DAMA and CoGeNT without astrophysical uncertainties
CoGeNT合作报告了前15个月数据中年度调制的证据。在这里，我们比较了这个信号的振幅和相位的调制所观察到的DAMA合作，假设两者都出现由于弹性散射暗物质（DM）。我们直接将CoGeNT信号映射到DAMA探测器，而不指定任何天体物理参数，并将其与DAMA测量的信号进行比较。我们还比较了来自CDMS II和XENON 10的约束。我们发现，DM的质量5-14 GeV，平等地耦合到质子和中子是强烈不利的。违反同位旋的DM票价更好，但需要提高调制分数。
2011-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Bracketing the impact of astrophysical uncertainties on local dark matter searches
太阳系内暗物质密度和速度分布的不确定性阻碍了对暗物质（DM）实验的理论解释。为了量化这些不确定性，我们提出了一个参数，其特征在于从标准的麦克斯韦-玻尔兹曼形式的真实速度分布的偏差，然后我们确定不同的值的这个参数的最积极的和最保守的限制上的暗物质散射截面与核的不确定性，在当地的暗物质密度可以占平凡。这使我们能够以一种独立于模型的方式，将天体物理学不确定性对直接探测实验和/或中微子望远镜极限的影响纳入其中。我们发现，目前的限制，假设标准晕模型是最多的一个因素$\sim 2$弱于最积极的可能的约束。此外，结合中微子望远镜和直接检测的限制（在统计上有意义的方式），我们表明，DM在质量范围$\sim 10 - 1000$ GeV的限制不能削弱超过10倍左右，所有可能的速度分布。最后，我们证明，我们的方法也可以采用DM发现的情况下，使我们能够避免偏见的DM属性的重建。
2018-12-13 astro-ph.CO hep-ph
Quantifying Astrophysical Uncertainties on Dark Matter Direct Detection Results
由于我们对星系中的暗物质相空间缺乏了解，我们试图估计自旋无关的暗物质-核子截面的约束的不确定性。我们先拟合暗物质的密度，然后再研究与这些拟合相兼容的Jeans方程的可能解，以了解我们在太阳半径处可能期望的速度色散。我们考虑到非麦克斯韦速度分布的可能性和一个黑暗的磁盘的可能存在。结合所有这些影响，我们仍然发现，在解释的直接检测实验的高（>100 GeV）质量的暗物质候选人的不确定性是小于一个数量级的截面。
2012-06-13 astro-ph.CO hep-ph
Information divergences to parametrize astrophysical uncertainties in dark matter direct detection
本文提出用多种信息散度刻画暗物质速度分布与中心分布的偏差，并通过星流叠加离散化，在给定距离内优化以界定散射截面限制。
2024-12-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Solar WIMPs Unraveled: Experiments, astrophysical uncertainties, and interactive Tools
在太阳中捕获的自湮灭暗物质中没有中微子通量，这严格限制了一些主要粒子暗物质的情况。需要考虑天体物理学不确定性对太阳中暗物质捕获过程的影响，因此也需要考虑中微子望远镜的限制。在这篇综述中，我们探讨了太阳WIMP搜索的相关不确定性，总结了领先的实验结果，并对即将到来的搜索和未来的实验进行了展望。我们已经创建了一个交互式绘图工具，允许用户查看当前的限制和不断变化的天体物理条件下的主要实验的预计灵敏度。
2015-09-28 astro-ph.HE 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
Uncertainties in Direct Dark Matter Detection in Light of Gaia's Escape Velocity Measurements
直接探测实验对自旋无关的暗物质-核子相互作用的截面设定了越来越严格的限制。在获得这样的限制，实验主要假设标准晕模型（SHM）的分布暗物质在我们的银河系。定义SHM需要三个天体物理参数：本地暗物质逃逸速度、本地暗物质密度和太阳绕星系中心的圆周速度。本文研究了这三个天体物理参数的不确定性对XENON 1 T排除极限的影响，使用公开可用的DDCalc程序。我们比较使用广泛假设的逃逸速度从RAVE调查和新计算的逃逸速度Monari $et$ $al.$使用盖亚数据的限制。我们的研究发现，天体物理的不确定性主要是在暗物质质量低于6 GeV的逃逸速度（独立于最佳拟合值）的不确定性，并可能导致在4 GeV的排斥极限近6个数量级的变化。在6 GeV以上的WIMP质量，不确定性成为主导的本地暗物质密度，导致不确定性的因素$\sim$ 10（3）在6（15）GeV的WIMP质量的排斥限制。此外，这项工作发现，更新的最佳拟合值的逃逸速度的基础上盖亚数据导致只有非常微小的变化的影响天体物理学的不确定性的XENON 1 T排除限制。
2019-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Astrophysical Uncertainties in Sub-GeV Dark Matter Detection via Single Phonon Excitations
