First results on low-mass dark matter from the CRESST-III experiment
位于意大利Gran Sasso的CRESST实验通过目标物质中的原子核弹性散射来寻找暗物质粒子。CRESST靶由结晶CaWO $_4$晶体组成，其在毫开尔文温度下作为低温量热计操作。CaWO $_4$靶晶体中的每个相互作用产生声子信号和光信号，其由第二低温量热计测量。自2015年CRESST-II结果以来，该实验正在引领直接暗物质搜索质量低于1.7\，GeV/ $c^2$的暗物质领域，将直接搜索的范围扩展到亚GeV/ $c^2$质量区域。对于CRESST-III，其第一阶段于2016年7月开始，探测器已经过优化，以达到以前所未有的灵敏度进一步探测低质量区域所需的性能。在这篇文章中，我们将讨论CRESST-III探测器的成就以及第一阶段的初步结果和前景。
2017-11-21 astro-ph.CO astro-ph.IM
First results from the CRESST-III low-mass dark matter program
CRESST实验是一个直接的暗物质搜索，其目的是测量潜在的暗物质粒子在地球上的探测器的相互作用。在目前的CRESST-III阶段，我们专注于低能量阈值，以提高对光暗物质粒子的灵敏度。在这篇手稿中，我们描述了在CRESST-III（05/2016-02/2018）的第一次运行中运行的一个探测器的分析，实现了30.1eV的核反冲阈值。该结果是用23.6 g CaWO $_4$晶体在Cratori Nazionali del Gran Sasso（LNGS）的CRESST装置中作为低温蒸发量热计操作获得的。初级声子/热信号和同时发射的闪烁光（其在单独的蓝宝石上硅光吸收体中被吸收）都用在~ 15 mK下操作的高灵敏度过渡边缘传感器测量。这些传感器与我们目标中存在的轻元素氧的独特组合产生对低至160 MeV/c $^2$的暗物质粒子质量的灵敏度。
2019-03-31 astro-ph.CO astro-ph.IM
The CRESST II Dark Matter Search
本文简要讨论了低温探测器直接探测暗物质的可能性，特别提到了反冲核的识别。CREEST II暗物质搜索的初步结果，与730公斤天的数据，提出。指出了识别和处理这些问题的主要背景和方法。
2012-03-30 astro-ph.CO astro-ph.IM
The CRESST Dark Matter Search - Status and Perspectives
在过去的几年里，无论是从理论还是实验上，对暗物质粒子的研究都扩展到了低质量区域。我们讨论了2013年使用单探测器TUM 40获得的数据的结果。该探测器配备了一个新的升级保持方案，以有效地否决由表面α衰变引起的背景。这一否决，0.6 keV的低阈值和CaWO $_4$靶晶体前所未有的背景水平使TUM 40成为CRESST-II第2阶段（2013年7月至2015年8月）中整体性能最好的探测器。低阈值分析允许研究轻暗物质粒子（<3GeV/c $^2$），以前无法进行其他直接检测实验。
2015-09-30 astro-ph.CO physics.ins-det
Results on sub-GeV Dark Matter from a 10 eV Threshold CRESST-III Silicon Detector
本研究利用CRESST-III硅探测器，以10 eV阈值和创纪录的低能量分辨率，将亚GeV暗物质的自旋无关相互作用截面限制提高了最多20倍，并排除了噪声和表面污染作为低能过剩的主要来源。
2023-06-23 astro-ph.CO
Extending the CRESST-II commissioning run limits to lower masses
受最近对质量为~O（10 GeV）的轻WIMP的兴趣的启发，提出了CRESST-II调试运行（2007年）产生的弹性、自旋无关的WIMP-核子截面极限的扩展。以前，这些数据被用来设置横截面限制从1000 GeV下降到~17 GeV，使用钨反冲，在47.9千克-天的暴露钨酸钙。在这里，氧和钙带与调试运行数据集的接受区域的重叠使用先前公布的淬灭因子重建。由此产生的弹性WIMP截面的限制，占额外的暴露的氧和钙，提出了下降到5 GeV。
2012-01-23 astro-ph.CO hep-ph
Toward A Consistent Picture For CRESST, CoGeNT and DAMA
三个暗物质直接探测实验（DAMA/LIBRA，CoGeNT和CRESST-II）都报告了与已知背景不一致的信号，但类似于暗物质粒子的预测，其质量约为$\sim$ 10 GeV，与核子的弹性散射截面为$\sim$ $10^{-41}$- $10^{-40}$ cm $^2$。在这篇文章中，我们比较了这些实验的信号，并讨论了它们是否可以用单一种类的暗物质粒子来解释，而不与其他实验的约束相冲突。我们发现，CoGeNT和CRESST-II报告的事件的频谱是相互一致的，并与CDMS-II的约束，虽然仍然存在一些紧张局势与氙为基础的实验。类似地，DAMA/LIBRA和CoGeNT报告的调制信号似乎是兼容的，尽管观察到的调制的相应幅度至少比基于CoGeNT和CRESST-II报告的事件谱的天真预期高出几倍。如果在暗物质的局部分布中存在潮汐流或其他非麦克斯韦结构，这种明显的差异可能会得到解决。
