Constraining Dark Matter Neutrino Interaction with High Energy Neutrinos
利用冰立方中微子天文台最近观测到的高能中微子事件的数据来约束银河系中的暗物质（DM）与中微子扇区之间的相互作用。我们构建了一个扩展的未分组似然，以探索允许的相互作用的参数空间。我们目前的结果在特定情况下的标量DM候选人通过标量介体相互作用，并表明，由于相互作用的截面的能量依赖性，这种方法可以约束耦合比传统的宇宙学探测的参数空间的某些区域更强烈。
2016-12-27 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Secluded Dark Matter models with the public data from the 79-string IceCube search for dark matter in the Sun
在太阳公开数据中寻找暗物质的79串冰立方搜索被用来测试隐蔽的暗物质模型。没有显着超过背景观察和约束的模型的参数推导。此外，搜索也被用来约束暗光子模型的参数空间的区域中的暗光子质量之间的0.22和$\sim$ 1 GeV和动力学混合参数$\varepsilon \sim 10^{-9}$，这仍然是不受约束的。这是中微子望远镜对暗光子的第一个限制。预计中微子望远镜将成为通过在太阳、地球和银河系中心进行不同搜索来测试暗光子的有效工具，这可以补充直接探测、加速器、天体物理学和其他信使（如伽马射线或反粒子）间接探测的限制。
2017-04-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraining heavy dark matter with cosmic-ray antiprotons
宇宙射线观测为银河系中的暗物质湮灭提供了强有力的探测。本文利用AMS-02反质子数据导出了重暗物质的约束条件。我们考虑所有可能的湮灭通道成对的标准模型粒子。此外，我们解释我们的结果在最小的暗物质，包括希格西诺，维诺和五重态暗物质的背景下。我们比较宇宙射线反质子的限制，从$γ$射线观测矮球状星系和限制从$γ$射线和$γ$线观测到银河系中心。虽然后者的限制是高度依赖于暗物质的密度分布，只排除了热温的尖曲线，宇宙射线的限制是更强大的，强烈不利于热温暗物质的情况下，即使是保守的估计系统的不确定性。
2018-04-20 astro-ph.HE hep-ph
Charge Asymmetric Cosmic Rays as a probe of Flavor Violating Asymmetric Dark Matter
最近引入的宇宙和规则结合了PAMELA和费米-LAT宇宙射线实验的数据，允许巧妙地研究实验观察到的轻子过剩是否违反电荷对称性。人们可以用一种简单的方法确定宇宙射线中未知成分的普适性质。在这里，我们归因于一个潜在的电荷不对称的黑暗部门。特别是，我们提供了能够产生电荷不对称宇宙射线的非对称暗物质模型。我们考虑自旋为零，自旋为一和自旋为二分之一的衰变暗物质候选者。我们发现，轻子味破坏和不对称暗物质都需要有一个电荷不对称的宇宙线轻子过剩。因此，在宇宙线轻子过剩中电荷不对称的实验证据意味着暗物质是不对称的。
2011-09-13 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric Dark Matter Stars
我们研究了非对称暗物质与自相互作用形成致密稳定物体的可能性。我们求解了托尔曼-奥本海默-阿斯托夫方程，得到了这类“暗星”的质量-半径关系、密度分布和质量极限。我们认为费米非对称暗物质与Yukawa型自相互作用适合于解决众所周知的无碰撞暗物质范式的问题。我们发现，在某些情况下，相对论效应是显着的。
2015-07-03 astro-ph.HE hep-ph
Regenerating a Symmetry in Asymmetric Dark Matter
不对称的暗物质理论一般允许质量项导致粒子-反粒子混合。因此，在宇宙的年龄中，暗物质可以从纯粹的非对称配置振荡为粒子和反粒子的对称混合，从而允许对湮没过程。此外，需要有效地耗尽原始热（对称）组件一般需要大的湮灭率。我们表明，除非某些对称性完全禁止暗物质粒子-反粒子混合，否则对于大范围的质量，对于几乎任何短于宇宙年龄的振荡时间尺度，非对称暗物质都被有效地排除。
2011-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Constraining primordial black holes in dark matter with kinematics of dwarf galaxies