University of Utah（犹他大学）
首次系统研究局部暗物质速度分布不确定性如何传播到暗物质-单声子散射的直接探测率，通过引入均方根匹配方法比较三种基准晕模型，发现模型内参数变化主导不确定性，并给出O(1%)到O(100%)的预测率偏差。
2026-06-02 hep-ph
Dark Matter vs. Neutrinos: The effect of astrophysical uncertainties and timing information on the neutrino floor
未来的多吨级直接探测实验将对太阳中微子引起的核反冲敏感，这些核反冲形成了光暗物质搜索的不可约背景。事实上，对于6 GeV左右的质量，中微子和暗物质的光谱是如此相似，以至于实验会遇到中微子底，对于中微子底，灵敏度只会随着暴露超过某个截面而略微增加。在这项工作中，我们表明，这个地板可以克服使用不同的年度调制预期从太阳中微子和暗物质。具体而言，对于中微子地板以下的截面，DM信号是通过相移和随时间变化的事件率的较小幅度可观察到的。这允许排除功率对于大曝光提高高达一个数量级。此外，我们证明了中微子地板存在于一个更广泛的质量范围比以前已经显示，因为大的不确定性，在暗物质速度分布，使信号光谱难以区分中微子背景。然而，对于大多数速度分布的中微子地板仍然可以超越使用定时信息，虽然某些速度流可能证明是有问题的。
2015-03-09 astro-ph.CO hep-ph
Confronting the Higgsino Interpretation of the LZ Event with Astrophysical Uncertainties and the Solar Capture Constraints
University of North Florida（北佛罗里达大学）
本研究检验天体物理不确定性能否缓解LZ事件的中性微子解释与太阳俘获中微子约束的冲突，发现即使考虑标准晕模型参数变化及模拟星系影响，仍无法调和，表明该解释面临严峻挑战。
2026-09-15 hep-ph
Resolving charm and bottom quark masses in precision Higgs boson analyses
魅夸克和底夸克的质量是精确计算希格斯玻色子可观测量的重要输入，例如它的部分宽度和分支分数。它们构成了理论不确定性的主要来源，需要根据未来的高精度测量更好地理解和减少。传统上，希格斯玻色子的观测值是根据$m_c$和$m_b$计算的，其值是通过对低能数据的多次提取进行平均而获得的。这种方法最终可能是不令人满意的，因为作为单个数字的$m_c$和$m_b$隐藏了在它们的提取中涉及的不确定性的各种来源，其中一些需要更仔细的估计，并且还隐藏了与诸如$α_s$的附加输入的相关性。为了更详细地理解$m_c$和$m_b$在精确希格斯玻色子分析中的不确定性，我们给出了一个用低能观测量计算希格斯玻色子观测量的方法，揭示了不确定性的具体来源，这对希格斯玻色子部分宽度的亚百分位计算提出了挑战.
2015-09-14 hep-ph
Information-theoretic astrophysical uncertainties in the effective theory of dark matter direct detection
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本文通过信息论方法量化暗物质直接探测中天体物理不确定性的影响，揭示速度分布特征对检测不同暗物质模型的关键作用。
2026-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Propagation of H and He cosmic ray isotopes in the Galaxy: astrophysical and nuclear uncertainties
对宇宙射线中的轻同位素的观测提供了关于宇宙射线在银河系中的起源和传播的宝贵信息。利用AMS-01实验在~0.2-1.5 GeV/核子范围内收集的数据，我们将1H，2 H，3 He和4 He的测量与星际传播和太阳调制的计算进行了比较。这些数据很好地描述了一个扩散再加速模型与参数相匹配的B/C比数据，表明他和较重的核，如C-N-O经历类似的传播历史。密切的比较内提供的B/C比数据的天体物理学的限制，并在生产截面数据中的错误所产生的核不确定性。预计AMS-02即将提供的数据将大大减少天体物理学的不确定性，因此核不确定性可能是对模型预测可靠性的最严重限制。另一方面，我们发现，次级到次级比，如2 H/3 He，6Li/7 Li或10 B/11B几乎不敏感的关键传播参数，可以代表一个有用的诊断测试的计算的一致性。
2012-10-27 astro-ph.HE hep-ph
Probing New Physics at Cosmic Dawn with 21-cm Cosmology
本文提出结合紫外光度函数、Planck CMB光深和未解析X射线通量上限约束天体物理通量，以分离21厘米信号中的新物理效应，并给出毫荷电暗物质的明确预测。
2024-01-19 astro-ph.CO 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
Probing light dark matter particles with astrophysical experiments
