Can CoGeNT and DAMA Modulations Be Due to Dark Matter?
我们探索暗物质的解释异常声称的DAMA和CoGeNT实验，结合各种零直接检测实验。一个独立的CoGeNT数据分析和几个实验和天体物理的不确定性被认为是。研究了各种唯象模型，包括同位旋破坏相互作用、动量依赖的形状因子、速度依赖的形状因子、非弹性散射（吸热和放热）和沟道效应。我们发现，异常和零结果之间的严重紧张关系可以改善，但不能消除，除非作出极端的假设。
2011-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter attempts for CoGeNT and DAMA
最近，CoGeNT合作提出了一个积极的信号，在他们的数据集的年度调制。针对DAMA/LIBRA长期存在的年度调制信号，考虑到现有的实验限制，在暗物质（DM）与原子核散射的假设下，分析了这两种信号的相容性.我们考虑的情况下，无论是自旋相关或自旋无关耦合到核子的弹性和非弹性散射。我们允许违反同位旋的相互作用，以及为轻介质。我们发现，调制信号的大小和CoGeNT中的时间积分事件过剩之间存在一些紧张关系，因此很难同时解释两者。此外，在广泛的DM相互作用模型考虑，我们没有找到一个同时解释CoGeNT和DAMA/LIBRA兼容的约束条件，从其他实验。然而，在某些情况下，部分数据可以保持一致。例如，来自CoGeNT的调制信号变得与总速率一致，并且如果DM散射是非弹性自旋无关的，并且恰好与质子和中子耦合以降低氙上的散射速率，则在90%CL下与来自其他DM搜索的限制一致（但不与DAMA/LIBRA信号一致）。相反，DAMA/LIBRA信号（而不是CoGeNT）可以解释为自旋相关的非弹性DM散射。
2011-06-30 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
The Higgs Sector and CoGeNT/DAMA-Like Dark Matter in Supersymmetric Models
CoGeNT和DAMA的最新数据大致与一种非常轻的暗物质粒子相一致，该粒子具有$m\sim 4-10\gev$和自旋无关的$σ_{SI} \sim (1-3)\times 10^{-4}\pb$级截面。一个重要的问题是，这些观测是否与服从$Ωh^2\sim 0.11$的超对称模型兼容，而不违反现有的对撞机约束和精确测量。在这次演讲中，我回顾了一个事实，即最小超对称模型允许不够的灵活性来实现这种兼容性，基本上是因为MSSM希格斯部门的高度约束性质与LEP限制希格斯玻色子玻色子。然后，我概述的方式，其中更灵活的希格斯部门的次最小超对称模型和扩展次最小超对称模型允许大$σ_{SI}$和$Ωh^2\sim 0.11$在低LSP质量不违反LEP，Tevatron，BaBar和其他实验限制。所需的希格斯部门的NMSSM“理想希格斯”的情况下的关系进行了讨论。
2010-10-12 astro-ph.CO hep-ph
CoGeNT, DAMA, and Neutralino Dark Matter in the Next-To-Minimal Supersymmetric Standard Model
我们评估在何种程度上NMSSM可以允许轻暗物质在$2\gev\lsim \mcnone\lsim 12\gev$质量范围内与正确的遗物密度和大的自旋无关的直接检测截面，$\sigsi$，在\cogent \和DAMA建议的范围内。对于关于核子$s$ -夸克含量和宇宙学遗迹密度$ρ$的标准假设，我们发现NMSSM的不足约为10至15（3至5）倍，而没有（有）显著违反当前的$(g-2)_μ$约束。
2010-09-14 hep-ph
A Consistent Dark Matter Interpretation For CoGeNT and DAMA/LIBRA
在本文中，我们研究了最近的过剩的低能量事件的CoGeNT合作和DAMA/LIBRA合作报告的年度调制，并讨论这些信号是否都可能是同一个弹性散射的暗物质粒子的结果。我们发现，在不考虑沟道效应的情况下，如果考虑到相关猝灭因子的不确定性，一个质量约为7.0 GeV、核子截面为sigma_{DM-N}~2 × 10 ^-4 pb（2 × 10 ^-40 cm ^2）的暗物质候选者可以解释这两个观测结果。我们还评论最近观察到的CRESST实验中的氧带的事件，并指出，这些可能被解释为这样的粒子。最后，我们将DAMA/LIBRA和CoGeNT支持的参数空间区域与XENON 10，XENON 100和CDMS（Si）的约束进行了比较，发现这些实验此时不能排除这些信号的暗物质解释。
2010-10-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Moments and the DAMA-CoGeNT Puzzle
我们认为，通过暗多极矩散射所产生的速度依赖性，以及它对DAMA和CoGeNT观测到的信号与暗物质假设的一致性的影响。我们专注于实验的不确定性对拟合的影响，并表明这两个实验相结合，有利于暗物质散射与速度相关的横截面超过标准速度和自旋无关的散射。当适当的不确定性被考虑在内，我们表明，协议的两个信号与对方和零实验的结果可以得到。
2010-08-09 hep-ph
Unitarity and Monojet Bounds on Models for DAMA, CoGeNT, and CRESST-II
