Fitting formulae for photon spectra from WIMP annihilation
不同的暗物质(DM)候选者湮灭成标准模型(SM)粒子可以通过它们对地球上测量的伽马射线通量的贡献来检测。这种贡献的大小取决于特定的DM候选者,但是可以以模型无关的方式分析所产生的光子光谱的某些印记。在这项工作中,我们提供了在广泛的WIMP质量范围内由WIMP湮没到夸克、轻子和规范玻色子通道中产生的光子谱的拟合公式。
2010-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Beyond WIMPs: the Quark (Anti) Nugget Dark Matter
我们回顾了一个可测试的暗物质(DM)模型的标准WIMP范式之外。该模型是独特的,在某种意义上说,观察到的可见光和暗物质密度比$Ω_{\rm dark} \simeq Ω_{\rm visible}$发现其自然的解释,作为其共同的QCD起源的结果时,这两种类型的物质(DM和可见光)的QCD过渡期间形成的系统,$Λ_{\rm QCD}$的一维参数都成比例。我们认为,在有$\cal{CP}$奇轴子场$a(x)$存在的情况下,电荷分离效应也不可避免地发生在同一QCD跃迁中.它导致优先形成的一个物种的核在可见宇宙的尺度上的轴子场$a(x)$是相干的。这种优先演化的一个自然结果是,在金块形成之后,只有一种类型的可见重子(而不是反重子)留在系统中。与传统的WIMP暗物质候选者不同,金块和反金块是强烈相互作用但宏观上很大的物体。反金块与可见物质湮灭的罕见事件导致了许多可观察到的效应。我们认为,相对强度的一些测量过剩的发射从星系中心(覆盖超过11个数量级)是由标准和完善的物理学。同时,发射的绝对强度由理论中一个新的基本参数决定,即轴子质量$10^{-6} {\rm eV} \lesssim m_a \lesssim 10^{-3}{\rm eV}$。最后,我们评论了这些研究的轴子搜索实验,包括微波腔和俄耳甫斯实验的影响。
2016-11-15 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
A Possibility of Determining the WIMP Mass by Using the Angular Recoil-Energy Spectra from Directional Direct Dark Matter Detection Experiments
作为对WIMP散射靶核反冲通量角分布研究的扩展,本文提出了利用或结合定向直接暗物质探测实验中观测到的不同靶核反冲能谱的“脊-坑”结构来确定入射晕WIMP质量的可能性。我们的模拟结果表明,对于质量仅为几十GeV的WIMP,轻、重靶核的立体角反冲通量分布都具有(纵向)“脊状”结构.然而,一旦WIMP质量重到几百GeV,重靶核的角反冲通量分布将相反地显示出(纬度上)“火山口状”结构。
2022-08-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Understanding WIMP-baryon interactions with direct detection: A Roadmap
我们研究了暗物质直接探测搜索的前景,以探索WIMP-重子散射的非相对论有效理论。我们模拟了一个大的噪声反冲能谱不同的散射方案(超出标准的动量独立的接触相互作用),第二代和未来的实验。我们分析这些模拟和量化的概率,成功地确定运营商管理的散射,如果观察到的WIMP信号。我们发现,成功率取决于一个组合的因素:WIMP质量,介质质量,相互作用的类型,和实验的能量窗口。例如,对于20 GeV的WIMP,第二代只可能在相互作用是类库仑的情况下识别正确的算符,而在任何其他情况下都不太可能这样做。对于质量为200 GeV或更高的WIMP,成功几乎是有保证的。