Hulse-Taylor双星系统的轨道周期损失首次间接证实了引力波存在的证据，这与爱因斯坦的广义相对论预言是一致的。行星的近日点进动、引力光弯曲和夏皮罗时间延迟是爱因斯坦广义相对论的其他检验。然而，从广义相对论的预测中，这些观测的测量结果存在很小的不确定性。为了考虑这些不确定性，我们提出了超轻轴子和矢量规范玻色子辐射的$U(1)^\prime$扩展超出标准模型的情况下。我们得到的超轻轴子参数（轴子质量和衰变常数）的观测不确定性的紧凑的二元系统的轨道周期损失，引力光弯曲，夏皮罗时间延迟和双折射现象的约束。我们还从紧双星系统的轨道周期损失得到了超轻$U(1)_{L_μ-L_τ}$规范玻色子的界。行星近日点进动的不确定性也给$U(1)_{L_e-L_{μ,τ}}$轻规范玻色子设定了界限。这些轻粒子可能是模糊暗物质的有希望的候选者，可以从上述精确测量中探测到。
2021-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Velocity Distributions for Direct Detection: Astrophysical Uncertainties are Smaller Than They Appear
Princeton University（普林斯顿大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard & Smithsonian（哈佛与史密森尼学会）
本文通过模拟银河系类星系研究暗物质速度分布，发现天体物理学不确定性较小，且提出新的相空间缩放方法以提高直接探测实验的灵敏度。
2026-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Ultralight dark matter: constraints from gravitational waves and other astrophysical observations
紧双星系统的轨道周期损失是引力波存在的第一个间接证据，它与爱因斯坦广义相对论有很好的一致性。然而，从一般相对论预测中测量轨道周期损失的不确定性小于1%。行星近日点进动、引力光弯曲和夏皮罗延迟是对广义相对论的另外三个成功检验。虽然从一般相对论的预测中，这些观测的测量也存在不确定性。为了解决这些不确定性，我们假设辐射的超轻轴子和轻规范玻色子粒子的$L_i-L_j$类型的这些系统，可以是一个可能的候选人模糊暗物质。在这篇文章中，我们从这些天体物理观测中获得了新的物理参数的界。
2021-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Antiprotons from dark matter annihilation in the Galaxy: astrophysical uncertainties
最近几年，WIMP暗物质（DM）的研究取得了稳步进展，直接和间接的探测实验都暗示了可能的信号。反质子可以发挥关键作用，验证这些解释，因为它们是丰富的产生的WIMP湮灭在星系晕，和次级反质子背景产生的宇宙射线（CR）相互作用的预测与公平的准确性和匹配的观测光谱非常好。使用公开可用的数字DRAGON代码，我们重新考虑反质子作为一种工具，以限制DM模型讨论其权力和局限性。我们提供了更新的约束条件，广泛的一类湮灭DM模型比较我们的预测对最新的AP测量，也考虑到最新的光谱信息的p，他和其他CR核通量。这样做，我们仔细探测的不确定性与次级和DM起源的反质子，通过使用各种截然不同的假设传播的CR和DM分布在银河系。我们发现，天体物理学的不确定性对DM属性的约束的影响可以更强，高达~50倍，比DM分布（~2-6）的不确定性。值得注意的是，即使减少由局部观测量导出的传播参数的不确定性，非局部效应仍然可以改变DM模型约束，甚至50%。然而，目前的ap数据对DM模型有严格的限制，不包括一些与间接和直接搜索有关的建议。最后，我们讨论了即将到来的CR光谱数据的AMS-02天文台的功率，以大大减少本文讨论的不确定性，并估计该仪器的预期灵敏度，一些套DM模型。
2012-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Learning Astrophysical Uncertainties in Dark Matter Direct Detection with Simulation-Based Inference
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）
本研究通过神经比率估计方法处理暗物质直接探测中的天体物理不确定性，在XENONnT实验中实现隐式边缘化，并验证了其在错误设定下的稳健性及与预期灵敏度的定量一致性。
2026-10-12 hep-ex hep-ph
Uncertainties in the Galactic dark matter distribution: an update
在这里，我们提出了一个定量的，准确的估计的影响，天体物理性质的不确定性的确定我们的银河系内的暗物质分布。基于对以前分析的更新，这项工作的动机是最近新确定的相关天体物理量-例如银河系参数（R 0，V0）-分别来自重力合作和GAIA卫星。我们发现，即使有这些最先进的测定和一系列的不确定性-统计和系统-相对于以前的工作大大缩小，暗物质分布的不确定性及其对标准模型以外的物理搜索的影响仍然相当大。
2021-08-05 astro-ph.GA hep-ph
Studying generalised dark matter interactions with extended halo-independent methods