如果暗物质与夸克或胶子相互作用，这些相互作用的中介要么可以在大型强子对撞机上直接接触到，要么太重，以至于它的影响被编码在接触算符中。我们发现，在大型强子对撞机的接触算子描述的自洽性意味着边界上的调解人规模强于失踪的能量搜索。这转化为自旋无关的弹性散射截面，其水平小于10^-41 cm ^2，这直接影响到DAMA、CoGeNT和CRESST-II异常。然后，我们仔细探讨了单喷流搜索的潜力，在光介质限制，专注于任意耦合到夸克和暗物质的Z'模型。我们发现，Tevatron数据目前提供了最严格的界限暗物质和Z'质量低于100 GeV，这些搜索可以约束模型的DAMA，CoGeNT，和CRESST-II异常，只有当介质可以衰变到一对暗物质粒子。
2012-03-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Interfering Composite Asymmetric Dark Matter for DAMA and CoGeNT
我们提供了一个简单的机制来调和直接的暗物质实验结果。我们考虑光不对称复合暗物质，它通过希格斯粒子和光子交换从原子核散射。我们证明，这两个通道之间的干扰自然容纳的实验结果。我们发现，这种情况发生的顺序电弱的复合规模。我们还提供了一个模型实现的基础上强动力学在电弱尺度。
2011-05-27 hep-ph
Minimal hidden sector models for CoGeNT/DAMA events
最近试图调和直接暗物质检测的CoGeNT和DAMA实验的提示的动机，我们构建简单的粒子物理模型，可以容纳的约束。我们指出的挑战，建立合理的模型，并确定最有前途的情况下获得同位旋破坏和非弹性，一些唯象研究表明。如果需要非弹性散射，我们需要两个新的轻规范玻色子，其中一个与标准模型超荷动力学混合，质量< 2 GeV，另一个与重子数耦合，质量为6.8 +/- 0.2 GeV。它们的干涉给出了所需的同位旋破坏量。暗物质接近狄拉克，但由于自发对称性破缺而导致的马约拉纳质量很小，因此规范玻色子耦合在质量基中恰好是非对角的，同时产生了非弹性所需的小质量分裂。如果只需要弹性散射，那么另一种模型，与动力学混合规范玻色子和一个隐藏的扇区标量希格斯之间的干扰，是足够的，给所需的同位旋破坏。在这两种情况下，轻动力学混合规范玻色子是在目前运行的固定目标实验的兴趣范围内。
2011-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Particle Physics Implications for CoGeNT, DAMA, and Fermi
最近CoGeNT合作的结果（以及DAMA/LIBRA报告的年度调制）指向暗物质，其质量较轻（5-10 GeV），与核子的弹性散射截面相对较大（σ~ 10^{-40} cm ^2）。为了拥有这个截面，暗物质必须通过小质量和/或大耦合的中介粒子与标准模型通信。在这封信中，我们探索与模型无关的方法的粒子物理方案，可能会容纳这些信号。我们还讨论了如何这样的模型可以产生从费米伽马射线空间望远镜的数据中观察到的银河系中心的伽马射线。我们发现了多个粒子物理场景，其中每个信号都可以解释，并且暗物质可以在早期宇宙中以热的方式产生，其丰度等于测量的宇宙学密度。
2010-11-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Complex Scalar Dark Matter vis-à-vis CoGeNT, DAMA/LIBRA and XENON100
CoGeNT和DAMA/LIBRA实验已经发现了7-12 GeV的轻暗物质（DM）粒子核的自旋无关散射的证据，XENON DM实验没有排除这一点。我们发现，这个假定的DM信号可以解释由一个复杂的标量单重扩展的标准模型（CSM），与热宇宙DM密度，和希格斯部门是一致的LEP约束。我们预测的质量，生产，和衰变的两个希格斯质量本征态和描述如何希格斯和DM粒子可以发现在大型强子对撞机。
2010-08-31 hep-ex hep-ph
CoGeNT, DAMA, and Light Neutralino Dark Matter
CoGeNT协作的最新观察结果（以及DAMA/LIBRA的长期观测）表明存在$\sim 5$-10 GeV暗物质粒子，该粒子与核子具有较大的弹性散射截面（$σ\sim 10^{-40}$ cm $^2$）。在最小超对称标准模型（MSSM）的背景下，在这个质量范围内的中性伴子不能够拥有如此大的横截面，在早期宇宙中会被过度生产然而，MSSM的简单扩展可以很容易地容纳这些观察。特别是，通过手征单重超场对MSSM的扩展，我们可以认为暗物质是由轻的单重物质组成的，它与核子的相互作用主要是通过相当轻的（$\sim$ 30-70 GeV）单重类标量希格斯粒子$\hi$的交换。这样的场景与所有当前的对撞机约束一致，并且可以生成CoGeNT和DAMA/LIBRA报告的信号。此外，有一个通用的扩展模型的限制，其中有一个单线态的赝标量希格斯，$\ai$，与$\mai\sim \mhi$和其中的$χ^0χ^0$和$b\anti b, s\anti s$耦合幅度的$\hi$和$\ai$是非常相似的。在这种情况下，如果$\mchi$足够小以至于$χ^0χ^0\to b\anti b$被禁止，那么热遗迹丰度自动与测量的暗物质密度一致。
2011-10-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Light neutralino dark matter with a very light Higgs for CoGeNT and DAMA/LIBRA data