由于星团中原初黑洞的存在会导致系统的径向速度色散，因此我们认为可以利用对矮星系的运动学观测来限制原初黑洞在暗物质中的丰度.例如，使用速度色散观测狮子座I，我们表明，原始黑洞分数$f_{\rm PBH}\gtrsim 2.0\times(1~M_{\odot}/m_{\rm PBH})^2$被排除在99.99\%的置信水平。该方法在质量尺度$\sim (1-10^3)~M_{\odot}$上对PBH丰度产生了最严格的限制，并严格限制了LIGO实验观察到的引力波事件的原始起源。
2019-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Milky Way Dark Matter Density Profile with Gamma-Rays with Fermi-LAT
我们研究的费米-LAT仪器上的费米任务，同时约束银河系暗物质密度分布和一些暗物质粒子的属性，作为湮灭截面，质量和分支比到占主导地位的湮灭通道的能力。一个单一的暗物质密度分布通常被认为是确定伽马射线实验的能力，以提取暗物质属性或设置限制。然而，我们对银河系晕的了解还远远不够完善，因此总的来说，所获得的结果过于乐观。在这里，我们研究这些天体物理学的不确定性将有暗物质粒子属性的确定的影响，相反，我们展示了如何伽马射线搜索也可以用来了解银河系晕的结构，作为一种补充工具，其他类型的观测数据，研究引力效应所造成的暗物质的存在。此外，我们还展示了这些结果将如何改善，如果外部信息的湮灭截面和当地的暗物质密度包括和比较我们的结果与数值模拟的预测。
2012-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dark Matter Properties with Gamma-Rays from the Galactic Center with Fermi-LAT
我们研究的费米-LAT仪器上的费米任务约束粒子暗物质的属性，作为湮灭截面，质量和分支比占主导地位的湮灭通道，从银河系中心的伽马射线观测的能力。除了瞬发γ射线通量，我们还考虑了暗物质湮灭中产生的电子/正电子通过星际光子背景的逆康普顿散射对γ射线信号的贡献，这在暗物质湮灭为mu+mu-和e+e-对的情况下是至关重要的。我们研究了信号对不同参数的依赖性，如观测区域、密度分布、暗物质模型的假设和传播模型中的不确定性。我们还显示了在伽马射线背景中包含20%的系统不确定性的影响。如果费米-LAT是能够区分一个可能的暗物质信号从大的伽马射线背景，我们表明，对于暗物质质量低于200 GeV，费米-LAT将可能能够确定暗物质的性能具有良好的精度。
2012-02-27 astro-ph.HE hep-ph
Constraining annihilating dark matter by radio continuum spectrum of the Large Magellanic Cloud
最近的无线电观测得到了湮灭暗物质的严格限制。本文利用大麦云（LMC）的射电连续谱数据分析了暗物质湮灭信号。我们发现了一个轻微的正信号的暗物质湮灭与$1.5σ$统计意义。整体最佳拟合的暗物质质量是$m_{\rm DM} \approx 90$ GeV，通过$b\bar{b}$通道湮灭。我们还限制了$3σ$的暗物质质量的下限与标准的热暗物质湮灭截面的$e^+e^-$，$μ^+μ^-$，$τ^+τ^-$和$b\bar{b}$通道。
2022-05-26 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
A new target object for constraining annihilating dark matter
在过去的十年中，我们银河系和银河系矮球状卫星星系的伽玛射线观测和射电观测对暗物质的湮灭截面提出了很强的约束。在这篇文章中，我们提出了一个新的目标对象（NGC 2976），可用于约束湮灭暗物质。NGC 2976的射电和X射线数据可以对暗物质湮灭的亲轻子通道施加非常严格的约束。在正则热遗迹截面下，暗物质通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$通道质量湮灭的下限分别为200 GeV、130 GeV和110 GeV.我们认为，这类具有相对较高磁场的大型邻近矮星系在未来的分析中可以成为约束湮灭暗物质的良好候选者。
2017-06-09 astro-ph.HE
Constraining Non-Standard Dark Matter-Nucleon Interactions with IceCube
暗物质粒子被太阳的原子核散射后，会被太阳的引力捕获，在太阳的核心聚集，然后湮灭成标准模型粒子。位于南极的冰立方中微子天文台可以探测到这些湮灭产生的中微子。由于这些中微子的不可观测性，标准的自旋相关和自旋无关的暗物质-核子散射截面受到了限制。在此基础上，我们给出了暗物质-核子相互作用（包括速度和动量相关的相互作用）的非相对论有效理论的耦合常数的上限.