对暗物质直接探测实验的解释是复杂的，因为我们既不知道暗物质的天体物理分布，也不知道它与原子核的粒子物理相互作用的性质。为了解决这两个问题，在一个非常一般的方式，我们开发了一个新的框架，结合了完整的形式主义的非相对论有效的相互作用与国家的最先进的晕独立的方法。这种方法使得分析任意暗物质相互作用的直接探测实验成为可能，并量化独立于天体物理不确定性的拟合优度。我们采用这种方法，以证明天体物理的不确定性和粒子物理未知数之间的简并是不完整的。某些模型可以使用基于液体氙的单吨级实验以与晕无关的方式进行区分，而其他模型则无法通过单次实验进行区分，但可以使用来自几个目标元素的组合信息进行分离。
2017-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Synoptic Sky Surveys and the Diffuse Supernova Neutrino Background: Removing Astrophysical Uncertainties and Revealing Invisible Supernovae
在我们的宇宙视界内，来自所有核心坍缩超新星的累积（反）中微子产生产生了弥散超新星中微子背景（DSNB），这是在可探测性的边缘。观测到的流量取决于超新星物理学，但也取决于超新星爆炸的宇宙历史;目前，宇宙超新星爆发率引入了相当大的（+/-40%）不确定性，主要是通过其绝对标准化。然而，一种新的宽视场重复扫描（天气）光学天空调查即将上线，并将以前所未有的深度，完整性和动态范围在时域中绘制天空。我们表明，这些调查将获得宇宙超新星率直接计数，在一个公正的方式和高统计，从而将允许精确的预测DSNB。即将进行的巡天将大大减少DSNB源历史的不确定性，预计将由系统学主导+/-5%，因此观测到的高能通量将测试超新星中微子物理学。即将进行的巡天观测可到达的宇宙部分（z < 1）包括预期的10-26 MeV DSNB事件率的大部分（约87%）的祖先。我们表明，精确测定（光学检测）宇宙超新星的历史也将使DSNB成为一个强大的探测器的额外的中微子通量从光学不可见的超新星，这可能是看不见的，无论是由于意外的大尘埃遮蔽在宿主星系，或因为一些核心坍缩事件直接进行黑洞的形成，并没有给出一个光学爆发。
2010-03-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Particle Dark Matter Constraints: the Effect of Galactic Uncertainties
对撞机，空间和地球上的实验现在能够探测粒子物理标准模型的几个扩展，这些扩展提供了可行的暗物质候选者。直接和间接的暗物质搜索依赖于天体物理性质的输入，例如局部暗物质密度或目标中暗物质轮廓的形状。这些量的确定受到天体物理学不确定性的高度影响。后者，特别是我们银河系的那些，是鲜为人知的，在分析粒子物理模型的现象学时，往往没有完全解释。在本文中，我们提出了一个系统的，定量的估计如何天体物理学的不确定性银河量（如本地银河系的距离，圆速度，或形态的恒星盘和隆起）传播到粒子物理模型的现象学的确定，从而最终影响新的物理参数的确定。我们提出的结果的上下文中的标准模型的两个具体的扩展（单重标量和惰性双重），我们采用的情况下，他们的简单说明的大小和影响的粒子物理模型本身的参数空间的不确定性的研究。我们的研究结果指出了当前银河系的不确定性对粒子物理参数确定的非常相关的影响，并敦促在更复杂的情况下对这种不确定性进行系统的估计，以实现对新物理学的确定的限制，这些物理学实际上包括所有已知的不确定性。
2018-05-02 astro-ph.GA hep-ph
Positrons from dark matter annihilation in the galactic halo: theoretical uncertainties
在正电子通道中研究了来自暗物质湮灭的间接探测信号。我们详细讨论了银河系介质内的正电子传播：我们提出了新的解决方案的扩散和传播方程，我们专注于确定影响正电子暗物质信号的天体物理不确定性。我们发现暗物质的情况和传播模型，很好地适应现有的数据的正电子分数。最后，我们提出了预测的正电子分数和通量已经运行或计划的空间实验，得出的结论是，他们有可能从背景中区分可能的信号，并在某些情况下，区分不同的天体物理传播模型。
2008-02-09 astro-ph hep-ph
The Updated MSW Analysis and the Standard Solar Model Uncertainties
我们更新的MSW和一般天体物理的组合太阳中微子观测的结果，包括GALLEX II的分析。我们还表明，我们的参数化通量的不确定性是等价的Bahcall和乌尔里希的蒙特卡洛结果。
1993-08-10 astro-ph hep-ph
Towards resolving strongly-interacting dark sectors at colliders
具有强相互作用的暗区已经引起了相当大的兴趣。假设存在一个最小耦合的暗扇区，运行到强相互作用在红外线，我们解决的问题是否可以观察到这个暗扇区的标度行为在目前和未来的强子对撞机丢失的能量签名。我们将这些发现与自相互作用的暗物质的具体情况进行比较，并表明高动量转移最终状态的能量依赖性原则上可以用于获得关于未来强子对撞机隐藏扇区的UV结构的信息，但系统不确定性会有很大的改善，这可以补充原理验证晶格调查。我们还评论了暗阿贝尔$U(1)$理论的情况。
2016-09-27 hep-ph
Nuclear uncertainties in the spin-dependent structure functions for direct dark matter detection
