Zero-Range Effective Field Theory for Resonant Wino Dark Matter III. Annihilation Effects
在维诺质量的临界值附近，在中性维诺对阈值处存在零能量S波共振，低能维诺可以由零射程有效场论（ZREFT）描述，其中维诺通过接触相互作用和库仑相互作用非微扰地相互作用。通过将接触相互作用的实参数解析延拓到复值，考虑了温诺对湮灭成电弱规范玻色子的影响。ZREFT的参数可以通过匹配wino-wino散射振幅来确定，所述散射振幅通过求解薛定谔方程来计算，其中winos通过由电弱规范玻色子交换引起的实势和由wino对湮灭成电弱规范玻色子引起的虚势相互作用。ZREFT在领导阶给出了一个准确的分析描述的低能量wino-wino散射，包括wino对湮灭，和一个wino对束缚态。ZREFT也可以应用于部分湮灭率，例如将维诺对的湮灭率增强为单色光子。
2018-05-16 hep-ph
Sommerfeld-enhanced dark matter searches with dwarf spheroidal galaxies
我们研究可观测到的信号，从暗物质，通过索末菲效应在矮球状星系（dSphs）的自湮灭。由于索末菲增强的效果取决于暗物质的速度，因此确定dSphs的分布以计算J因子是至关重要的，即，密度平方的视线积分。在我们的研究中，我们使用卫星密度分布的参数的先验分布，以确定J因子，使最新的发展，在N体模拟和半解析建模的结构形成。作为具体的模型，我们分析了费米暗物质，通过轻标量和Wino暗物质在超对称模型中湮灭。我们发现，与更现实的先验分布，我们在这项研究中采用，最有前途的dSphs的J因子减少了几个因素，与早期的估计相比，基于非信息先验。尽管如此，切伦科夫望远镜阵列应该能够通过将热维诺暗物质指向最佳经典或超微弱dSphs 500小时来探测它。
2021-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Sommerfeld enhancement of resonant dark matter annihilation
本文证明窄共振与 Sommerfeld 长程力对暗物质湮灭截面的增强可完全因子化，并考察 Higgs 门户及 MSSM 启发情景中的超共振湮灭可行性。
2023-09-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Sommerfeld Enhanced Annihilation Cross-sections of Dark Matter via Direct Searches
在一个大类的模型，我们表明，负责索末菲增强的光标量场的湮灭暗物质导致可观察到的直接检测率，由于其混合与标准模型希格斯粒子。因此，大湮灭截面的暗物质在目前的时代，需要解释所观察到的宇宙射线异常，可以强烈限制直接搜索。特别是索末菲助推因子的订单几百已经出了CDMS-II的上限在90%的置信水平的合理值的模型参数。
2010-07-05 astro-ph.CO hep-ph
Sommerfeld enhancement from unstable final-state particles in dark matter annihilation
Tokyo University of Science（东京科学大学）；The University of Osaka（大阪大学）
暗物质湮灭中，不稳定末态粒子的窄衰变宽度通过共振效应显著增强湮灭截面，影响暗物质 relic abundance 预测。
2026-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Non-relativistic pair annihilation of nearly mass degenerate neutralinos and charginos III. Computation of the Sommerfeld enhancements
本文总结了非相对论性有效场论形式的介绍，该形式设计用于计算在一般最小超对称标准模型（MSSM）中增强慢运动中性伴子和荷子对湮灭截面的辐射修正。虽然论文I和II集中在计算的树级湮灭率，饲料到短距离的一部分，在这里，我们详细描述的方法来获得索末菲因子，包含增强的长距离校正。这包括MSSM中的潜在相互作用的计算，这是在紧凑的分析形式，和一个新的解决方案的多状态薛定谔方程是免费的散射状态之间的大质量分裂所产生的数值不稳定性。我们的研究结果允许精确计算MSSM中性伴子暗物质遗迹丰度和对湮灭率在目前的宇宙，当索末菲增强是重要的。