2011-10-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Direct Dark Matter Search with the CRESST II Experiment
对暗物质的粒子性质的探索是现代物理学的一个大问题。暗物质的一个很好的候选者是所谓的WIMP --一种弱相互作用的大质量粒子。最近，几个理论上动机良好的模型与暗物质候选人在一个低于WIMP质量尺度的质量区域也获得了很多的兴趣，理论和实验。位于意大利格兰萨索实验室的CRESST II实验是为了探测这些低质量暗物质粒子与普通物质的弹性散射而优化的。我们展示了用改进的检测器设置获得的结果，该检测器设置具有增加的无线电纯度和增强的背景抑制，并且用单个常规检测器模块的专用低阈值分析获得的结果。达到的限制是最严格的限制实现直接暗物质实验中的质量区域低于1.8 GeV/ $c^{2}$。我们将讨论在下一个数据采集阶段使用的新的小型CRESST型探测器的预期性能。最后，我们展望了未来的潜力，直接暗物质检测使用进一步改进的CRESST CaWO $_{4}$低温探测器。
2016-11-07 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Limits on momentum-dependent asymmetric dark matter with CRESST-II
在直接暗物质搜索中，通常的假设是只考虑暗物质粒子的自旋相关或自旋无关散射。然而，特别是在轻暗物质粒子$\mathcal{O}(\mathrm{GeV/c^2})$的模型中，携带额外的动力传递$q^2$的运营商可以成为主导。一个这样的模型的基础上不对称的暗物质已被调用，以克服日震学的差异和指示被发现的粒子与首选质量为3 $\mathrm{GeV/c^2}$和横截面的$10^{-37} \mathrm{cm^2}$。CRESST-II实验使用基于$\mathrm{CaWO_4}$的低温探测器来搜索由暗物质粒子引起的核反冲，该实验的最新数据被用来约束这些动量依赖模型。所使用的探测器的核反冲的低能量阈值为307 eV，允许我们排除上述建议的最佳拟合值。
2016-07-19 astro-ph.CO astro-ph.IM
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
A likelihood framework for cryogenic scintillating calorimeters used in the CRESST dark matter search
本研究提出一种针对低温闪烁量能器的似然框架，可在声子与闪烁光能量二维平面建模本底及暗物质信号，首次在CRESST实验中用单一框架一步提取暗物质结果，支持多探测器数据整合且可扩展至其他相关实验。
2024-09-16 astro-ph.CO astro-ph.IM
Results on light dark matter particles with a low-threshold CRESST-II detector
CRESST-II实验使用低温探测器来搜索由暗物质粒子在CaWO $_4$晶体中的弹性散射引起的核反冲事件。鉴于我们的探测器的低能量阈值与轻靶核相结合，低质量的暗物质粒子可以高灵敏度探测。在这封信中，我们提出了一个单一的探测器模块对应于52公斤活日的数据的结果。进行盲分析。与307 eV的核反冲的能量阈值，我们大大提高了光暗物质的灵敏度。因此，我们将直接暗物质实验的范围扩展到子区域，并证明能量阈值是寻找低质量暗物质粒子的关键参数。
2016-02-12 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Probing low WIMP masses with the next generation of CRESST detector
本文件的目的是描述在LNGS的CRESST暗物质搜索的升级。所提出的策略将允许探索一个区域的参数空间的自旋无关的WIMP核子弹性散射对应的WIMP质量低于10 GeV/c $^\text{2}$，这还没有被其他实验所覆盖。这些结果可以实现只有在阈值和背景方面的出色的检测器性能。这个提议展示了CRESST如何能够满足这些性能要求，为暗物质之谜增加了一条独特的信息。这一计划的结果将在低质量WIMP探测中确立一个新的最先进的水平，为理解暗物质场景开辟新的视角。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
The Poker Face of Inelastic Dark Matter: Prospects at Upcoming Direct Detection Experiments
的XENON100和CRESST实验将直接测试非弹性暗物质的DAMA的8.9？西格马异常本文讨论了直接探测实验的预测如何依赖于淬火因子测量的不确定性，暗物质与标准模型的相互作用和晕速度分布。当考虑到这些不确定性时，CRESST和XENON100的预期事件数量会出现一个数量级的变化。
2010-08-13 astro-ph.CO hep-ph