研究了核自旋相关结构函数的不确定性对直接探测实验中确定暗物质参数的影响。我们表明，不同的核模型，描述特定的目标核的自旋相关的结构功能，可以导致DM质量和散射截面的重建值的变化。我们提出了自旋结构函数的参数化，使我们能够将这些不确定性视为三个参数的变化，其中心值和偏差取决于特定的核。锗和氙探测器的曝光量为300公斤，假设一个假设的检测DM和研究的DM属性的一系列基准点的方法进行说明。我们发现，这些不确定性的影响可以是类似的振幅的天体物理学的不确定性，特别是在那些情况下，自旋相关的弹性散射截面的贡献是相当大的。
2012-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting GeV-scale annihilating dark matter with the AMS-02 positron fraction
反物质宇宙射线被用来探测物理学中的新现象，包括暗物质湮灭。我们使用阿尔法磁谱仪的宇宙射线正电子分数谱，在银河系中寻找这样的湮灭信号。我们专注于质量在5到120 GeV之间的暗物质，产生高能电子和正电子。在这些宇宙射线能量中，多个天体物理源和现象的相互作用使得这种搜索对潜在的天体物理背景假设高度敏感。我们使用一个巨大的公共图书馆的宇宙射线正电子分数背景的天体物理模型，推导出强大的上限暗物质的湮灭截面的湮灭通道的数量。这个库解释了不同类型的宇宙射线源及其在空间和时间分布上的不确定性。此外，它还解释了这些源的输出的不确定性，它们注入星际介质宇宙射线光谱和宇宙射线传播的不确定性。对于任何给定的暗物质粒子质量和湮灭通道，湮灭截面的上限由其值延伸一个完整数量级的带给出。与早期的结果相比，我们的工作提供了较弱的限制，但对所有相关的天体物理不确定性都很强大。在5和15 GeV之间，我们发现了宇宙射线电子和正电子可能过剩通量的迹象。这种过剩存在于大多数但不是所有的天体物理背景参数空间中，其意义可能会有明显的变化。为了增进对这些低能量宇宙射线的了解，有必要进行更深入的研究。最后，我们注意到，即使在这些能量中发现了多余的信号，当前的背景不确定性也不允许我们准确地推断出其潜在的粒子性质。
2022-10-10 astro-ph.HE hep-ph
Towards a more rigorous treatment of uncertainties on the velocity distribution of dark matter particles for capture in stars
恒星中的暗物质（DM）捕获提供了丰富的现象学，使得在不同的天体物理环境中探测各种各样的粒子DM场景成为可能。尽管几十年来的改进，以完善捕获相关的观测值的预测和更好地量化天体物理和粒子物理的不确定性，银河系相空间分布函数DM的实际影响被忽视了。在这项工作中，我们解决这个问题，利用自洽平衡相空间模型的基础上爱丁顿反演形式主义和扩展这种方法的DM晕在速度空间中具有一定程度的各向异性。我们证明，不正确的占DM速度分布与银河系中的位置的变化导致一个系统误差之间的一个因素，两个数量级，特别是取决于目标恒星，DM候选人的质量和类型的相互作用。此外，我们表明，潜在的相空间属性，如速度张量的各向异性，实际上发挥了重要的作用-以前被忽视-可以有相当大的影响预测捕获率和随后的观测。我们认为，爱丁顿的方法，自洽占银河系的组成部分的运动学约束，实际上提供了一个可靠的下一个最小的方法来缩小不确定性相空间模型的预测DM捕获相关的可观测量在恒星。
2021-01-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
PROSA PDFs and astrophysical applications
PROSA部分子分布函数拟合是文献中第一个结合LHCb开粲和开底产生数据的部分子分布函数拟合，目的是减少低$x$（$x$ $<$ $10^{-4}$）时胶子和海夸克的不确定性。我们讨论的PROSA PDF的特别相关的中微子天文学领域的使用，以及它们的应用程序中的提示中微子通量的计算方面。
2018-12-06 hep-ph
Resolving Dark Matter Subhalos With Future Sub-GeV Gamma-Ray Telescopes
湮灭附近暗晕中的暗物质粒子可能会产生潜在的可观测到的伽马射线通量，而不会伴随着其他波长的辐射。此外，这种伽马射线辐射预计将在空间上扩展，为我们提供了一个强大的方式来区分暗物质从其他天体物理伽马射线源的subhalos。费米探测到了两个暗物质次晕候选者，它们表现出统计上显著的空间延伸程度（3FGL J2212.5+0703和3FGL J1924.8-1034）。有人认为，对这些观测结果最有可能的非暗物质解释是，它们实际上是多个附近的点源，在天空中彼此太近，无法单独分辨。在这项研究中，我们考虑下一代伽马射线望远镜的能力，空间分辨的伽马射线发射的subhalo候选人，专注于拟议的e-ASTROGAM任务。我们发现，这样的仪器可以显着澄清费米的暗物质subhalo候选人的性质，并提供了一个前所未有的灵敏度水平，在附近的subhalo湮灭暗物质的存在。
2017-09-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Antiproton signatures from astrophysical and dark matter sources at the galactic center