2014-11-25 astro-ph.CO hep-ph
Wino dark matter annihilation through the radiative formation of bound states
最戏剧性的“索末菲增强”的中性wino对湮灭发生时，wino质量被调谐到临界值附近，有一个零能量的S波共振在中性wino对阈值。当wino质量大于临界值时，共振为wino对束缚态。如果wino质量接近临界值，低能winos可以用零程有效场论来描述，其中winos通过接触相互作用非微扰地相互作用。零程有效场论的参数可以通过匹配维诺散射振幅来确定，而维诺散射振幅是通过求解非相对论性有效场论的薛定谔方程来计算的，在非相对论性场论中，维诺通过电弱规范玻色子交换引起的势相互作用。本文通过计算两个中性粒子碰撞产生S波束缚态的速率，说明了零程有效场论的实用性。
2016-11-18 hep-ph
Sommerfeld-Enhanced Annihilation in Dark Matter Substructure: Consequences for Constraints on Cosmic-Ray Excesses
在暗物质（DM）的模型与Sommerdos增强的湮灭，其中的湮灭率的比例为速度的倒数，DM结构形成的N体模拟表明，当地的湮灭信号可能占主导地位的小，密集，冷的subhalos。这与通常假设的信号来自平滑DM晕形成对比，具有高得多的速度色散。占当地的子结构修改的参数空间，索末菲增强湮灭DM可以解释的PAMELA和费米过剩。来自内星系和宇宙微波背景的限制被削弱，而不会引入新的张力与子结构相关的限制，如矮星系或各向同性伽马射线研究。有了子结构，以前排除的介质质量约1-200 MeV的参数区域现在很容易被允许。对于O（MeV）介质，在特定范围内的主机晕质量的subhalos可能会蒸发，进一步抑制扩散信号，而不影响在银河系的子结构。
2012-10-13 astro-ph.CO hep-ph
Relic density of wino-like dark matter in the MSSM
由于索末菲效应的影响，MSSM中TeV级类似维诺的中性伴子暗物质的遗迹密度可能会受到很大的修正。最近开发的框架，使我们能够计算在一般MSSM方案的Sommerdos增强的遗物密度，适当地处理混合状态和多个共湮灭通道，以及包括非对角贡献。使用这个框架，包括对壳单圈质量分裂和运行耦合，并考虑到最新的实验约束，我们进行了彻底的研究周围的区域参数空间的著名的pure-wino方案：即影响的sfermion质量是非去耦和允许不可忽略的希格斯诺或比诺组件中最轻的中性伴子。我们进一步进行调查的热修正的影响，并表明，这些可以安全地忽略不计。结果揭示了一些现象学上有趣的，但到目前为止尚未探索的领域，索末菲效应是相当大的。我们发现，特别是，遗迹密度可以同意与实验占主导地位的维诺中性伴子暗物质的质量范围从1.7到超过4 TeV。根据这些结果，应该重新审视间接探测类酒暗物质的界限。
2016-01-18 astro-ph.HE hep-ph
Sommerfeld enhancements with vector, scalar and pseudoscalar force-carriers
第一次AMS-02测量证实了PAMELA和Fermi-LAT实验先前报告的宇宙射线正电子部分存在过量。如果用热暗物质（DM）湮灭来解释，AMS-02的结果仍然表明，当今的DM湮灭截面应该比冻结时大得多。DM湮没截面的Sommerfeld增强作为一个可能的解释所观察到的过剩是受到约束的DM热遗迹密度，主要是由于DM粒子的湮灭到力载体粒子的机制。我们发现，索末菲增强和遗物密度约束的效果显着依赖于性质的力载体。研究了矢量玻色子、标量粒子和赝标量粒子三种情况，并进行了比较。结果表明，对于矢量力载体，索末菲增强可以勉强解释AMS-02数据的$2μ$的最终状态，而标量力载体的索末菲增强可以大的两倍。对于赝标量力载体的情况下，索末菲增强可以足够大，以适应AMS-02和费米-LAT结果的各种DM湮灭的最终状态。
2013-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Relic density and CMB constraints on dark matter annihilation with Sommerfeld enhancement