最近，CoGeNT协作组报道了WIMP候选信号事件，其超出了支持具有大截面的光WIMP的已知背景。基于这个问题，我们分析了一个轻中性伴子暗物质在弹性散射过程中具有非常轻的CP-偶希格斯介导的情况，它提供了质量和直接探测截面来解释CoGeNT的结果.为了与LEP实验的结果相一致，轻CP偶希格斯粒子的能量宜在9 ~ 10 GeV之间。这种情况可以在“超越MSSM”的背景下实现。通过湮灭截面的共振增强，当中性伴子质量的两倍接近轻Higgs质量时，可以得到与WMAP结果一致的残余丰度。因此，中性伴子的质量预计在5至6 GeV左右。
2010-12-29 hep-ph
Implications of CoGeNT and DAMA for Light WIMP Dark Matter
本文研究了CoGeNT合作组最近观测到的低能事件，并讨论了这些事件起源于轻（mDM ~ 5-10 GeV）暗物质粒子弹性散射的可能性.我们发现，这样一个暗物质候选者也可能能够产生DAMA报告的年度调制，以及CDMS最近报告的小过量，而不与其他实验，如XENON 10的无效结果相冲突。一个暗物质的CoGeNT和DAMA观测的解释有利于参数空间的区域，这是特别有吸引力的非对称暗物质模型的背景下。在这样的模型中，宇宙学上的暗物质密度来自于宇宙的重子不对称性，自然导致了对m_DM ~ 1-10 GeV的期望。我们还讨论了中性伴子暗物质从扩展的超对称框架，如NMSSM。最后，我们探讨了这种暗物质候选者的间接搜索的影响，并发现探测中微子和伽马射线湮灭产物的这种粒子的前景是非常令人鼓舞的。
2010-04-05 hep-ph
On the DAMA and CoGeNT Modulations
DAMA观测到它们的事件率每年都有调制，这可能是从暗物质散射中得到的，而CoGeNT也报道了类似调制的证据。用暗物质-原子核散射来解释这些发现的最简单的解释被其他直接探测实验所排除。我们认为这些排除的鲁棒性与假设有关的散射，并发现违反同位旋非弹性暗物质有助于缓解这种紧张局势，并允许实验之间的边缘兼容性。同位旋破坏可以显着削弱XENON的约束，而非弹性增强了信号的年度调制分数，使CoGeNT和CDMS的结果更好的协议。
2011-07-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Light neutralino dark matter in light Higgs scenario related with the CoGeNT and DAMA/LIBRA results
最近，CoGeNT协作组报道了WIMP候选信号事件，其超出了支持具有大截面的光WIMP的已知背景。基于这个问题，我们分析了一个轻中性伴子暗物质在弹性散射过程中具有非常轻的CP-偶希格斯介导的情况，它提供了质量和直接探测截面来解释CoGeNT的结果.为了与LEP和B工厂等实验结果相一致，轻CP偶Higgs粒子的能量宜在9 ~ 10 GeV。这种情况可以在“超越MSSM”的背景下实现。通过湮灭截面的共振增强，当中性伴子质量的两倍接近轻Higgs质量时，可以得到与WMAP结果一致的残余丰度。因此，中性伴子的质量预计在5至6 GeV左右。
2010-11-29 hep-ph
Mirror dark matter interpretations of the DAMA, CoGeNT and CRESST-II data
CRESST-II合作已经宣布了在730千克-天的CaWO $_4$目标曝光中直接探测暗物质的证据。我们检查这些新的结果，随着DAMA和CoGeNT数据，在镜像暗物质框架的背景下。我们表明，所有这三个实验可以同时解释通过动力学混合诱导的弹性散射的镜面金属成分的目标核。如果银河系的自转速度相对较低（$v_{rot} \stackrel{<}{\sim} 220$ km/s），这种金属成分可以和Fe $'$一样重。当考虑能量尺度的适度$\sim 20-30%$不确定性时，这种解释与来自其他实验的约束一致，例如CDMS/Ge、CDMS/Si和XENON 100。
2013-05-18 astro-ph.GA hep-ph
A light Scalar Dark Matter for CoGeNT and DAMA in D_6 Flavor Symmetric Model
我们尝试在辐射跷跷板模型的非超对称扩展下，用族对称性D_6 x Z_2 x Z_2来解释一个质量为5~10 GeV的非常轻的暗物质，这与CoGeNT和DAMA最近报道的实验结果是一致的.我们证明了D_6单重实标量场是一个有希望的暗物质候选者，并给出了实验所要求的弹性截面σ \simeq 7 × 10 ^{-41} cm ^2。我们的暗物质与D_6单重标量希格斯玻色子玻色子相互作用，它只耦合到夸克扇区。如果标准模型希格斯玻色子h是轻的，那么暗物质-核子截面和新的衰变模式h->DM DM可以很大。希格斯现象也进行了讨论。
2011-09-13 astro-ph.HE hep-ph
Mirror and hidden sector dark matter in the light of new CoGeNT data
CoGeNT合作最近提供了在15个月内收集的新数据。除了更精确地测量核反冲候选事件的光谱外，他们还宣布了年度调制信号的证据。我们研究的背景下，镜像/隐藏部门的暗物质模型这些新的结果的影响。我们发现，新的CoGeNT数据可以在这个框架内解释与DAMA年度调制信号的参数空间一致，和其他实验的零结果。我们还指出，在低能量的CoGeNT光谱观察到遵守$dR/dE_R \propto 1/E_R^2$，这表明，暗物质通过卢瑟福散射，而不是更常见的假设接触（四费米子）相互作用。