我们银河系的中心是一个以极端现象为特征的复杂区域。超大质量人马座A* 黑洞的存在，高暗物质密度和更高的重子密度能够产生非常高能的过程。事实上，高能伽马射线已经被不同的望远镜观测到，尽管它的起源还不清楚。在这项工作中，我们限制了可能的反质子通量分量与此信号。预期的次级天体物理反质子背景已经饱和了观测数据。这意味着任何其他重要的天体物理来源导致不一致的过量，因为与上述背景相对应的理论不确定性很小。约束条件取决于扩散模型和源的光谱特征。特别地，我们考虑由幂律，单色信号和标准模型粒子-反粒子通道产生描述的反质子谱。
2015-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bayesian analysis of spatial-dependent cosmic-ray propagation: astrophysical background of antiprotons and positrons
AMS-02实验报告了银河系宇宙射线（CR）中反质子/质子比的新测量结果。在$E\sim\,$ 60-450 GeV的能量范围内，发现这个比率是非常恒定的。使用最近的数据CR质子，氦，碳通量，10 Be/9 Be和B/C的比例，我们已经进行了全球贝叶斯分析的基础上的马尔可夫链蒙特卡罗抽样算法下的“两个光环模型”的CR传播。在这个模型中，CR被允许经历一个不同类型的扩散时，他们在银河系的磁盘附近的区域传播。我们发现，该区域的垂直范围是约900 pc以上和以下的磁盘，和相应的扩散系数的尺度与能量为$D\sim\,E^{0.15}$，以及描述的观察初级CR光谱，次级/初级比和各向异性。在这个模型下，我们进行了改进的计算所产生的反粒子光谱的次级CR的生产和相应的不确定性。我们利用蒙特卡罗发生器和加速器数据来评估反质子产生截面及其不确定性。虽然正电子过剩需要额外的未知来源的贡献，我们发现，新的AMS-02反质子数据是一致的，在估计的不确定性，与我们的计算基于二次生产。
2018-07-27 astro-ph.HE 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
Solar and nuclear physics uncertainties in cosmic-ray propagation
AMS实验最近公布的关于宇宙射线（CR）的初级光谱和次级与初级比的数据可以对CR加速和银河系中传输的天体物理模型构成严格的约束，从而为通过反物质搜索暗物质提供了一个强大的天体物理背景基线。然而，CR传播模型受到其他重要不确定性来源的影响，特别是来自太阳调制和核碎裂的不确定性，仅使用AMS数据无法改善这些不确定性。目前的工作旨在评估这些不确定性及其在解释新的AMS数据的硼碳比（B/C）的相关性。使用改进的模型CR运输太阳调制估计Underground对各种类型的测量约束：每月解决的CR数据收集的气球出生或空间任务，星际通量数据从旅行者-1号航天器，计数率从地面的中子监测探测器。利用半经验截面公式，通过对同位素分辨和电荷变化反应的测量，估计了核碎裂的不可逆性。我们发现，一个适当的数据驱动的太阳能调制处理可以保证所需的精度水平，与B/C比的最新数据的精度提高相比。另一方面，核能的不确定性在很大的能源范围内是一个严重的限制因素。因此，我们强调需要建立一个专门的计划，在$\mathcal{O}$（100 GeV）的能量尺度的横截面测量。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical limitations to the identification of dark matter: indirect neutrino signals vis-a-vis direct detection recoil rates
只有综合分析不同的探测策略，才有可能实现对暗物质粒子的有效识别，这为消除暗物质模型参数空间的简并性提供了一条有效途径。然而，在实践中，由于不同的策略依赖于不同的物理量，或者依赖于相同的物理量但以不同的方式，使得处理系统误差变得相当棘手，这使得该程序变得复杂。在这里，我们讨论的不确定性反冲率在直接检测实验和μ介子率引起的中微子从太阳中的暗物质湮灭，我们表明，相反的本地DM密度或整体截面尺度，不可约的天体物理的不确定性影响这两个速率以不同的方式，因此限制了我们的能力，重建的参数的暗物质粒子。通过改变各自的误差内的天体物理参数，如逃逸速度和速度色散的暗物质粒子，我们表明，中微子和直接检测信号的相对强度的不确定性是一样大的两个参数的典型值的一个因素，但在某些情况下甚至可以更大。
2010-09-03 astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical and Dark Matter Interpretations of Extended Gamma-Ray Emission from the Galactic Center
我们构建经验模型的弥漫伽马射线背景对银河系中心。包括所有已知的点源和模板的发射与相互作用的宇宙射线与分子气体，我们表明，扩展的发射以前观察到的费米大面积望远镜的数据对银河系中心检测到的扩散模型组件的所有排列具有很高的意义。然而，我们发现，在我们的模式中的源的通量和光谱的变化显着依赖于背景模式。特别是，中央Sgr A $^\ast$源的光谱比以前的工作更陡，并且扩展发射的恢复光谱具有较大的系统不确定性，特别是在较低的能量下。如果扩展的发射被解释为由于暗物质湮灭，我们发现湮灭到纯$b$ -夸克和$τ$ -轻子通道是统计上等效的拟合优度。在纯$b$ -夸克通道的情况下，我们发现$39.4\left(^{+3.7}_{-2.9}\rm\ stat.\right)\left(\pm 7.9\rm\ sys.\right)\rm\ GeV$的暗物质质量，而纯$τ^{+} τ^{-}$ -通道的情况下，估计暗物质质量为$9.43\left(^{+0.63}_{-0.52}\rm\ stat.\right)(\pm 1.2\rm\ sys.)\ GeV$。或者，如果扩展的发射被解释为天体物理学的起源，如由于未解决的毫秒星系，我们得到强有力的限制暗物质湮灭，虽然系统的不确定性，由于依赖于背景模型是显着的。