2021-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: I. fermionic dark matter
本文通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件。通过构造暗物质与标准模型粒子之间的有效相互作用算符，采用了与模型无关的研究方法。研究了最一般的4-费米子算符。我们发现，来自不同观测的约束是互补的。特别是自旋无关散射给出了非常强的约束相应的运营商。在某些情况下，反质子到质子数据的间接探测实际上比直接探测或轻暗物质（小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。
2011-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining dark matter-nucleon scattering cross section by the background electron anti-neutrino flux data
恒星和行星等天体可能能够通过暗物质-核子散射捕获大量的暗物质粒子。以往的许多研究都将太阳和地球等不同的天体作为天然的暗物质探测器，并得到了暗物质-核子散射截面的一些严格界限。在这项研究中，我们使用由超级神冈实验获得的$\sim 10$ MeV电子中微子通量极限，并考虑地球作为一个大的天然暗物质探测器来约束暗物质-核子散射截面。我们表明，这种方法通常可以得到更严格的限制。对于一定范围内的暗物质质量湮灭通过$b\bar{b}$通道，截面的极限的同位旋无关的散射和质子唯一的散射可以得到更严格的比在PICO直接检测实验。
2022-01-07 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Constraining annihilating dark matter by radio data of M33
最近的射电数据研究对暗物质的湮灭截面提出了很强的限制。在这篇文章中，我们提供了第一个分析使用M33无线电数据在约束湮灭暗物质。由此产生的湮灭截面的某些通道的约束比从6年的费米大面积望远镜（Fermi-LAT）的银河系矮球状卫星星系的伽玛射线观测得到的更严格。特别地，在热遗迹湮灭截面下，$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$通道中暗物质质量湮灭的保守下限分别为190 GeV、120 GeV和70 GeV.这些结果与最近对银河系中心AMS-02和Fermi-LAT数据的一些定量分析存在很大的矛盾。
2017-08-04 astro-ph.HE
Constraining Mirror Dark Matter Inside Neutron Stars
我们研究了中子星内部是普通物质和镜像暗物质混合物的可能性。这是一种可以根据充分研究的吸积机制（包括邦迪-霍伊尔机制）自然设想的情景。我们发现，在中子星模型中包含镜像暗物质降低了给定状态方程下中子星的最大质量，并且它降低了给定中子星的潮汐变形能力。这些一般特征意味着，给定一个状态方程，人们可以约束中子星中镜像暗物质的最大可行量，以始终满足现有的最大质量和潮汐变形约束。相反，使用潮汐变形测量来排除状态方程需要对中子星中包含的镜像暗物质的数量做出假设。最后，镜像暗物质的存在也改变了将中子星的潮汐变形性与其致密性联系起来的普遍关系。因此，在考虑外来模型（如本文所讨论的模型）时必须谨慎。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining $p$-wave Dark Matter Annihilation with Gamma-ray Observations of M87
本文利用M87中心超大质量黑洞周围暗物质尖峰中粒子速度弥散大的特点，通过Fermi-LAT和MAGIC伽马射线数据约束p波暗物质湮灭，在乐观参数下可排除质量≲10 TeV的热暗物质模型，并指出尖峰参数和天体物理背景模型是提高约束的关键。
2023-11-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining dark matter annihilation with cosmic ray antiprotons using neural networks
Institute for Theoretical Particle Physics and Cosmology (TTK), RWTH Aachen University（亚琛工业大学理论粒子物理与宇宙学研究所）
对间接探测实验中寻找暗物质湮灭的数据进行解释，需要对宇宙射线传播进行昂贵的计算模拟。在这项工作中，我们提出了一种新的方法，基于递归神经网络，显着加快模拟次级和暗物质银河宇宙射线反质子，同时实现良好的精度。这种方法允许对宇宙射线传播模型的讨厌参数进行有效的剖析或边缘化，以便对宽范围的暗物质模型执行参数扫描。我们认为重要性抽样特别适合于确保网络仅在经过良好训练的参数区域中进行评估。我们提出了使用最新的AMS-02反质子数据的几种模型的弱相互作用大质量粒子的约束。经过完全训练的网络与这项工作一起作为DarkRayNet发布，与传统方法相比，运行速度至少提高了两个数量级。
2021-12-20 astro-ph.HE cs.LG hep-ph
Constraining Dark Matter Signal from a Combined Analysis of Milky Way Satellites with the Fermi-LAT
矮球状星系具有大的质光比和低的天体物理背景，因此被认为是伽马射线波段最有希望的暗物质搜索目标之一。通过应用联合似然分析，在没有检测到的情况下得到的限制的功率可以被增强，并且可以获得对暗物质参数空间的鲁棒约束。我们提出的结果，从10个矮球状星系使用费米-LAT数据的综合分析。分析了不同的湮灭通道，并考虑了天体物理性质的不确定性。