我们计算了暗物质粒子的遗迹密度是如何改变的，当它们的湮灭是由索末菲机制增强由于汤川相互作用的湮灭粒子。保持暗物质丰度与目前的观测范围一致，需要标准化的s-波湮灭截面相比，没有增强模型减少。抑制的水平取决于颗粒模型的具体参数，动力学解耦温度具有最大的影响。我们发现，截面可以减少多达一个数量级的极端情况下。我们还计算了这种Sommercury增强湮灭的能量注入所引起的CMB能谱的μ型畸变。我们的结果表明，在共振附近，与束缚态，扭曲可以足够大，以排除由COBE/FIRAS实验发现的上限|mu| <9.0 × 10 ^（-5）。
2010-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Sommerfeld Enhancement of DM Annihilation: Resonance Structure, Freeze-Out and CMB Spectral Bound
在过去的几年里，人们对WIMP暗物质模型产生了一些兴趣，该模型具有通过索末菲增强机制的速度依赖截面，索末菲增强机制是由于暗区中的大质量玻色子引起的非相对论效应。在本文的第一部分中，我们找到了三种不同模型势，库仑势，球势和球锥势的助推因子的解析表达式，并与Yukawa势的数值解进行了比较。我们发现，所有的潜力的共振模式可以被铸造成相同的普遍形式。在文章的第二部分中，我们通过数值求解玻尔兹曼方程，对索末菲增强模型的暗物质遗迹密度进行了详细的计算。我们计算预期的扭曲的CMB黑体光谱从WIMP湮灭，并比较这些由FIRAS设置的界限。我们的结论是，只有一小部分的参数空间可以排除由FIRAS的意见。
2011-01-05 astro-ph.CO hep-ph
Thermal abundance of non-relativistic relics with Sommerfeld enhancement
我们提出了一个分析处理计算的遗迹丰度的非相对论性粒子的湮灭率在化学去耦索末菲增强增加。我们发现近似合理的功能，密切配合索末菲增强截面的无质量限制的S-和P-波湮灭的力载体的热平均。我们证明，与近似的热平均截面的实施，标准的分析方法，最终的遗物丰度提供的准确性在1%以内，即使是索末菲增强的情况下。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Heavy Wino-like Neutralino Dark Matter Annihilation into Antiparticles
最轻的中性伴子是一种可行的暗物质候选者。本文研究了利用星系晕中湮灭产生的正电子和反质子间接探测类维诺中性伴子DM。当质量为2 TeV左右时，这是从热遗迹丰度的青睐，非微扰效应显着增强湮没截面成正电子和反质子。我们发现，能量大于100 GeV的正电子和反质子通量可能会变得比预期的背景更大。由于正电子通量对天体物理参数的敏感性较低，因此在即将进行的PAMELA和AMS-02等实验中可能有希望进行探测。我们还发现质量约为2 TeV的类维诺中性伴子DM与HEAT反常是相容的。
2006-03-09 hep-ph
Electroweak bremsstrahlung for wino-like Dark Matter annihilations
如果暗物质是多重态的中性Majorana分量，在标准模型的电弱相互作用下带电，则其湮灭通道主要是进入W+W-，而进入轻费米子的湮灭通道则受到螺旋性抑制。正如最近所指出的，来自湮灭初始态的规范玻色子的辐射解除了抑制，并打开了对截面的s波贡献。我们进行了完整的树级计算的暗物质湮灭，包括电弱韧致辐射，在一个明确的模型对应的超对称维诺的上下文中。我们发现费米子通道可以变得和双玻色子通道一样重要。这一结果对预测源自暗物质湮灭的粒子通量具有重要意义。
2012-07-25 hep-ph
Semi-Inclusive Wino and Higgsino Annihilation to LL'
我们系统地计算了winos和higgsinos进入与间接探测实验相关的最终态gamma + X的湮灭率。对这一过程的辐射修正得到了大的Bloch-Nordsieck-Violating Sudakov对数log（2M_chi/M_W）的增强。我们恢复双日志，包括单日志固定顺序使用的形式主义，结合非相对论和软共线有效场论。对于wino的情况下，我们更新了早期的排除适应HESS实验的结果。在热残余质量为3TeV时，LL '修正导致速率相对于LL减小约30%。尽管如此，单根原木并不能拯救酒鬼，它仍然被排除在一个数量级之外。实验切割产生一个端点区域，我们的研究结果表明，显着影响higgsino率在其热遗迹质量近1 TeV，是值得进一步研究。
2015-10-08 hep-ph