2014-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Statistical Issues in Astrophysical Searches for Particle Dark Matter
在这篇评论中出现的粒子暗物质，即间接检测（暗物质湮灭成标准模型粒子）或直接检测（暗物质粒子散射在深地下探测器）的天体物理搜索的统计问题进行了讨论。这些搜索的一个特别方面是在滋扰参数（天体物理因素），是退化的参数（质量和湮灭/衰变截面的粒子）非常大的不确定性的存在。的可能性的方法已成为最强大的工具，提供至少一个动机良好的方法，将滋扰参数，并通过允许优于更传统的数据叠加的目标的组合，增加实验的灵敏度。天体物理学搜索中出现的其他统计挑战在很大程度上类似于任何新的物理学搜索，例如在对撞机上，一个主要的例子是计算试验因子。频率论方法主要用于假设检验和区间估计，贝叶斯方法用于冗余参数估计和复杂参数空间中的参数估计。基本的统计概念将被揭露，从实验搜索和警告将指出具体的例子说明。
2014-10-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
AMS-02 antiprotons, at last! Secondary astrophysical component and immediate implications for Dark Matter
利用AMS-02实验刚刚公布的最新质子和氦通量，我们重新评估了次级天体物理反质子质子比及其不确定性，并将其与AMS-02早期报道的反质子比进行了比较。我们没有发现明确的证据表明，在预期方面存在明显的超额。然而，一些偏好平坦的能量依赖的扩散系数开始出现。此外，我们提供了第一个评估的空间留给外来成分，如银河系暗物质湮灭或衰变，产生新的严格的约束。
2015-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Impact of uncertainties in the halo velocity profile on direct detection of sub-GeV dark matter
我们使用最先进的高分辨率宇宙学模拟的IllustrisTNG推导出的速度分布和局部密度的暗物质在像我们的银河系的星系，并找到一个实质性的传播在这两个数量。接下来，我们使用我们的研究结果来检查的灵敏度暗物质速度分布的地下搜索使用的电子散射锗和硅的目标。我们发现，子GeV的暗物质搜索强烈影响这些不确定性，不像核反冲搜索较重的暗物质，特别是在多个电子空穴模式，散射截面的灵敏度也较弱。因此，通过提高对较低电离阈值的灵敏度，不仅预计灵敏度将得到提高，而且对天体物理不确定性的依赖也将大大降低。
2020-01-24 hep-ph
Halo uncertainties in electron recoil events at direct detection experiments
暗物质的直接探测率与我们银河系附近的暗物质粒子的相空间分布高度相关。本文系统地研究了氙和半导体探测器直接探测实验中天体物理不确定性对电子反冲事件的影响。我们发现，在标准的晕模型中，可以有高达$ \sim 50\%$偏离这些观测不确定性的排除界限中的基准选择。对于非标准的晕模型，我们报告了类似的偏差，从基准标准晕模型时，配合最近的宇宙学$N$体模拟，而更大的偏差的情况下获得的观测不确定性。
2021-11-15 astro-ph.GA hep-ph
Complementarity of Galactic radio and collider data in constraining WIMP dark matter models
在这项工作中，我们面临的暗物质模型的约束，可能来自银河系的无线电同步辐射，考虑到天体物理的不确定性，我们比较这些边界设置的加速器和互补的间接暗物质搜索。具体来说，我们将我们的分析，以三个流行的粒子物理模型。首先，一个通用的有效算子的方法，在这种情况下，我们设置相应的质量尺度上的界限，然后，两个特定的UV完成，Z'和希格斯门户网站。我们表明，对于许多候选人，无线电同步加速器限制与其他搜索竞争，甚至可以给出最强的约束（截至今天）与一些合理的假设，关于天体物理的不确定性。
2012-06-11 astro-ph.GA hep-ph
Nuclear Physics Meets the Sources of the Ultra-High Energy Cosmic Rays
确定天体物理源内宇宙射线核的注入成分，除了控制天体物理学的不确定性外，还需要对源物理和传播进行足够准确的描述。因此，我们研究宇宙射线天体物理学的核数据和模型的影响，其中涉及到在天体物理环境中的原子核的光致衰变到铁。我们表明，核模型的不确定性的影响可能是更大的环境中的非热辐射场比在宇宙微波背景。我们还研究了核级联的核模型的影响，在伽马射线暴辐射场，模拟的复杂程度相比，最精确的宇宙射线传播代码。我们的结论与同位素图描述的信息是必要的，原则上描述宇宙射线源和传播的核相互作用。
2017-07-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Positrons from dark matter annihilation in the galactic halo: uncertainties