2011-07-20 astro-ph.CO hep-ph
A light scalar WIMP through the Higgs portal and CoGeNT
如果暗物质（DM）仅仅是一个标量粒子与希格斯玻色子的相互作用占主导地位，它的湮灭截面--这是相关的遗迹丰度和间接检测--和它的自旋无关的散射截面对核的比率只取决于DM质量。这是一个有趣的结果，固定的质量和直接检测率，以适应DAMA实验观察到的年调制，一个得到的遗迹密度与其观测值完全一致。在这封简短的信中，我们更新了这一结果，并面对最近的CoGeNT数据的模型，试探性地解释过剩的事件在反冲能谱是由于DM。CoGeNT，作为DAMA，指向轻DM候选者，具有稍微不同的（但不一定不相容的）质量和截面。对于CoGeNT区域，我们发现标量DM遗物密度和直接检测约束之间的一个有趣的协议。我们给出了一个$σ$区域有利于CDMS-II事件，我们的排除限制的氙10（2009年）和氙100的数据，这取决于闪烁效率，可能会排除CoGeNT和DAMA。假设CoGeNT和/或DAMA是由于标量单重DM导致关于间接检测和碰撞器的明确预测。我们特别强调的限制模型，可能是由目前的{ \it费米}-LAT数据矮星系，并在大型强子对撞机的希格斯粒子的搜索的影响。
2010-06-03 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
Metastable dark matter mechanisms for INTEGRAL 511 keV $γ$ rays and DAMA/CoGeNT events
我们探索的暗物质机制，可以同时解释银河系511千电子伏的伽马射线观测的INTEGRAL/SPI，DAMA/LIBRA年度调制，和过剩的低反冲暗物质候选人CoGeNT观察。它需要三个几乎简并的暗物质在4-7 GeV的质量范围内的状态，分裂分别为MeV和几keV的顺序。顶部的两个状态具有小的质量间隙，并且它们之间的跃迁，无论是放热的还是吸热的，都可以解释直接检测。从一个顶态到基态的衰变在星系中产生低能正电子，其相关的511 keV伽马射线被INTEGRAL看到。如果激发态是亚稳态（比宇宙的年龄更长），这种衰变可以自发发生，也可以通过亚稳态向寿命较短的亚稳态的非弹性散射触发。我们关注一个简单的模型，其中DM是SU（2）隐藏扇区规范对称性的三重态，在几个GeV的尺度上破缺，使质量为\lsim 1 GeV的暗规范玻色子，与标准模型超荷动力学混合。纯粹的衰变方案可以给出所观察到的511 keV信号的角度依赖性，而没有正电子扩散，而非弹性散射机制需要在湮灭之前传输距离\sim 1 kpc的正电子。我们注意到，由于涉及顶部DM状态的单光子衰变，能量为几keV的X射线线可以为漫射X射线背景提供额外的分量。该模型是可测试的建议低能量固定目标实验。
2011-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
CoGeNT Interpretations
最近，CoGeNT实验报告了超出预期背景的事件。我们分析了暗物质的情况下，可以潜在地解释这个信号。在标准的情况下，自旋无关的散射与质子和中子的耦合相等，我们发现显着的紧张局势与现有的限制。如果假定的信号事件中有很大一部分来自实验背景的额外来源，则可能与这些限制保持一致。在这种情况下，暗物质反冲不能说是解释过量，但与它是一致的。我们还调查修改暗物质散射，可以逃避零实验。特别是，我们探讨广义自旋无关耦合质子和中子，自旋相关的耦合，动量相关的散射，和非弹性相互作用。我们发现，这些概括可以解释大多数的CoGeNT事件，而不违反其他约束。具有一定动量依赖性的广义耦合允许与DAMA调制信号进一步一致，实现CoGeNT和DAMA信号都来自暗物质的场景。一个暗物质相互作用并湮灭成新的轻玻色子的模型可以实现所考虑的大多数场景。
2010-08-10 astro-ph.HE 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
Light neutralino in the MSSM: An update with the latest LHC results
我们讨论了最小超对称标准模型中的轻中性伴子暗物质的情况，这是由一些直接探测实验- DAMA，CoGENT和CRESST的结果所激发的。我们用LHC的最新结果更新了我们以前的分析。我们发现，新的大型强子对撞机的限制不利于参数区域，可以重现DAMA和CoGENT的结果。
2012-01-19 hep-ph
Prospects For Identifying Dark Matter With CoGeNT
先前已经表明，CoGeNT合作报告的过量事件可以通过弹性散射质量约为5-15 GeV的暗物质粒子产生。这个质量范围与DAMA/LIBRA观测到的年度调制和费米伽马射线太空望远镜数据中确定的银河系中心周围区域的伽马射线非常相似。然而，要确信CoGeNT的过量是暗物质的结果，可能需要进一步的数据。在本文中，我们对CoGeNT数据的第一个全年及其计划升级进行了预测。这些数据不仅可以更精确地限制核反冲事件的光谱和相应的暗物质参数空间，而且还可以识别速率的季节性变化。特别是，如果CoGeNT过量是暗物质的产物，那么一年的CoGeNT数据将可能揭示具有2-3 $σ$的显著性的年度调制。计划中的CoGeNT升级不仅将检测这种具有高度意义的年度调制，而且将能够测量调制幅度的能谱。这些测量对于无可辩驳地确认这些事件的暗物质起源至关重要。