Sommerfeld Enhancement from Unparticle Exchange for Dark Matter Annihilation
我们研究了非粒子交换对暗物质湮灭过程中可能的索末菲增强的影响。假设WIMP碰撞过程中存在非粒子交换，求解了有效势的Schr \rm \ddot{o} dinger方程，发现Sommerfeld增强因子与非粒子的尺度维数有关，为1/v^{3-2 d_{\UP} }.数值上，索末菲增强可以是{ \cal O}（10-10^{3}）。
2010-04-12 hep-ph
Very Degenerate Higgsino Dark Matter
我们研究了非常简并的希格斯诺暗物质（DM），其最轻的中性和带电组分之间的质量分裂为${\cal O}$（1）MeV，远小于355 MeV的辐射分裂。在最小超对称标准模型中，通过小的Gaugino混合，实现了这种情况。与仅具有辐射分裂的纯Higgsino DM相比，诱导了各种具有不同特征的可观测特征。首先，非常小的质量分裂使得（a）与~1 TeV Higgsino DM相关的相当大的Sommerfeld增强和Ramsauer-Townsend（RT）抑制，（b）Sommerfeld-Ramsauer-Townsend效应在较低速度$v/c \lesssim 10^{-3}$处饱和。因此，湮灭信号可以大到足以从银河系中心和/或矮星系观察到，而相对信号的大小可以根据索末菲峰和RT下降的位置而变化。此外，在对撞机实验中，可以寻找稳定的chargino签名，以探测未来的模型。然而，DM直接检测信号取决于Wino质量;如果Wino重于约10 TeV，甚至没有可检测的信号可以被诱导。
2016-07-14 astro-ph.CO hep-ph
Sommerfeld-Enhanced $J$-Factors For Dwarf Spheroidal Galaxies
对于暗物质湮灭是索末菲增强的模型，湮灭截面在低相对速度下增加。矮球状星系（dSphs）具有低的特征暗物质粒子速度，因此是研究这类模型的理想候选者。在本文中，我们模拟暗物质相空间的dSphs各向同性和球对称的，并确定的$J$因素的几个最重要的目标，间接暗物质搜索。对于Navarro-Frenk-White密度分布，我们量化了$J$ -因子中的散射，该因子来自于暗物质潜力中的天体物理不确定性。我们表明，在索默特增强模型，最有前途的dSphs的顺序可能是不同的相对于速度无关的截面的标准情况。这一结果可以有重要的影响，从dSphs的湮灭截面，或可能的信号上导出的上限。
2017-06-17 astro-ph.CO hep-ph
Multi-Sommerfeld enhancement in dark sector
我们研究了$V(r)$由不同类型的势组成的情况下的多索末菲增强。我们表明，有特殊的属性的多索末菲增强。多索末菲机制的物理内容进行了仔细论证。多重索末菲增强可能在暗物质湮灭中起作用。
2013-11-26 astro-ph.CO hep-ph
Wino Dark Matter in light of the AMS-02 2015 Data
AMS-02合作最近报道了反质子与质子的比率，其准确性有所提高。考虑到宇宙射线的产生和传播的不确定性，观测到的比率仍然与次级天体物理学的反质子与质子比率相一致。然而，研究观测到的光谱是否可以用一种强烈激发的暗物质来解释，也就是维诺暗物质，仍然是一件诱人的事情。正如我们将展示的，我们发现来自维诺湮灭的反质子通量可以很好地解释其质量范围为2.5-3 TeV的观测光谱。与质量约为3 TeV的热Wino暗物质没有湮灭的情况相比，与数据的拟合变得特别好。如果这种可能性是真的，预计该比率将在数百GeV的能量下迅速下降，并且当AMS-02实验在这个更高的能量区域积累足够的数据时，它将在不久的将来得到证实或排除。
2015-06-16 astro-ph.CO hep-ph
Consistent Scenarios for Cosmic-Ray Excesses from Sommerfeld-Enhanced Dark Matter Annihilation