The CRESST experiment: towards the next-generation of sub-GeV direct dark matter detection
本文介绍了CRESST实验的升级计划，通过部署约100个不同质量的探测器，提升对亚GeV暗物质自旋无关散射的探测灵敏度，并探讨缓解低能背景的策略与未来十年路线图。
2025-05-02 astro-ph.CO physics.ins-det
Latest observations on the low energy excess in CRESST-III
CRESST-III实验通过运行不同设计的探测器模块，对低能过剩事件的时间、能量和温度依赖性进行比较，排除了暗物质、放射性本底及晶体体材料内在来源作为主要贡献。
2022-10-26 astro-ph.CO
Description of CRESST-III Data
在CRESST-III中，10个针对低能量阈值优化的低温探测器模块运行了近两年（2016年5月至2018年2月）。与本文件一起，我们公布了性能最好的探测器模块的数据，该模块的核反冲阈值为30.1eV。有了这个数据集，我们能够设置限制的横截面的自旋相关和自旋无关的弹性散射的暗物质粒子的核在暗物质质量下降到160 MeV/c $^2$。我们公布的能量的所有事件后，数据的选择，以及所有事件的接受范围内的暗物质搜索。在本文中，我们将介绍如何使用这些数据集。
2020-04-06 astro-ph.CO astro-ph.IM
Description of CRESST-II and CRESST-III pulse shape data
本文描述了CRESST实验中68个低温探测器2013-2019年的标注数据，用于训练二分类器进行数据清洗，并说明了模型应用方法，数据和模型已公开。
2025-08-05 astro-ph.CO physics.ins-det
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
Results on low mass WIMPs using an upgraded CRESST-II detector
CRESST-II低温暗物质搜索旨在通过CaWO $_4$晶体中原子核的弹性散射检测WIMP。我们提出了一个单一的升级检测器模块的低阈值分析的结果。该模块有效地否决了探测器内表面上由$α$ -衰变引起的低能背景。在2013年收集到\unit [29.35]{kg live days}的暴露量后，我们对自旋无关的WIMP-核子散射设定了一个极限，该极限探测了低于\unit [3]{GeV/c $^2$ }的WIMP质量的参数空间的一个新区域，这在以前的直接探测搜索中是没有涵盖的。先前CRESST-II第1阶段（2009年至2011年）讨论的可能超出背景的情况尚未得到证实。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Description of CRESST-III lithium aluminate data
本研究介绍CRESST-III实验中2021年2-6月运行的铝酸锂靶探测器数据，该数据给出了0.25-1.5 GeV/c²质量区间暗物质与核子自旋相关作用的最强截面上限，并说明数据复现实验结果的方法。
2025-09-02 astro-ph.CO hep-ex physics.ins-det
A systematic halo-independent analysis of direct detection data within the framework of Inelastic Dark Matter
本文在非弹性暗物质（IDM）的框架内，对现有的弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接探测数据进行了系统的与晕无关的分析。我们表明，当我们的银河系的晕中的WIMP速度分布上的最小数量的假设，有可能找到的WIMP质量和IDM质量分裂的值之间的兼容性，目前的约束和任何三个实验声称看到DAMA，CDMS-Si和CRESST之间的WIMP过剩可以实现。
2014-08-26 astro-ph.CO
Isospin conserving Dark Matter with isospin dependent interaction, and reconciliation of contrasting results from direct Dark Matter experiments
探讨了一个简单的暗物质（DM）模型，该模型与两个具有不同耦合强度的核子耦合而不违反同位旋守恒，作为保持实验数据分析尽可能独立于模型的重要性的一个例子。最近CRESST事件过剩和当前XENON100自旋无关（SI）排除之间的明显对比被证明是简单地不假设DM与两个核子的耦合是相等的。
2011-10-20 astro-ph.CO hep-ex
A detector module with highly efficient surface-alpha event rejection operated in CRESST-II Phase 2