我们还发现,无论散射模型和WIMP参数,一个单一的第二代实验是不可能成功地辨别其本身的基础运营商的动量依赖性,但前景大幅改善时,与不同的目标材料和能量窗口的实验进行联合分析。此外,我们研究的质量参数估计和退化的多维参数空间的有效理论。我们发现,特别是由此产生的WIMP质量估计可以严重偏差,如果数据进行分析,假设标准(动量无关)运营商,而实际运营商的动量依赖。最后,我们评估的最终达到直接检测,发现成功的运营商选择的前景之前,达到不可约的背景是极好的,如果信号是刚刚低于目前的限制,但如果第二代不报告WIMP检测渺茫。
2014-06-30 astro-ph.CO hep-ph
LHC Signatures of WIMP-triggered Baryogenesis
最近提出了一个强有力的机制,其中热冻结出的WIMP可以提供一个统一的起源暗物质和重子丰度在我们的宇宙。我们指出,这种WIMP触发重子生成机制可以表现出丰富的对撞机现象,并在当前和不久的将来在LHC的实验进行测试,即使在WIMP是完全没有SM规范和希格斯门相互作用的情况下,可能是由WIMP暗物质搜索的持续零结果的动机。我们编目了丰富的大型强子对撞机签名阵列有力地存在于这样的情况下。特别是,最简单的这种实现已经可以提供一个非常干净的信号,TeV尺度的共振,衰变到双光子的截面,可以很容易地达到目前和不久的将来的大型强子对撞机运行在该地区的参数空间,导致一个成功的重子。其他特征包括多底和/或多顶夸克的产生,迅速或移位。一个更奇特的可能性是产生两组单独的孤立的新兴喷流,它们由带电轨道连接,这可能需要新的专门研究。最后,双核子衰变也可以提供一个强有力的探索机制。
2016-11-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter with photons
如果宇宙中存在的暗物质湮灭为标准模型粒子,它一定对地球上探测到的伽马射线通量有贡献。这种贡献的大小取决于特定的暗物质候选者,但所产生的光谱的某些特征可以以相当独立于模型的方式进行分析。在这篇文章中,我们简要地修改了完整的光子光谱从WIMP湮灭到标准模型粒子-反粒子对获得广泛的蒙特卡罗模拟和随后的拟合函数Dombriz等人。在广泛的WIMP质量。为了说明这些拟合函数的有用性,我们提到这些结果如何可以应用到所谓的膜世界理论,其波动,branon,表现为WIMP,因此可以自发地湮灭在SM粒子。随后在银河系dSphs和银河系中心的暗物质间接搜索框架中的$γ$射线信号可能为这种情况提供了第一个证据。
2011-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Resummed Photon Spectra for WIMP Annihilation
我们构造了一个有效场论(EFT)描述的硬光子谱重WIMP湮没。这有助于精确预测相关的线搜索,并允许纳入非平凡的能量分辨率的影响。我们的框架结合了非相对论EFTs和软共线有效理论(SCET)的技术,以及最近推出的研究喷气子结构的多尺度扩展。我们发现了一些有趣的功能,包括同时存在的SCET $_{\text{I}}$和SCET $_{\text{II}}$模式,以及共线软模式在电弱尺度。我们推导出一个因式分解公式,使出现在微扰谱中的领先的大Sudakov双周期,并列入索末菲增强效应的recremation。通过显式计算证明了这种分解的一致性达到对数级。我们的最终结果包含排他性和包容性的限制,从而提供了一个统一的描述这两个先前考虑的近似。我们估计实验灵敏度的影响,专注于具体的SU(2)$_{W}$三重态费米子暗物质-纯葡萄酒-其中最强的约束是由于从银河系中心的伽马射线线的搜索。与以前的结果相比,我们发现了数值上显著的校正,从而突出了解释当前和未来间接探测实验数据时光子光谱的重要性。