2011-11-01 astro-ph.HE
Constraining superheavy decaying dark matter with directional ultra-high energy gamma-ray limits
矮球状星系是一种具有小的或可忽略的天体物理背景的致密天体，被广泛认为是寻找暗物质衰变和湮灭信号的有希望的目标。我们提出的超重衰变暗物质分支到$q\bar{q}$通道的质量范围$10^{19} - 10^{25}$ eV的基础上的超高能（UHE）伽马射线的方向限制的皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列实验的寿命的约束。UHE光子向地球传播过程中的衰减效应被考虑在内，最强的约束来自大熊座II，后发座和Segue I星系。
2021-05-14 astro-ph.HE
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: II. scalar, vector and spin-3/2 dark matter
通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了标量、矢量和自旋3/2暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件.采用模型无关的方法，构造了6维的一般4粒子算符，研究了暗物质与标准模型粒子的有效相互作用.我们发现，从不同的实验的约束是互补的。这些约束条件之间的比较可能会排除一些有效的暗物质模型，并限制其他一些参数。与自旋无关的直接探测对某些算子有很强的约束，而反质子到质子数据的间接探测在某些情况下比直接探测或轻暗物质（其质量小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。自旋为3/2的暗物质的一些运营商的约束被证明是类似的狄拉克费米子暗物质的类似运营商。目前的暗物质直接和间接搜索实验中仍有一些操作员不敏感。
2012-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dwarf Spheroidal Dark Matter Halos With The Galactic Center Excess
如果费米-LAT报告的来自星系中心的伽马射线过剩是湮灭暗物质的信号，那么人们必须质疑为什么在矮球状星系中没有观察到类似的过剩。我们用这个观测来限制矮球状星系的密度分布，假设星系中心过剩实际上是一个信号，从湮灭暗物质。我们将约束的广义NFW参数$γ$和Einasto配置文件参数$α$控制的对数斜率的内部区域的晕的密度分布。我们确定，在这些假设下的银河系中心过剩是不一致的标准NFW配置文件（和其他“尖”的配置文件）矮球状星系，但与观测的核心矮星系配置文件是一致的。具体来说，我们发现，矮球状轮廓必须比银河系的尖。暗物质通过光介质进行自我交互的模型可以实现这一点。
2017-05-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Review of asymmetric dark matter
非对称暗物质模型是基于这样一个假设：现今的暗物质丰度与普通物质或可见物质的丰度具有相同的起源：粒子和反粒子的数量密度不对称。它们的主要动机是观察到暗物质和可见物质的质量密度相似，前者大约是后者的五倍。这篇综述讨论了非对称暗物质模型的构建，总结了宇宙学和天体物理学的意义和界限，并触及直接探测前景和对撞机签名。
2013-08-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Dark Matter and Ultra-High Energy Cosmic Ray Sources with Fermi-LAT Diffuse Gamma Ray Background
利用Fermi LAT对各向同性$γ$射线背景（IGRB）的最新测量结果，分析了未分辨点$γ$射线源对IGRB的贡献，建立了超高宇宙射线（UHECR）起源模型的约束条件。我们还计算了最小的预期扩散$γ$射线通量产生的UHECR与星际光子背景的相互作用。最后，为子类的暗物质（DM）模型与衰减的弱相互作用大质量粒子（WIMP），我们建立约束的粒子衰变时间使用最小的预期贡献IGRB未解决的点$γ$射线源和UHECR。
2016-08-26 astro-ph.HE
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of NGC4214 galaxy
最近的伽马射线和射电观测为湮灭暗物质提供了严格的限制。目前的$2σ$下限的暗物质质量可以限制到$\sim 100$ GeV的热遗迹湮灭截面。本文利用邻近星系NGC4214的射电连续谱数据，区分了热贡献、暗物质湮灭贡献和宇宙线贡献。我们可以得到更严格的暗物质质量和湮灭截面的约束。对$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^+τ^-$、$W^+W^-$和$b\bar{b}$通道，得到热遗迹湮灭暗物质质量的$5σ$下限分别为300 GeV、220 GeV、220 GeV、500 GeV和600 GeV。这些限制挑战了我们银河系中伽马射线、正电子和反质子过剩的暗物质解释。
2020-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining Fermionic Dark Matter with Galactic Neutron Stars