低温暗物质实验CRESST-II旨在通过弹性散射直接探测CaWO $_4$晶体中的核。我们提出了一种新的，高度改进的，检测器设计安装在当前运行的CRESST-II第2阶段，具有有效的主动抑制表面α背景。用CaWO $_4$棒代替金属夹持靶晶体，可实现内表面全光滑的探测器外壳。所提出的探测器（TUM40）提供了一个很好的阈值${\sim}\,0.60\,$ keV和$σ\,{\approx}\,0.090$ keV的分辨率（在2.60 $\,$ keV）。随着背景能级的显著降低，TUM40对自旋无关的WIMP-核子散射截面设置了严格的限制，并探测了WIMP质量低于3 $\,$ GeV/c $^2$的参数空间的新区域。在本文中，我们详细讨论了新的探测器设计和表面α事件拒绝。
2016-01-25 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Composite CaWO4 Detectors for the CRESST-II Experiment
CRESST-II，代表低温罕见事件搜索与超导温度计第二阶段，是一个实验寻找暗物质。在意大利Gran Sasso的LNGS设施中，操作低温检测器装置以通过原子核的弹性散射来检测WIMP，从而产生声子晶格激发和闪烁光。实验中使用的温度计由蒸发到CaWO 4吸收晶体上的钨薄膜结构组成。蒸发的过程导致闪烁光输出的减少。这一点，加上需要一个大规模的检测器生产即将到来的EURECA实验导致研究生产温度计的较小的晶体，这是粘在吸收晶体。在我们的Run 31中，我们首次在Gran Sasso设置中测试了复合探测器。它们似乎如所希望的那样产生更高的光产额，并且可以为低光产额钳事件提供额外的基于时间的辨别机制。
2009-12-01 astro-ph.CO astro-ph.IM
Exothermic Dark Matter
我们提出了一种新的机制，暗物质来解释在DAMA/LIBRA观测到的年度调制信号，避免了现有的限制，从每一个其他暗物质直接检测实验，包括CRESST，CDMS，和XENON 10。暗物质至少由两种质量约为几个GeV，分裂约为5 keV的光态组成。较重的态在宇宙学上是长寿命的，并且构成暗物质的O（1）部分，这是很自然的。直接探测率由放热反应决定，在放热反应中，激发的暗物质状态从原子核向下散射，变成较低的能量状态。与（吸热的）非弹性暗物质相反，放热的暗物质最敏感的实验是那些轻核和低阈值能量的实验。有趣的是，这个模型也可以自然地解释在CoGeNT观测到的低能事件。对模型的唯一重要约束来自DAMA/LIBRA未调制光谱，但它可以在不久的将来通过CDMS-Si的低阈值分析和可能的其他实验（包括CRESST，COUPP和XENON 100）进行测试。
2010-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Energy-Dependent Light Quenching in CaWO$_4$ Crystals at mK Temperatures
闪烁的CaWO $_4$单晶是一种很有前途的多元素稀有事件搜索目标，目前用于直接暗物质实验CRESST（超导温度计低温稀有事件搜索）。在CaWO $_4$中不同颗粒相互作用的相对光输出通过猝灭因子（QF）来量化。这些是必不可少的一个积极的背景歧视和识别可能的信号引起的弱相互作用的大质量粒子（WIMPs）。我们首次用快中子束辐照低温探测器，在mK温度下精确测量了O、Ca和W的QFs。一个明确的能量依赖性的QF的O和，不太明显，钙观察到的第一次。此外，CRESST中子刻度数据还发现不同CaWO $_4$单晶的QF值存在差异，典型CRESST探测器在感兴趣区（10-40 keV）的QF值分别为$QF_O^{ROI}=(11.2{\pm}0.5)\,$ %、$QF_{Ca}^{ROI}=(5.94{\pm}0.49)\,$ %和$QF_W^{ROI}=(1.72{\pm}0.21)\,$ %。最新的CRESST数据（运行32）进行重新分析，使用这些基本上新的结果在CaWO $_4$光淬灭有中度影响的WIMP分析。强调了它们对未来CRESST运行和澄清以前发表的直接暗物质实验结果的相关性。
2016-01-25 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Prospects for Dark Matter signal discovery and model selection via timing information in a low-threshold experiment
近年来，许多低阈值暗物质（DM）直接探测实验都报道了在低能下观测到无法解释的过量事件。例如，CRESST实验已经探测到能量低于约200 eV的未识别事件-这一结果阻碍了探测器在寻找GeV级DM时的性能。在这项工作中，我们测试的影响核反冲定时信息的DM信号发现和模型选择的潜在的低阈值实验的存在下，一个身份不明的背景类似于这个人口的低能量事件的限制。在CRESST合作探索的不同目标中，我们重点关注Al 2 O3，因为蓝宝石探测器显示出达到低至19.7 eV的能量阈值[1]。我们测试的能力的低阈值实验发现一个信号以上的给定的背景，或拒绝自旋无关（SI）的相互作用有利于磁偶极子（MD）耦合的p值。我们执行p值计算：1）考虑时间信息; 2）假设后者不可用。通过比较这两种方法，我们发现，在我们的假设下，定时信息有一个边际影响的潜力DM信号发现，而提供了更显着的结果之间的选择所考虑的两个模型。对于这里探索的模型参数，我们发现，拒绝SI相互作用有利于MD耦合的p值约为0.11时，实验暴露量为460克x年和更小（约0.06），如果时间信息可用。关于时间信息的作用的结论对于1千克x年的大接触量在质量上保持不变。同时，我们的研究结果表明，90%的C. L.拒绝SI相互作用而支持MD偶联是CRESST实验升级的结果[2]。