2019-04-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMP dark matter in the parity solution to the strong CP problem
基于强CP问题和暗物质,我们扩展了具有宇称对称性的标准模型。在我们的模型中,宇称对称性在高能下通过引入具有额外规范对称性的镜像扇区$ SU(2)_R \times U(1)_R$而保持。$SU(2)_R \times U(1)_R$的电荷以与SM中相同的方式分配给镜像场,但是镜像费米子的手征性相反以尊重宇称对称性。强CP问题得到解决,因为镜像夸克也在SM中的$SU(3)_c$下带电。在最小设置中,镜像规范对称性导致了与观测数据不一致的稳定色粒子,因此我们引入了两个标量来消除稳定色粒子。有趣的是,由于规范对称性,其中一个标量变得稳定,因此可以成为一个很好的暗物质候选者。我们特别研究了与暗物质有关的唯象学,即热遗迹密度、直接和间接寻找暗物质。从LHC实验和朗道极点的界限也被考虑在内。结果表明,在有限的区域内,镜像上夸克质量约为[600\,GeV,3\,TeV],暗物质与镜像上夸克或电子的相对质量差约为${\cal O}$(1-10\,\%).我们还讨论了中微子扇区,证明了镜像扇区中的右手中微子可以使中微子或暗辐射的有效数增加$0.14$。
2019-05-14 hep-ex hep-ph
Scalar Dark Matter and Standard Model with Four Generations
我们考虑一个标量暗物质模型SM 4 + D,它由四代标准模型(SM 4)和一个称为暗子的实规范单重标量D组成,作为弱相互作用大质量粒子(WIMP)暗物质(DM)的候选者.我们探索的SM4 + D的暗子部门的约束,从WIMP DM直接搜索实验,包括CDMS II和CoGeNT,并从B介子衰变到K介子加上丢失的能量。我们发现,相当大的一部分的暗子参数空间仍然是与实验数据兼容。由于暗子-希格斯相互作用可能会导致希格斯不可见衰变模式的显著增强,因此暗子的存在可能会导致在第四代夸克存在下对希格斯质量的某些限制减弱或逃避。此外,它可以影响这些新的重夸克衰变为较轻的夸克和希格斯玻色子的变味衰变,因为希格斯玻色子随后可能会以不可见的方式衰变。因此,我们还研究了这些涉及暗子的变味中性跃迁,以及相应的顶夸克衰变t-> CDD,其中一些可能在Tevatron或LHC上观察到,从而为SM 4 + D提供了额外的测试。
2010-04-20 hep-ph
Cancellation in Dark Matter-Nucleon Interactions: the Role of Non-Standard-Model-like Yukawa Couplings
对暗物质粒子性质的探索已经进行了几十年,但迄今为止还没有发现确凿的证据。在各种选择中,弱相互作用大质量粒子(WIMP)仍然是TeV尺度附近暗物质的主要候选者之一。从唯象的角度来看,如果我们允许光夸克汤川耦合假设非标准模型(非SM)的值,那么在希格斯门场景中,这种零结果可以解释为通用的WIMP。这是由于DM-核子散射中的不同项之间的抵消,这反过来又会导致一个非常小的直接探测截面。它也可能导致DM-核子散射中的同位旋破坏。这种非SM值的轻夸克汤川耦合可能会在高亮度运行的大型强子对撞机探测。
2021-02-26 hep-ph
Neutrino signals from electroweak bremsstrahlung in solar WIMP annihilation
$W$和$Z$规范玻色子或光子的韧致辐射可能是一个重要的暗物质湮灭通道。在许多流行的模型中,一对轻费米子的湮灭是螺旋抑制,这些韧致辐射过程可以解除抑制,从而成为主要的湮灭通道。由此产生的暗物质湮灭产物中含有大量的高能中微子成分。我们考虑太阳WIMP湮灭的情况下,电弱韧致辐射占主导地位,并计算由此产生的中微子光谱。通量包括在$χχ\rightarrow \barννZ$和$χχ\rightarrow \barν\ell W$等过程中产生的初级中微子,以及通过规范玻色子和带电轻子衰变产生的次级中微子。在讨论了中微子在太阳中的传播和味道演化之后,我们考虑了在地球上进行中微子探测的前景。通过与$W^+W^-$湮灭信号的比较,我们表明韧致辐射湮灭通道的探测前景是有利的。