2010-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
TeV dark matter in the disk
DAMA年度调制数据和CoGeNT，CDMS-II，EDELWEISS-II，CRESST超出预期背景的事件进行重新分析的暗物质粒子信号考虑旋转晕的情况下。研究发现，DAMA数据有利于在同转冷流中的极高质量暗物质粒子的组态。类似的高质量/低速度解与CoGeNT、CDMS-II、EDELWEISS-II和CRESST实验中观察到的事件是一致的，并且根据Pamela和Fermi在宇宙射线中测量到的正电子/电子过剩，可能会引起人们的兴趣。
2011-03-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Integrating Out Astrophysical Uncertainties
对暗物质的地下搜寻涉及粒子物理学、核物理学、原子物理学和天体物理学的复杂相互作用。我们试图消除与天体物理学相关的不确定性，通过开发方法将一个实验中观察到的信号直接映射到另一个实验中的预测速率。我们认为，这是可能的，使实验比较是完全免费的天体物理学的不确定性，通过集中在{ \em积分}量，如$g(v_{min})=\int_{v_{min}} dv\, f(v)/v $和$\int_{v_{thresh}} dv\, v g(v)$。当不同实验探测的$v_{min}$空间重叠时，直接比较是可能的。作为例子，我们认为可能的暗物质信号在CoGeNT，DAMA和CRESST氧。我们发现，预期的速度从CoGeNT在XENON 10实验高于观察到的，除非闪烁光输出低。此外，我们确定仅S2分析是有约束力的，除非电荷产生$Q_y< 2.4 {\, \rm electrons/keV}$。为了使DAMA与XENON 10一致，我们发现对于$q_{Na}=0.3$，调制速率必须非常高（对于$m_χ= 7\, \gev$，$\gsim 70%$），而对于更高的猝灭因子，它明确预测（0.8 - 0.9 cpd/kg）在CoGeNT处观察到调制。最后，我们发现，如果CRESST的过量事件源于弹性WIMP散射，即使阈值为10 keV，CDMS-Si以及XENON 10即使闪烁较低，也会出现显着的速率，这使得它…
2011-11-03 astro-ph.CO hep-ph
On the annual modulation signal in dark matter direct detection
我们推导出在暗物质（DM）的直接探测实验的未调制事件率的年度调制信号的约束。一个独立于DM分布的细节的一般界限来自于地球绕太阳的运动是时间变化的唯一来源的假设。该界是有效的粒子物理模型的一个非常一般的类，也持有在存在一个未知的未调制的背景。更严格的界限，如果通过适度的假设DM晕的对称性。我们说明的界限，将它们应用到年度调制信号报告的DAMA和CoGeNT实验的框架内的自旋无关的弹性散射。虽然DAMA信号满足我们的界限，但可以为CoGeNT设置对DM质量的严格限制。
2012-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Implications of CoGeNT's New Results For Dark Matter
CoGeNT合作最近公布了他们前15个月的数据结果，包括测量核反冲候选事件的光谱以及这些事件的时间变化。这些结果似乎与相对较轻的暗物质粒子与原子核弹性散射的预期信号一致。在本文中，我们独立地分析了CoGeNT收集的数据集，并探讨了这些结果对暗物质的影响。我们发现，观测到的光谱和速率与质量在4.5-12 GeV范围内的暗物质粒子的起源一致，核子的弹性散射截面约为~10^-40 cm ^2。我们证实了CoGeNT合作的结论，即数据还包括一个有点统计学意义（2.7西格玛）的年度调制指示，相位，周期和振幅与预测的暗物质一致。CoGeNT的相位也与DAMA/LIBRA合作报告的年度调制一致。我们还讨论了CDMS和XENON 100报告的无效结果，并评论了其他实验的前景，以检测一个暗物质粒子与CoGeNT所暗示的属性。
2011-06-06 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Implications of the latest XENON100 and cosmic ray antiproton data for isospin violating dark matter
在同位旋破坏暗物质（IVDM）的情况下，允许暗物质（DM）与质子和中子的自旋无关耦合是不同的，这被认为是为了缓和DAMA、CoGeNT和XENON实验结果之间的紧张关系.在IVDM假设下，我们探讨了当前实验所支持和排除的DM-核子耦合的允许值。我们发现，最近更新的XENON 100结果排除了DAMA和CoGeNT之间的重叠信号区域的主要部分。IVDM的质量被限制在7.5-8 GeV附近的窄范围内。我们还表明，一些实验之间的可能的紧张关系，如DAMA和SIMPLE之间的不太可能受到同位旋破坏的相互作用。在一个有效的运营商的方法，我们调查保守的上限DM夸克耦合所需的IVDM方案从宇宙线的反质子通量测量最近由BESS-Polar II和PAMELA，并从遗迹密度。结果表明，DAMA和CoGeNT有利于相对较大的耦合被严格限制，如果运营商有助于速度无关的湮灭截面。对于热遗迹DM，遗迹密度的上界也可以是严格的。
2013-02-03 hep-ph
Evidence for dark matter modulation in CoGeNT?