2021-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Direct detection experiments explained with mirror dark matter
最近，CDMS/Si实验在他们的暗物质搜索中观察到低能量过剩事件。根据这一新的结果，我们更新了方向探测实验的镜像暗物质解释。我们发现DAMA、CoGeNT、CRESST-Ⅱ和CDMS/Si数据都可以用晕$\sim Fe'$相互作用同时解释，只要$v_{rot} \approx 200$ km/s.其他参数空间也是可能的。即将进行的实验，包括CDMSlite，CDEX，COUPP，LUX，C-4，.在不久的将来，应该能够进一步仔细研究镜像暗物质和密切相关的隐藏部门模型。
2013-12-26 astro-ph.CO hep-ph
Implications of mirror dark matter kinetic mixing for CMB anisotropies
镜像暗物质是一种耗散的、自相互作用的多粒子暗物质候选者，它可以解释DAMA、CoGeNT和CRESST-II直接探测实验。这种解释需要强度为$ε\sim 10^{-9}$的光子-镜光子动力学混合。具有这种动力学混合的镜像暗物质可能会在CMB各向异性谱上留下独特的特征。我们发现，动力学混合对CMB各向异性的最重要的影响是第三和更高的奇峰的高度的抑制。如果是$ε\stackrel{>}{\sim} 10^{-9}$，那么普朗克飞行任务在不久的将来就可以观测到这一特征。
2013-01-29 astro-ph.CO hep-ph
A comprehensive analysis of the dark matter direct detection experiments in the mirror dark matter framework
镜像暗物质提供了一个框架来解释现有的暗物质直接探测实验。在这里，我们面对这个理论与最新的实验数据，注意各种已知的系统的不确定性，在淬火因子，探测器分辨率，银河系的旋转速度和速度色散。我们进行了详细的分析DAMA和CoGeNT实验假设一个可以忽略不计的通道分数，并发现数据可以完全解释内的镜像暗物质的框架。我们还表明，镜像暗物质候选人可以解释最近的数据从CDMS/Ge，EdelweissII和CRESSTII实验，我们指出的方法，在不久的将来，该理论可以进一步测试。
2010-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Chasing a consistent picture for dark matter direct searches
在本文中，我们评估的现状暗物质直接搜索的贝叶斯统计。考虑了自旋无关的暗物质与原子核相互作用的三种粒子物理模型：弹性散射、非弹性散射和同位旋破坏散射。我们将简要介绍这三种模型的最新技术水平，边缘化实验系统学和天体物理学的不确定性。无论是什么情况，XENON100似乎挑战了DAMA，CoGeNT和CRESST的检测区域。本研究的第一个目的是严格量化XENON100数据和组合检测集（DAMA，CoGeNT和CRESST）之间不一致的显著性，基于贝叶斯证据进行两次统计检验。我们发现，XENON100和组合集是不一致的，至少在2西格玛水平在所有的情况下，但非弹性散射，其中的分歧下降到1西格玛水平。其次，我们只考虑组合集，并使用贝叶斯模型比较来寻找最好的粒子物理模型。弹性散射和同位旋破坏散射之间的结果是不确定的，几率为2：1，而非弹性散射由于CoGeNT数据而不利，几率为1：32。在合理的先验假设下，我们的结果是稳健的。我们的结论是，简单的弹性散射仍然是最好的模型来解释检测区域，因为数据不支持额外的自由参数。因此，目前的直接搜索无法约束暗物质的粒子物理相互作用。一致性测试的结果意味着，要么需要更好地理解天体物理和实验的不确定性，要么暗物质理论模型与数据不一致。
2012-11-29 astro-ph.CO 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
Bayes and present dark matter direct search status
最近，在暗物质直接探测领域有一个巨大的活动，CoGeNT和CRESST的过量报告以及DAMA/Libra的年度调制信号和XENON 100的强排斥束缚。我们分析这些结果的框架内的贝叶斯推断和证据。事实上，贝叶斯方法非常适合边缘化实验系统学和背景。我们给出了核上自旋无关相互作用的结果，特别注意低暗物质质量区域和实验之间的兼容性。在同一静脉，我们也调查的影响天体物理的不确定性的WIMP首选参数空间内的类各向同性暗物质速度分布。
2011-10-03 astro-ph.CO hep-ph