2012-10-19 hep-ph
A refined model of secondary photon emission from heavy WIMP annihilations in the Galactic Centre
Indian Institute of Science Education and Research-Pune(印度科学教育研究所浦那);Max-Planck-Institut für Kernphysik(马克斯·普朗克核物理研究所);University of Bergen(卑尔根大学)
本文提出了一种更精确的模型,用于研究银河系中心重WIMP湮灭产生的二次光子发射,通过考虑空间依赖性因素来提高检测重WIMPs的可能性。
2026-01-04 astro-ph.HE hep-ph
Peaked Signals from Dark Matter Velocity Structures in Direct Detection Experiments
在直接暗物质探测实验中,WIMP的常规弹性散射导致指数下降的反冲光谱。相反,具有激发态的WIMP理论可以导致在有限反冲能E_R处达到峰值的核反冲谱。这种信号的峰值通常相当宽,Δ E_R/E_peak ~ 1。我们发现,在存在的暗物质结构与低速色散,如流或团块,从上散射峰可以变得非常窄的FWHM只有几个千电子伏。这与传统预期的WIMP光谱有很大的不同,一旦被探测到,就有可能以惊人的精度测量暗物质的速度结构。作为一个有趣的例子,我们面对观察到的集群的3个事件附近42千电子伏的CRESST调试运行与这种情况下,并找到一个广泛的参数能够产生这样的峰值。我们比较了其他实验中可能的信号,发现这样的粒子也可以在DAMA产生信号,尽管不是来自同一个流。在某些参数范围内,氙实验中可以看到信号。我们发现,这样的暗物质峰是一个非常清晰的信号,可以很容易地从潜在的背景,无论是陆地或由于WIMP向下散射,通过增强的年度调制信号的幅度和形状。
2010-03-18 hep-ph
The Case for a 700+ GeV WIMP: Cosmic Ray Spectra from PAMELA, Fermi and ATIC
多条证据表明,在星系晕中异常注入了高能e+-。最近的$e^+$分数谱从有效载荷的反物质物质探索和轻核天体物理学(PAMELA)显示了急剧上升到100 GeV。费米伽马射线太空望远镜发现,在100 GeV以上的e+e-宇宙射线谱有一个显著的硬化,并在1 TeV左右有一个中断。高级薄电离量热计(ATIC)也检测到类似的过量,回落到预期的光谱在1 TeV及以上。WMAP数据中朝向银河系中心的多余微波与来自10-100 GeV e+-(WMAP "Haze“)的硬同步辐射一致。我们认为,暗物质湮灭可以提供一个一致的解释所有这些数据,主要集中在轻子模式,直接或通过一个新的轻玻色子。将信号归一化到最高能量证据(费米和HESS),我们发现类似的截面提供了与PAMELA和Haze的良好拟合,并且所需的截面和湮灭模式都可以在Sommercion增强湮灭的模型中实现。这些模型自然地预测了银河系中心通过各种机制产生的大量伽马射线。最值得注意的是,有一个强大的逆康普顿散射(ICS)伽马射线信号产生的高能电子和正电子,在费米/GLAST能量,这应该提供确凿的证据,这种生产。
2009-08-24 astro-ph hep-ph
Can the WIMP annihilation boost factor be boosted by the Sommerfeld enhancement?