我们调查的问题，最近的调制信号声称CoGeNT是最好的解释暗物质（DM）的假设，从贝叶斯模型比较的角度。我们认为五个现象学的解释的数据：没有调制信号，调制由于DM，调制由于DM兼容的总CoGeNT率，和来自其他物理的信号与自由相，但每年的周期，或与自由相和自由期。在每种情况下，我们分配给自由参数物理动机的先验。我们发现，虽然DM模型是弱首选的无调制模型，但当与调制是由于其他物理模型相比，DM假设是有利的赔率范围从185：1到560：1。即使考虑到天体物理学的不确定性，并评估先验的影响，这一结果也是可靠的。有趣的是，调制信号与总速率兼容的DM模型与未实现此先验的DM模型的几率仅为5：8，尽管前者预测的调制幅度在0.9至3.0 keVee的能量范围内，显著小于CoGeNT观察到的值。经典假设检验也排除了在1.6 sigma到2.3 sigma水平上没有调制的零假设，这取决于替代方案的细节。最后，我们研究了各向异性速度分布是否有助于减轻CoGeNT总速率和调制速率之间的张力，并发现了令人鼓舞的结果。
2012-01-30 astro-ph.CO hep-ph
A light scalar WIMP through the Higgs portal?
在这些诉讼中，我报告的一个简单的单重标量暗物质模型的地位，根据最近的结果从直接检测实验，特别是DAMA，CoGeNT，CDMS-II和氙10/100，和间接搜索，特别是费米-LAT。具体来说，我面对的光标量WIMP候选人，M_DM ~几个GeV，这是一致的CoGeNT和/或DAMA，约束，可能会被设置使用最近的费米-LAT数据的银河系矮球状星系（dSphs）和各向同性扩散伽马射线发射。我表明，后面的观察对最轻的WIMP候选者设定了相关的排除限制。
2010-12-02 hep-ph
Light Neutralino Dark Matter Scenario in Supersymmetric Four-Higgs Doublet Model
在超对称扩展的标准模型的框架下，我们研究了一种可能性来解释DAMA和CoGeNT实验中直接探测到的暗物质信号。为此，我们引入了四个Higgs场，并假设其中一对具有很小真空期望值的Higgs场对暗物质的湮灭和散射过程有相当大的影响。结果表明，DAMA和CoGeNT结果的优选参数区域可以同时用超对称四重态Higgs模型来解释，其参数与观测到的暗物质遗迹丰度一致.为了解释轻暗物质的情况而引入的额外希格斯场也解释了CDF报告的Wjj异常。
2011-12-12 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
Direct detection of dark matter in models with a light Z'
我们讨论了暗物质通过Z'介质与原子核相互作用的直接探测特征，重点放在暗物质和$Z'$都有几个GeV的质量的情况下。在这种情况下，自然会出现同位旋破坏（即与质子和中子的不同耦合）。特别是，可以将从观察到的DAMA和CoGeNT调制推断出的优选参数区域与来自XENON 100的界限相协调，这需要f_n/f_p =-0.7。此外，Z'介体还可以产生大的自旋相关截面，这可能有助于DAMA信号，而自旋无关截面足以解释CoGeNT信号。
2012-03-21 hep-ph
Resolving astrophysical uncertainties in dark matter direct detection
我们研究了银河系暗物质粒子的假设速度分布对核反冲探测器结果解释的影响。通过将实验数据转换为变量，使天体物理学的未知数变得明确，不同的实验可以在没有关于暗物质晕的隐含假设的情况下进行比较。我们扩展这个框架，包括年度调制信号，以及多个目标元素。最近的结果DAMA，CoGeNT和CRESST-II可以带入协议，如果速度分布是非常各向异性的，从而允许一个大的调制分数。然而，CDMS和XENON的限制不能通过单独诉诸这种天体物理不确定性来回避。
2012-02-29 astro-ph.CO hep-ph
Observations of annual modulation in direct detection of relic particles and light neutralinos
DAMA合作组测量的长期存在的与模型无关的年度调制效应满足暗物质年度调制特征的所有要求，而CoGeNT实验的新结果显示了类似的行为，在暗物质候选粒子与探测器核通过相干弹性过程相互作用的假设下进行了比较研究。随后在暗物质-粒子质量与暗物质-粒子核子横截面的平面中的物理区域是针对各种星系晕模型导出的，并考虑到各种实验不确定性的影响。结果表明，DAMA和CoGeNT区域彼此之间的一致性很好，并与满足所有可用的实验约束，包括最近的结果CMS和ATLAS在欧洲核子研究中心大型强子对撞机的轻中性伴子的超对称模型很好地拟合。
2011-08-02 astro-ph.GA hep-ph
Diurnal modulation due to self-interacting mirror and hidden sector dark matter
镜像和更通用的隐藏扇区暗物质模型可以同时解释DAMA，CoGeNT和CRESST暗物质信号与其他实验的零结果一致。这种类型的暗物质可以被地球和屏蔽探测器捕获，因为它是自相互作用的。这种效应将导致暗物质探测器的昼夜调制。我们估计这种影响的大小暗物质探测器在不同的位置。对于位于北半球的探测器，这种效应预计将在4月达到峰值，并且可以通过乐观的参数选择来检测。位于南半球的探测器的日变化预计要大得多。特别是，如果CoGeNT探测器被移动到例如阿根廷的Sierra Grande，那么$5 σ$暗物质的发现将可能在大约30天的操作中。
2012-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining Scalar Singlet Dark Matter with CDMS, XENON and DAMA and Prediction for Direct Detection Rates
我们考虑一个最简单的扩展的标准模型（SM），通过纳入一个真正的标量单线态和一个额外的离散$Z_2$对称性。该模型承认中性标量单线态是稳定的，因此，暗物质的一个可行的组成部分。我们探索的参数空间的模型保持鉴于不同的暗物质直接探测实验通过WIMP核子散射的约束。首先，我们利用了CDMS、XENON-10和XENON-100合作获得的数据。我们进一步约束的参数空间从DAMA合作的结果（有和没有通道）和CoGeNT合作的结果。在我们的分析中，由于观测到的遗迹密度的暗物质的WMAP实验报告，也纳入了约束。利用所有这些约束条件，在模型参数空间，我们计算的事件率和事件率的年度变化的背景下，液体氩探测器实验。
2010-09-30 hep-ph
Can dark matter - electron scattering explain the DAMA annual modulation signal?