本文针对费米子暗物质，考虑中子星银盘运动及暗物质自湮灭有无两种情形，结合银河系脉冲星观测数据约束暗物质质量与暗物质-核子散射截面等性质。
2025-11-09 astro-ph.HE
Constraining annihilating dark matter mass by the radio continuum spectral data of a high-redshift galaxy cluster
在过去的十年中，湮灭暗物质模型的性质被各种数据所检验，包括γ射线、无线电波、X射线、正电子、电子、反质子和中微子的数据。特别是，大多数研究集中在我们的银河系，附近的星系（如M31星系）或附近的星系团（如天炉座星系团）的数据。在这篇文章中，我们检查档案无线电连续光谱数据的一个相对高红移的星系团（A697集群），以限制的性质湮灭暗物质。我们发现亲轻子湮没通道（$e^+e^-$、$μ^+μ^-$和$τ^+τ^-$）可以与A697星系团的射电连续谱非常好地拟合。
2020-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining branon dark matter from observations of the dwarf spheroidal galaxies with the MAGIC telescopes
利用MAGIC（Major Atmospheric Gamma Imaging Cherenkov）望远镜系统对矮球状星系Segue~1进行观测，首次在甚高能γ射线波段进行了branon暗物质（DM）研究。branon是一种新的自由度，出现在柔性膜世界模型中，对应于膜涨落。它们表现为弱相互作用的大质量粒子，是自然的DM候选者。在Segue~1数据中没有γ射线信号的情况下，我们通过使用分箱似然分析对branon DM参数空间施加约束。我们对热平均湮灭截面的最大限制（在$95\%$置信水平下）对应于$ \langle σv \rangle \simeq 1.4 \times 10^{-23}~\text{cm}^{3}\text{s}^{-1} $，其branon DM质量为$ \sim 0.7~\text{TeV}$。
2022-05-14 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraining annihilating dark matter by x-ray data
在过去的十年中，伽马射线观测和射电观测对暗物质湮灭的参数提出了很强的限制。在这篇文章中，我们提出了另一种鲁棒的方法来约束暗物质湮灭的参数。我们预计，暗物质湮灭产生的电子和正电子将与宇宙微波背景光子散射，并将光子能量提高到$\sim$ keV量级。基于天龙座矮星系的X射线数据，对某些湮灭通道的新约束一般比费米大面积望远镜（Fermi-LAT）对银河系矮球状卫星星系6年γ射线观测得到的约束更严格。在经典热遗迹截面下，暗物质通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^+τ^-$、$gg$、$u\bar{u}$和$b\bar{b}$通道质量湮灭的下限分别为40 GeV、28 GeV、30 GeV、57 GeV、58 GeV和66 GeV.该方法特别适用于通过$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$gg$、$u\bar{u}$和$b\bar{b}$通道来约束暗物质湮灭。
2017-07-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the distribution of dark matter in inner galaxy with indirect detection signal: The case of tentative 130 gev γ-ray line
我们银河系内部区域的暗物质分布仍在争论中。在N体模拟中，尖状暗物质晕密度分布是有利的。然而，几个耗散重子过程被发现能够显着平坦的暗物质分布和核心的暗物质晕密度分布是可能的。重子主导着银河系内部的引力势，因此直接限制暗物质粒子的丰度是相当具有挑战性的。最近，一些研究小组在银河系中心发现了一个试探性的130 GeV线信号，它可以被解释为暗物质湮灭的信号。利用当前130 GeV线数据并采用暗物质晕的广义Navarro-Frenk-White轮廓，对于局部暗物质密度ρ_0=0.4 GeV cm^{-3}和rs =20 kpc，我们得到了暗物质密度分布内斜率α= 1.06的95%置信水平下（上）限（暗物质湮灭为γ射线的截面<σv >_{χχ-> γγ}= 1.3 \times 10^{-27} cm ^3 s^{-1}）。这样的斜率与一些N体模拟的结果是一致的，如果信号是由于暗物质，表明重子过程可能不重要。
2013-04-30 astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining the Equation of State of Dark Energy with Gamma Rays
由于正电子-电子对的产生，宇宙中的星光阻碍了高能（例如TeV）伽马射线的通过。这个恒星辐射场的历史取决于恒星形成速率的观测，而恒星形成速率本身只能在特定的宇宙学背景下解释。对于不同的暗能量状态方程，恒星形成率数据表明，在特定的红移下，恒星光子的密度不同，来自遥远来源的伽马射线到达的概率也不同。在这项工作中，我们的目标是表明，这种效果可以用来约束状态方程的暗能量。目前的工作是一个概念的证明，我们概述了将该方法置于严格的统计框架中所必须采取的步骤，然后可以将其与其他更成熟的方法相结合，例如拟合超新星光度距离。
2012-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