我们证明,索末菲修正CDM湮灭可以是可观的,如果即使是一个小组成部分的暗物质是非常冷的。次晕子结构提供了这样一种可能性,因为最小的团块相对较冷,并且由于不完全的相空间混合而包含更冷的子结构。轻子通道可以增强合理的模型和太阳邻域的提升需要考虑PAMELA/ATIC数据是合理的,特别是在几个TeV质量的中性伴子的情况下,索末菲-校正后的增强被发现是$\sim10^4-10^5.$索末菲效应的饱和被示出发生在$β\sim 10^{-4},$之下,从而将贡献子结构的范围限制在$\sim 10^5\rm M_\odot.$之上。来自湮灭的伽马射线信号将超过EGRET约束,除非湮灭到重夸克或规范玻色子的通道被抑制。轻子通道伽马射线可能被费米卫星探测到,不是来自内部星系的子结构被潮汐破坏,而是作为来自外部晕的准各向同性背景,除非外部子结构比内部子结构更不集中和/或CDM密度分布到维里半径明显变陡。
2009-08-23 astro-ph hep-ph
Probing the Fundamental Nature of Particle Dark Matter
University of the Witwatersrand(威特沃特斯兰德大学);Rhodes University(罗德岛大学);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院)
本文综述了利用SKA射电望远镜搜索WIMP和ALP粒子暗物质的方法,包括射电连续谱观测和偏振测量,并给出了未来SKA望远镜的探测前景。
2026-06-25 astro-ph.CO hep-ph
The impact of gamma-ray propagation effects on indirect dark matter searches
Universidad Autónoma de Madrid(马德里自治大学);Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)(能源、环境和技术中心);Instituto de Física Teórica, IFT UAM-CSIC(理论物理研究所);Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université(巴黎天体物理学研究所,索邦大学);Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, Sorbonne Université(核物理与高能实验室,索邦大学)
研究伽马射线传播效应如何影响暗物质探测,特别是WIMP湮灭产生的伽马射线在传播中与介质的相互作用,揭示其对观测伽马射线通量的显著影响。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Relativistic quark-antiquark potential and heavy quarkonium mass spectra
一个一般的方法来解释的延迟效应的长距离(限制)的夸克-反夸克势的一部分。在系统考虑相对论效应、延迟效应和单圈辐射修正的情况下,计算了粲偶素和底偶素的质谱。获得了与质谱实验数据的良好拟合。
2000-06-16 hep-ph
Quark and gluon jet spectra in $γγ$ collisions
我们考虑了$γγ\to q \bar q g$过程中高$p_T$时的三个喷注产生,并计算了夸克和胶子喷注谱。讨论了夸克胶子喷注分离的可能性,并与$e^+ e^- \to q \bar q g$情况作了比较。
1995-04-24 hep-ph
Heavy quarkonia spectra using wave function with gluonic components
我们计算了粲偶素和底偶素的光谱,在一个近似方案中,处理硬胶子微扰,而软胶子在一组局域波函数中展开。包括夸克-反夸克和夸克-反夸克-胶子扇区。发现仅与2个参数合理一致,但光谱太库仑。尽管有大的耦合常数,夸克-反夸克-胶子的混合物扇区被发现是非常小的。
2009-02-11 hep-ph
Quark-antiquark potential with retardation and radiative contributions and the heavy quarkonium mass spectra
通过系统地考虑v^2/c^2级相对论修正和单圈辐射修正,计算了粲鎓和底鎓的质谱。特别注意的是支付的延迟效应的贡献的自旋独立的部分的夸克-反夸克潜在的,和一个一般的方法来占延迟效应的长期(限制)的潜在的一部分。获得了与质谱实验数据的良好拟合。
1999-11-09 hep-ph
Strange and nonstrange baryon spectra in the interacting quark-diquark model
本文简要讨论了相对论性相互作用夸克-双夸克模型形式及其在奇异和非奇异重子谱计算中的应用。并与已有的实验数据进行了比较。
2015-06-15 hep-ph
Pion and Kaon Spectra from Distributed Mass Quark Matter
在讨论了夸克物质中准粒子可能质量的一些暗示之后,我们给出了用分布质量和热切幂律动量的夸克重组以及用内禀$k_T$ {和核}加宽的NLO pQCD碎裂得到的π介子和K介子横谱.