Mirror dark matter cosmology - predictions for $N_{eff} [CMB]$ and $N_{eff} [BBN]$
镜像暗物质通过光子-镜像光子动力学混合与普通物质相互作用可以解释DAMA、CoGeNT和CRESSTII直接探测实验。该解释需要强度$ε\sim 10^{-9}$的动力学混合。这种动力学混合将对早期宇宙宇宙学产生重要影响。我们计算了复合时的附加相对论能量密度，$δN_{eff} [CMB]$。我们还计算了大爆炸核合成的影响，$δN_{eff} [BBN]$。如果$ε\approx few \times 10^{-9}$，则$δN_{eff} [CMB]$和$δN_{eff} [BBN]$都是非零和正的当前提示可以容纳在该框架内。在不久的将来，来自普朗克任务的测量将证实这些暗示或限制$ε\stackrel{<}{\sim} 10^{-9}$。
2012-04-17 astro-ph.CO hep-ph
Light dark matter in the singlet-extended MSSM
我们讨论的可能性轻暗物质在一般单态扩展的MSSM。质量为几个GeV的Singlino LSP可以解释CRESST，CoGeNT和DAMA实验报告的信号。单线态和原子核之间的相互作用是由标量介导的，标量的性质与SM希格斯粒子的性质一致，但有两个关键的区别：标量的质量为几个GeV，其相互作用强度被一个普遍的因子所抑制。我们表明，这样的标量可以与目前的实验约束，并在早期宇宙中的单斜湮没成这样的标量可以自然地导致一个遗迹丰度与观测到的冷暗物质的密度一致。
2010-10-04 astro-ph.CO hep-ph
Compatibility of DAMA/LIBRA dark matter detection with other searches in light of new Galactic rotation velocity measurements
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA的年调制数据，这可能被解释为弱相互作用暗物质（WIMPs）的存在，在我们的星系晕的信号，重新检查的本地速度相对于星系晕的新测量。在太阳附近，银盘的速度估计为250 km/s，而不是220 km/s。我们的分析是进行与不包括沟道效应。DAMA数据的最佳拟合区域显示为移动到稍低的WIMP质量。DAMA数据与其他实验（CDMS，XENON 10和CRESST I）的零结果的兼容性进行了研究，给出了这些新的速度。7-8 GeV WIMP质量的自旋无关（弹性）散射的一个小区域保持在3 $σ$。质子的自旋相关散射对于5-15 GeV的WIMP质量的直接探测实验是可行的（但其他人认为由于在太阳中的湮灭而受到超级神冈的进一步限制）。
2009-09-11 astro-ph.CO
Abelian dark matter models for 511 keV gamma rays and direct detection
我们构建了一个简单的亚稳态暗物质U（1）隐藏扇形模型，该模型可以通过暗物质的非弹性散射及其衰变来解释INTEGRAL观察到的来自银河系中心的过量511 keV伽马射线。虽然该模型是高度约束，它自然容纳暗物质的质量和截面的范围内建议的CoGeNT和CRESST实验。介导与标准模型物质相互作用的暗规范玻色子具有数百MeV的质量，并且可能通过包括APEX，MAMI和HPS的重光子探测实验发现。
2012-07-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraints on Dark Matter with a moderately large and velocity-dependent DM-nucleon cross-section
我们使用XQC，DAMIC和CRESST 2017 Surface Run实验，推导出10 MeV - 100 GeV质量范围内暗物质可能的速度相关DM核子散射截面的约束条件。我们报告的限制横截面的形式$σ=σ_0\,v^n$，速度依赖范围与$n\in\{-4,-2,-1,0,1,2\}$。我们指出，需要测量的效率与核反冲能在子千电子伏范围热化，而不是存储在半导体晶格中的弗伦克尔对。在$\sim$ 0.2 - 2 GeV范围内的质量极限中，可能存在显著的低效率，这留下了一个相当大的“漏洞”，当测量热化效率时，XQC和CRESST可能会填补这个漏洞。我们提请注意传统的下限截面和“上限截面”之间的不对称性，该“上限”是由覆盖层中的衰减所施加的-一个非常尖锐但对实验的统计数据相当不敏感的上限。考虑到最近的兴趣，使用暗物质重子相互作用速度依赖$n=-4$来解释边缘21厘米异常，我们还导出了限制的毫荷电DM散射质子和电子下的库仑相互作用。我们发现，很多但不是所有的区域的边缘异常的兴趣可以被排除在外。
2018-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Atoms: Asymmetry and Direct Detection
我们提出了一个简单的原子暗物质（aDM）的紫外完成，其中重右手中微子衰变诱导暗和轻子数密度。这个模型解决了几个突出的宇宙学问题：物质/反物质不对称性，暗物质丰度，早期宇宙中光自由度的数量，以及小尺度结构的平滑。此外，这种aDM的实现可以使CoGeNT过量与最近公布的空结果相一致，并预测CRESST氧带中的信号。我们还发现，由于未屏蔽的长程相互作用，剩余的未重组的暗离子沉降到一个弥漫的等温晕。