在正电子通道中研究了来自暗物质湮灭的间接探测信号。我们详细讨论了银河系介质内的正电子传播：我们提出了新的解决方案的扩散和传播方程，我们专注于确定影响正电子暗物质信号的天体物理不确定性。我们发现，特别是在地球上的正电子光谱的低能量尾巴，不确定性是相当大的，我们量化的效果。我们的预测与目前可用的和预见的实验数据的比较。
2007-09-13 astro-ph hep-ex hep-ph
Taming astrophysical bias in direct dark matter searches
我们探索系统的偏见，在未来的直接检测实验中的暗物质的识别和比较重建的暗物质属性时，假设一个自洽的暗物质分布函数和标准麦克斯韦速度分布。我们发现，系统偏差的暗物质的质量和截面的测定所产生的错误的假设，其分布函数的顺序为~1σ。如果对银河系质量模型做出错误的假设，就会产生更大的系统偏差。然而，在这两种情况下，偏差大大减轻边缘化的银河系模型参数。我们还表明，速度分布可以重建在一个无偏的方式为典型的暗物质参数。我们的研究结果突出了使用标准麦克斯韦速度分布的暗物质质量和横截面确定的鲁棒性，以及以统计一致的方式考虑天体物理不确定性的重要性。
2013-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Separating astrophysical sources from indirect dark matter signals
对暗物质湮灭和衰变产物的间接搜索面临着在不确定的背景下识别不确定和次显性信号的挑战。解决这个问题的两种有价值的方法是（1）使用利用信号和背景的能量谱和角分布中的不同特征的分析方法，以及（2）背景的更准确表征，其允许更鲁棒地识别可能的信号。这两种方法是互补的，如果一起使用，可以大大加强。我回顾了使用两个有前途的目标，内星系和各向同性伽马射线背景的伽马射线间接搜索的状态。对于这两个目标，背景属性的不确定性是间接搜索灵敏度的主要限制。然后，我强调的方法，可以提高使用这些目标的间接搜索的灵敏度。
2014-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A comprehensive analysis of Drell-Yan production uncertainties and mass effects at moderate and low dilepton masses
Universität Bonn（波恩大学）；Max-Planck-Institut für Physik（马克斯·普朗克物理研究所）；Universität Hamburg（汉堡大学）
本文全面分析了Drell-Yan产率在中等和低轻子对质量区域的不确定性来源及质量效应，结合高精度预测和重夸克质量效应研究。
2026-02-04 hep-ph
Multi-messenger High-Energy Signatures of Decaying Dark Matter and the Effect of Background Light
南极的冰立方中微子天文台已经测量了天体物理中微子，使用的是TeV到PeV能量范围内的贯穿事件和起始事件。这些天体物理学中微子的起源在很大程度上仍然没有得到解决，它们的潜在来源可能是暗物质衰变。利用μ子中微子测量天体物理通量与起始事件测量存在轻微的紧张关系。这种张力是由在40 - 200 TeV的能量范围内观察到的相对于贯穿预期的过量驱动的。先前的研究已经考虑了这种过量可能是由于重暗物质衰变的可能性，并使用伽马射线和中微子数据进行了限制。然而，这些限制并非没有警告，因为它们依赖于天体物理学中微子通量和伽马射线发射源的建模。在这项工作中，我们得到的背景不可知的银河系和河外星系的衰减暗物质的限制，考虑西藏AS $_γ$数据，费米-LAT扩散数据，和冰立方高能量的启动事件样本。对于伽玛射线的限制，我们调查的不确定性传播过程中所产生的未知强度的河外背景光的电磁级联的二次发射。我们发现，这种不确定性的变化高达$\sim 55\%$的伽玛射线的限制与河外数据。我们的研究结果意味着天体物理学中微子通量的很大一部分可能是由于暗物质，排除它取决于对伽马射线和中微子背景的假设。后者取决于尚未查明的来源。
2022-05-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
On the possibility to study antiproton production at the SPD detector at NICA collider for dark matter search in astrophysical experiments
暗物质是宇宙学标准模型的一个重要组成部分，但它的性质仍然是未知的。最常见的解释之一是，暗物质由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）组成，它们被认为是大爆炸的冷热遗迹，并形成了银河系的暗晕。除了标准的天体物理学成果外，还可以通过研究银河系晕中暗物质对可能湮灭产生的宇宙射线中的异常反质子成分来间接寻找暗物质。AMS-02和PAMELA谱仪进行的测量表明，对$pp$、$pD$、$pHe$和$HeHe$碰撞中反质子产生截面的有限了解是背景扣除的主要不确定性之一。计划在NICA对撞机上进行的SPD实验可以精确测量从阈能到$\sqrt{s}=26$ GeV/ $c$的$pp$和$pD$碰撞中宽运动学范围内的反质子产额。
2018-12-03 hep-ex hep-ph