在DAMA/NaI和DAMA/Libra实验中观察到的每年调制的$\sim$ keV振荡可能是由于暗物质-电子散射。考虑到LUX、SuperCDMS和其他实验对核反冲率的严格限制，这种解释现在受到青睐。我们认为，多组分暗物质模型具有质量$\sim$ MeV的轻暗物质粒子可以潜在地解释数据。一个具体的例子，动力学混合镜暗物质，被证明具有正确的广泛的属性，一贯解释实验通过暗物质-电子散射。如果这是DAMA实验中发现的年度调制信号的解释，那么恒星的周日调制信号也是可以预期的。我们指出，DAMA实验的数据显示，在2.3 $σ$ C. L.附近的日变化。相位与预期一致。DAMA实验的这种电子散射解释可以在大型氙实验（LUX，XENON 1 T，...）中进行探测，以及在低阈值实验（CoGeNT，CDEX，C4，...）通过寻找每年和每天调制的电子反冲。
2014-11-28 astro-ph.GA 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
Dipolar Dark Matter
如果暗物质（DM）具有非零的直接或跃迁、电或磁偶极矩，则在直接探测实验中它可以电磁散射核子。利用XENON、CDMS、DAMA和COGENT等实验的结果，我们对DM的电、磁偶极矩提出了限制。如果DM由狄拉克费米子直接偶极矩，然后DM的质量小于10 GeV是一致的DAMA信号和其他实验的零结果。另一方面，如果DM由马约拉纳费米子组成，那么它们在不同的质量本征态之间只能有非零的跃迁矩。我们发现，质量mx> 38 GeV，质量分裂在（50-200）keV量级的Majorana费米子可以解释DAMA信号和其他实验中的零观测，并给出了偶极湮灭的DM残余密度。这个质量和偶极矩的参数空间是L3的极限所允许的，但在LHC上可能有可观测到的信号。
2009-06-10 hep-ph
Extending the DAMA annual-modulation region by inclusion of the uncertainties in the astrophysical velocities
原来的年度调制区域，挑选出的DAMA/NaI实验直接检测的WIMP，考虑到在银河系天体物理速度的不确定性扩展。也被认为是由于一个可能的整体旋转的暗物质晕的效果。我们发现，在1-sigma C. L下，WIMP的质量范围为30 GeV < m_x < 130 GeV.当考虑到暗物质晕的可能的体旋转时，在上限中进一步扩展。我们表明，当在标准模型的最小超对称扩展框架中解释时，DAMA结果与作为冷暗物质主要成分的残余中性伴子是一致的（平均而言，在我们的宇宙和我们的星系晕中）。最后讨论了在当代加速器上发现相关超对称组态的可能性。
1999-03-26 astro-ph hep-ph
Light Dark Matter in the light of CRESST-II
最近，CRESST合作组织发表了他们期待已久的直接暗物质（DM）探测实验的结果与CaWO_4目标。观察到的事件的数量超过了已知的背景在超过4西格玛的意义，这种过度可能是由于DM散射。我们面对这种解释与零的结果，从其他直接检测实验的一些理论模型，并发现，一致性实现非极小模型，如非弹性DM和同位旋违反DM。在这两种情况下，仍然存在着轻微的紧张和限制。CRESST的数据，但是，不能与无效的结果，并与DAMA和CoGeNT的阳性信号，同时在我们研究的任何模型。
2011-10-12 hep-ph
Comments on "First Dark Matter Results from the XENON100 Experiment"
XENON 100合作最近发布了新的暗物质限制，特别强调了它们对已知对轻质量（低于10 GeV/c^2）弱相互作用大质量粒子（WIMP）敏感的搜索的影响，如DAMA和CoGeNT。我们在这里描述了几个来源的不确定性和偏见，在他们的分析，使他们的新声称的敏感性目前站不住脚。特别是，我们指出了在这一领域的额外工作和简单的运动学参数，表明液体氙（LXe）可能是一个相对不敏感的检测介质的反冲能量（几keV_r）预期从这样的低质量WIMP。
2010-05-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Statistical Tests of Noise and Harmony in Dark Matter Modulation Signals
当前工作的目的是对来自暗物质直接探测实验的数据以及相关数据集进行详细的时间序列分析。我们研究最近的说法，宇宙射线μ介子通量可以负责产生调制信号所看到的DAMA，最近，由CoGeNT合作。我们没有发现这种强相关性的证据，并表明这两种现象在功率谱，相位，并可能在振幅不同。此外，我们更详细地调查，暗物质散射的时间依赖性。由于信号是周期性的，周期为一年（由于地球围绕太阳的运动），因此可以预期存在较高的谐波。我们发现，高次谐波一般具有类似的相位，特别是一年两次的调制模式可以提供另一种处理在实验室中寻找暗物质。
