+缺失横能和顶夸克+缺失横能通道。非标准模型事件的截面时间接受模型独立的上限（预期的限制）是在7 TeV（8或14 TeV）运行的LHC实验。假设暗物质是单重实标量或单重马约拉纳费米子，我们也把限制几个运营商描述其与上，下，奇怪，魅力，底和顶夸克的相互作用。这些限制相比，宇宙学和天体物理观测的暗物质。
2013-04-19 hep-ex hep-ph