2008-02-04 hep-ph
Energy loss and dynamical evolution of quark $p_T$ spectra
本文计算了在胶子热浴中进行布朗运动的两阶段平衡态下轻夸克的平均能量损失。通过求解Fokker-Planck方程,研究了膨胀等离子体中夸克$p_T$谱的演化。最后将计算结果与实验测量的RHIC π介子$p_T$谱进行了比较。
2006-04-20 hep-ph
Mass spectra of excited meson states consisting of u-, d-quarks and antiquarks
本文研究了由u-、d-夸克和反夸克组成的I = 1介子激发态的质量谱。将现有的实验数据与用唯象公式计算的质量值进行了比较。讨论了矢量介子和标量介子激发态的识别问题。
2005-04-11 hep-ph
Quark number scaling of hadronic $p_T$ spectra and constituent quark degree of freedom in $p$-Pb collisions at $\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV
我们发现,最近由ALICE合作组公布的$\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV的$p$ -Pb碰撞的实验数据显示了一种独特的普遍行为--夸克数标度.我们进一步表明,标度是强子化的夸克(再)组合机制的直接结果,并且可以被看作是在如此高的能量下,$p$ -Pb碰撞中强子产生的具有组分夸克自由度的潜在源的存在的一个强有力的指示.我们还预测了其他强子的产生。
2017-07-13 hep-ph
Calculations of meson mass spectra in the model of quasi-independent quarks
本文讨论了在准独立夸克模型框架下计算介子质量谱的一种方法。本文用狄拉克方程和准库仑势、禁闭势以及唯象质量公式计算了介子的质量谱。给出了由赝标介子和矢量介子的质量值计算的准独立夸克模型的参数。考虑了强相互作用和电弱相互作用的准独立夸克模型参数与标准模型常数之间的可能关系。
2007-02-26 hep-ph
Spectra of baryons containing two heavy quarks
含两个重夸克的重子谱通过自旋平均质量和超精细分裂检验了$QQ$势的形式。在这些光谱中的质量分裂计算在一个非相对论性的潜在模型和不同的潜在的影响进行了研究。用轻夸克和点状双夸克的简单描述对实际的重夸克质量还不成立。
1995-05-03 hep-ph
Spectra of Doubly Heavy Quark Baryons
在玻恩-奥本海默近似下处理含有两个重夸克的重子。用ethalon方程方法求解了大间距下双中心库仑加谐振子势的薛定谔方程。得到了解析形式的能量项和波函数的渐近展开式。利用这些公式,解析地计算了不同夸克组成的二重重子的能谱。
2000-04-15 hep-ph
Mass spectra of doubly heavy baryons in the relativistic quark model
在相对论夸克模型框架下计算了由两个重夸克(b或c)和一个轻夸克组成的重子的质量谱。重子的轻夸克-重双夸克结构被假定。在这个假设下,我们考虑了双夸克和夸克-双夸克束缚系统的基态和激发态。构造了夸克-双夸克势。轻夸克完全相对论性地处理,而在逆重夸克质量的展开被用来揭示与B和D介子的质谱密切相似。我们发现,轻夸克的相对论处理起着重要的作用。本文讨论了二重重子中轻夸克p波激发的能级反转。
2002-01-23 hep-ex hep-ph
Quarks, Flow and Temperature in Spectra
Tamas S.的理论总结演讲。Biro在SQM 2013,伯明翰,英国。
2013-09-21 hep-ph nucl-th
Quark spectral functions from spectra of mesons and vice versa
Department of Theoretical Physics, Institute of Nuclear Physics Rez near Prague, CAS, Czech Republic(捷克科学院核物理研究所)
通过介子谱反推夸克谱函数及反之,研究动态charm质量函数与束缚态谱的关系
2026-03-12 hep-ph nucl-th
Narrow Spectra in Heavy Quark Systems
本文探讨了在重夸克系统中观测极窄宽度新强子的机会,重点关注重轻介子的最低P态与双重重子。
2025-04-28 hep-ex hep-ph
Meson spectral function and screening masses in magnetized quark gluon plasma
本文计算了在背景磁场存在下,QCD高温相赝标(标)道中的谱函数。空间和时间屏蔽质量由相应的关联函数的长距离行为确定。
2017-11-13 hep-ph nucl-th
Strange and nonstrange baryon spectra in the relativistic interacting quark-diquark model with a Gürsey and Radicati-inspired exchange interaction
在点形式动力学框架下建立的相对论性相互作用夸克-双夸克模型被推广到奇异重子。计算了奇异和非奇异重子谱,并与实验数据进行了比较。
2015-08-05 hep-ph nucl-th
Three-flavor quark mass dependence of baryon spectra in holographic QCD
我们将奇异夸克质量引入到Sakai-Sugimoto全息QCD模型中。本文计算了夸克质量微扰中三味重子首阶谱的质量位移。与实验数据的比较表明,只有定性的协议。
2010-07-06 hep-lat hep-ph hep-th