2012-02-21 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
A Leptophobic Z' And Dark Matter From Grand Unification
我们探讨了基于E_6群的大统一模型的唯象学，重点讨论了这种模型中可能出现的与轻子耦合被抑制的Z'。我们发现，这个Z'可以容纳的W+dijets异常CDF合作报告。此外，在E_6的基本27维表象中，也存在一个右手超中微子形式的可行的暗物质候选者。通过其与Z '的相当大的耦合，预测暗物质具有与中子的弹性散射截面，这可以产生CoGeNT和DAMA/LIBRA合作报告的信号。在早期宇宙中，为了避免过度产生，暗物质必须通过交换带电或中性的费米子而湮灭为轻子，这些费米子出现在E_6的27中，与费米伽马射线太空望远镜从银河系中心观测到的伽马射线谱非常吻合。
2011-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
WIMP Velocity Impact on Direct Dark Matter Searches
我们研究的影响，在输入天体物理参数的直接检测搜索的WIMP在星系晕的一些不确定性。我们集中讨论了DAMA协作组最近报道的可能的WIMP年调制信号。我们发现，允许一个合理的不确定性，在WIMP麦克斯韦速度分布导致显着放松的约束WIMP质量相比，原来的DAMA分析。
1999-03-24 astro-ph hep-ph
Probing DAMA/LIBRA in the full parameter space of WIMP effective models of inelastic scattering
我们讨论了DAMA/LIBRA-相位1和DAMA/LIBRA-相位2测量的组合年度调制效应的兼容性与解释的非弹性散射事件引起的最一般的伽利略不变的有效接触相互作用的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质粒子的自旋0，1/2或1。在有效理论的耦合常数空间中，通过对DAMA等信号椭球面相交的研究和其他实验，考虑了算子间可能存在的各种干扰。在我们的分析中，我们假设一个标准的麦克斯韦速度分布在银河系。我们发现，相比弹性的情况下，非弹性散射部分缓解，但不消除现有的DAMA效应和其他实验的零结果的约束之间的紧张局势。这样的张力是非常大的，在所有的参数空间中，除了一个小区域的WIMP质量$m_χ\simeq$ 10 GeV和质量分裂$δ\gtrsim$ 20 keV，在那里它是部分，但不完全缓解。在这样的区域中，氟目标的边界以运动学的方式被规避，因为触发氟上散射所需的最小WIMP入射速度超过了银河系中的最大WIMP速度，或者非常接近于它。因此，我们还发现DAMA和其他结果之间的剩余张力与弹性情况相比对天体物理参数更敏感。我们发现，具有最小张力的配置可以在一些DAMA箱中产生足够的年度调制，符合其他实验的约束，但随后的调制谱的形状与测量的相比过于陡峭。对于这样的配置，最近的COSINE-100的约束是逃避在一个自然的方式，由于其大的预期调制分数。
2019-05-31 hep-ph
Effect of realistic astrophysical inputs on the phase and shape of the WIMP annual modulation signal
地球绕太阳的轨道对WIMP的直接探测率产生年度调制。如果局部WIMP速度分布是各向同性的，则调制大致是正弦的，在六月达到最大值，然而如果速度分布是各向异性的，则信号的相位和形状可以改变。出于相互矛盾的索赔的不确定性在当地的速度分布上的DAMA年度调制信号的解释（和调制的形式可以用来探测银河系晕的结构的可能性）的影响，我们研究了依赖于各种天体物理输入的年度调制。我们首先检查近似用于地球的运动有关的太阳和太阳的速度相对于银河系静止框架。我们发现，过于简单的假设导致误差高达10天的相位和高达百分之几十的信号的形状，即使速度分布是各向同性的。至关重要的是，如果忽略垂直于太阳运动的地球速度分量，那么各向异性速度分布发生的相位变化就会被忽略。然后，我们研究如何每年调制信号变化的物理和观测动机良好的速度分布。我们发现，信号的相位变化长达20天，平均值和幅度变化高达百分之几十。
2004-02-11 astro-ph hep-ph
Halo-independent tests of dark matter annual modulation signals
我推导出新的晕独立的下界产品的暗物质-核子散射截面和本地暗物质密度是有效的暗物质直接检测信号的年度调制。它们是通过利用晕独立的边界的基础上，在以前的作品中推导出的地球的速度的扩展率。结合天体物理测量的本地能量密度，观察到的年度调制意味着一个下限的截面是独立的速度分布，必须满足任何粒子物理模型。为了说明的权力的界限，我们将它们应用到DAMA/LIBRA数据，并获得相当强的结果相比，标准的晕模型的预测。我们还扩展了多目标检测器的情况下的界限。
2015-09-02 hep-ph