2011-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Light Magnetic Dark Matter in Direct Detection Searches
我们研究了携带磁偶极矩的费米暗物质粒子，并分析了它对直接探测实验的影响。特别是，我们表明，它可以容纳DAMA，CoGeNT和CRESST的实验结果。假设保守的界限，这个候选人不排除由CDMS，氙和PICASSO实验。我们提供了一个分析的理解如何远程相互作用修改实验允许的区域，在横截面与暗物质质量参数空间，相对于通常假设的接触相互作用。最后，在对称的暗物质扇区的背景下，我们确定了相关的热遗迹密度，并进一步提供了间接搜索和对撞机施加的相关约束。
2012-07-13 astro-ph.CO hep-ph
Indirect Probes of Dark Matter and Globular Cluster Properties From Dark Matter Annihilation within the Coolest White Dwarfs
白矮星（WD）在其宿主晕内的轨道上捕获暗物质（DM）。这些被捕获的粒子可能随后湮灭，加热恒星核心并阻止WD冷却。与主序星相比，WD的势阱更深，核心温度更低。因此，DM蒸发是不太重要的WD和DM与质量$M_χ \gtrsim 100\, \kev$和湮灭截面的数量级低于典型的热截面（$\sigmav \gtrsim 10^{-46}\, \cm^3$ /s）可以显着改变WD冷却在特定的天体物理环境。我们考虑球状星团（GC）和矮星系中的WD。如果DM粒子的参数是已知的，那么GC中最冷的WD的温度可以用来限制星系团晕的DM密度（如果推断的密度是周围银河系的密度，甚至可能排除晕的存在）。最近，几个直接检测实验已经看到的信号，其起源可能是由于低质量DM。在本文中，我们表明，如果CRESST，DAMA，CDMS-Si和CoGeNT的这些主张可以解释为DM，那么NGC 6397的观测将该星团中DM的分数限制为$f_{\mathrm{DM}} \lesssim 10^{-3}$。这将是对现有3个数量级的限制的改进，并明确排除了该集群的显著DM光环。
2015-05-19 astro-ph.CO
In-situ study of light production and transport in phonon/light detector modules for dark matter search
CRESST实验（用超导温度计进行低温稀有事件搜索）通过膨胀晶体中弹性散射过程的声子和光信号来搜索暗物质。可能的暗物质信号和背景之间的区别是基于光产额。我们提出了一种新的方法来评估声子/光探测器模块的两个特性，确定有多少沉积的能量被转换为闪烁光，以及模块如何有效地检测所产生的光。与以前的方法与专用的设置，我们开发了一种方法，使我们能够使用的数据与低温设置，在暗物质搜索阶段。通过这种方式，我们解释了检测器模块中发生的整个过程，并获得了晶体发光的信息以及模块性能（光传输和检测）的信息。我们发现，在CRESST-II阶段1中操作的探测器，约20%的产生的闪烁光被检测到。一部分光可能通过在结晶中产生亚稳态激发而被吸收。未检测到的光不会被完全吸收，因为附加的光检测器可以帮助增加检测到的光的分数。
2017-02-20 astro-ph.CO astro-ph.IM physics.ins-det
Isospin-Violating Dark Matter
假设暗物质的自旋无关耦合对于质子和中子是相同的，通常比较暗物质从核散射的能量。这种假设既不是无害的，也不是动机良好的。我们认为违反同位旋暗物质（IVDM）与一个额外的参数，中子质子耦合的比率，并包括每个探测器的同位素分布。对于耦合比的单一选择，DAMA和CoGeNT信号彼此一致，并且与当前的XENON约束一致，并且它们明确地预测XENON和CRESST的近期信号。我们提供了一个夸克级实现的IVDM作为WIMP无暗物质，是符合所有的对撞机和低能量的界限。
2011-10-16 astro-ph.CO hep-ex 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
The Past and Future of Light Dark Matter Direct Detection
我们回顾了直接寻找光暗物质的现状和未来。我们首先回答这个问题：“光暗物质异常发生了什么？”即CoGeNT、CRESST-II、CDMS-Si和DAMA/LIBRA实验观察到的潜在暗物质信号的命运。我们将讨论如何在这些实验的前两个过剩的事件已被解释为以前低估的背景。对于DAMA，我们总结了其事件率中报告的年度调制的世俗解释的进展和未来。关于直接探测的未来，我们集中在太阳中微子的不可约背景。我们广泛地解释了它将如何影响未来的搜索，并总结了减轻其影响的努力。
2015-06-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Implications on Inelastic Dark Matter from 100 Live Days of XENON100 Data
氙100实验最近完成了一个暗物质运行与100.9活天的数据，从2010年1月至6月。事件在一个48公斤的基准体积在8.4和44.6 keVnr之间的能量范围进行了分析。在预定义的信号区域中总共发现了三个事件，与背景预测的（1.8 \pm 0.6）事件一致。在此基础上，我们提出了非弹性暗物质的WIMP-核子截面的极限。与目前的数据，我们能够排除所观察到的DAMA/LIBRA调制的解释是由于非弹性暗物质散射碘在90%的置信水平。
2011-09-09 astro-ph.CO
Halo independent comparison of direct dark matter detection data
我们扩展了Fox，Liu和Weiner的Halo-independent方法，以包括具有任意能量依赖性的能量分辨率和效率，使其更适合于实验来展示他们的结果。然后，我们比较测量和上限的直接检测低质量（$\sim10$ GeV）弱相互作用的大质量粒子与自旋无关的相互作用，包括上限的年度调制幅度从CDMS合作。我们发现，同位旋对称的耦合受到严格的限制，无论是由XENON 100和CDMS的界限，和同位旋违反耦合仍然是可能的，在最低的能量，而较高的能量CoGeNT箱与CDMS调制约束的张力仍然存在。我们发现CRESST II信号与DAMA和CoGeNT的调制信号不兼容。
2012-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Exploring light mediators with low-threshold direct detection experiments
我们探讨了未来低温直接探测实验的潜力，以确定传递暗物质和原子核之间相互作用的介质的性质。由于它们的低阈值和大曝光量，像CRESST-III，SuperCDMS SNOLAB和EDELWEISS-III这样的实验将有很好的能力在MeV范围内为一大类模型重建介质质量。结合来自几个实验的信息进一步改进了参数重建，即使在考虑与背景不确定性和暗物质速度分布相关的附加干扰参数时。这些观测结果可能会提供有趣的可能性，研究暗物质的自我相互作用与直接检测实验。
2017-11-17 astro-ph.CO hep-ex 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
Dark matter self-interactions from a general spin-0 mediator
暗物质粒子通过交换非常轻的自旋为0的介质进行相互作用，可以具有很大的自相互作用速率，并从热冻结中获得它们的残余丰度。与此同时，这些模型面临着来自暗物质的直接和间接探测的强约束，以及对介质性质的一些限制。我们调查这些约束是否可以与天体物理系统中的暗物质自相互作用的可观测效应相一致。对于纯标量耦合的调解人的情况下，我们指出了高度相关的影响，低阈值直接检测实验，如CRESST-II，这基本上排除了最简单的实现这个模型。这些约束可以显着放松，如果调解人有CP违反耦合，但模型面临着强大的约束CMB测量，这只能在参数空间的特殊区域中避免。
2017-12-22 astro-ph.CO hep-ph
Dark biportals at direct detection
我们提出了一个双门简化的暗物质模型的低阈值，高分辨率的直接检测实验的约束能力的研究。在我们这里考虑的场景中，暗物质和标准模型粒子通过两个暗矢量介质$-$相互作用，一个轻，一个重，相对于实验中的动量转移。在散射振幅水平上的干涉效应可以导致差分反冲光谱中的新的显著形状特征，这最好通过高分辨率、低阈值实验来利用。我们确定了我们的模型中的参数空间中的区域，这种影响是占主导地位的，并表明具有较大原子质量差异的复合靶实验是探索这些场景的理想选择。我们开发了一个配置文件的可能性方法来分析目前可用的和未来的数据。使用CRESST-III实验和预测未来的COSINUS实验的灵敏度公布的结果，我们约束在我们的模型中的参数空间，从而显示出这样的分析一类暗物质模型，表现出非标准的功能，在反冲光谱的潜力。
2022-09-05 astro-ph.CO 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
Triplet seesaw model: from inflation to asymmetric dark matter and leptogenesis
暗物质（DM）粒子的性质和机制，提供他们的测量遗迹丰度目前还不清楚。同样，暴胀子的性质也是未知的。我们研究了统一图像中的三重态跷跷板模型。在高能尺度下，我们考虑由标准模型和三重态希格斯场的混合驱动的希格斯暴胀，两者都与引力非最小耦合。在中、低能量下，我们研究了在暗区具有电荷不对称性的矢量费米子二重态DM候选体，这是由提供重子不对称性的相同机制产生的，即由标量三重态衰变引起的重子生成-通过-轻生成。同时，该模型通过II型跷跷板在振荡实验的范围内产生中微子质量。然后，我们应用贝叶斯统计推断模型参数引起所观察到的重子不对称性和DM密度，兼容与通货膨胀和DM直接检测的限制，更新CRESST-II过剩，新的XENON 100数据发布和KIMS排除限制。
2012-09-06 astro-ph.CO hep-ph