直接和间接探测的异常激发了暗物质模型，该模型由多重近简并态组成，并通过新的GeV尺度相互作用耦合。我们执行一个仔细的分析热冻结的暗物质湮灭在这样一个场景。我们计算的“助推因子”的范围内产生正确的遗物密度模型的本地晕索末菲增强所产生的，并显示的效果，包括从宇宙微波背景（CMB）的饱和增强的约束。我们发现，从索末菲增强高达800的助推因子是可能的本地晕。当饱和增强的CMB边界被应用时，对于1-2 TeV的暗物质和亚GeV的力载流子，最大增强因子被减小到~400，但仍然足够大以解释所观察到的费米和PAMELA电子信号。我们描述了DM质量提升因子平面中的宇宙射线数据很好地适合于一系列最终状态的区域，并表明索末菲增强本身就足以提供适合数据所需的大湮灭截面，尽管对于轻介质质量（小于~200 MeV），在没有来自子结构的天体物理提升因子的情况下，与CMB约束存在张力。此外，我们认为在这种情况下，WIMPonium形成相关的，并发现重WIMPs（大于2 TeV）和软谱湮灭通道，它可以是一个重要的考虑因素，我们发现区域的暗物质质量大于2.8 TeV，符合CMB的界限，并有~600-700当今的助推因子。
2011-04-12 astro-ph.CO hep-ph
The Sommerfeld enhancement for scalar particles and application to sfermion co-annihilation regions
我们研究了索末菲增强效应对最轻中性伴子热遗迹密度的影响。适当的方式，包括索末菲效应在这种情况下进行了讨论，并提供了适当的公式与一组粒子与任意质量和（非）对角相互作用的一般情况。我们实现这些结果来计算mSUGRA框架中的中性伴子sfermion共湮灭区域的遗迹密度。我们发现不可忽略的影响，在整个sfermion共湮灭制度。对于stau共同湮灭的修正的遗迹密度是百分之几的顺序，而停止共同湮灭是大得多，达到一个因素的5在某些地区的参数空间。一个数值包计算的中性伴子遗迹密度，包括索末菲效应在一般MSSM设置公开。
2011-04-13 hep-ph
Hunting for Heavy Winos in the Galactic Center
使用地基大气切伦科夫望远镜观测伽马射线提供了重弱相互作用暗物质的唯一探测器之一。一个典型的目标是热维诺，对它来说，最强的限制来自于对银河系中心湮灭产生的光子线的搜索。不可约的有限能量分辨率的影响激励细化预测的wino信号超越光子线近似，最近，现代有效场论技术已被利用来获得一个精确的计算从wino湮灭的全光子能谱。在本文中，我们研究了现实模拟H.E.S.S.的含义-比如线性搜索。我们强调的影响，包括非平凡的光谱形状，我们仔细对待感兴趣的区域，从银河系中心的$1^{\circ}$和$4^{\circ}$之间的选择提出的结果。根据$1$ - $70$ TeV对wino质量的预测极限被解释为对wino湮灭速率的约束，或者可替代地被解释为所需的最小芯尺寸，使得wino不被排除。如果真的有热疗酒鬼，将能够探测几个千秒差距的核心，这将开始引起这个暗物质候选者和天体物理观测/模拟之间的紧张关系。
2018-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Annihilation of Secluded Dark Matter into W+W- Enhanced by P-wave Sommerfeld Effect
Supreme School for Advanced Education（高等研究院）；Chiben Gakuen Wakayama Junior/Senior High School（知宾学园和歌山初中/高中）
本文提出通过P波Sommerfeld效应增强，孤立暗物质湮灭可解释近期报告的晕 gamma射线信号，即使暗物质与Higgs玻色子耦合较弱，其转化为W+W-的过程在1阶循环中仍被显著放大，超对称框架可简洁包含此模型。
2026-03-31 hep-ph
Thermal decoupling and the smallest subhalo mass in dark matter models with Sommerfeld-enhanced annihilation rates
我们认为暗物质组成的弱相互作用的大质量粒子（WIMPs），并详细回顾其在早期宇宙中的热演化，特别关注的模型，湮灭率增强的索末菲效应。在化学解耦或冻结之后，暗物质不再湮灭，但由于与更丰富的标准模型粒子的散射事件，仍然保持在局部热平衡。在动力学退耦过程中，甚至这些过程也不再有效，这最终为物质密度波动的小尺度截止设定了尺度。之后，WIMP温度下降得比热浴温度更快，如果横截面被索末菲效应增强，这将导致暗物质重新进入湮灭时代。在这里，我们给出了这些影响的详细和自洽的描述。作为一个应用程序，我们认为在文献中讨论过的简单的亲轻子模型的现象学，并发现遗物丰度可以影响多达两个数量级或更多。我们还计算了这些模型中最小的暗物质暗晕的质量，发现它的质量在10^{-10}到10个太阳质量的范围内;如果WIMP耦合到比100 MeV轻的载流子，甚至可能有更大的截止值。我们指出，一个精确的确定的截止质量允许推断新的限制模型参数，特别是从伽马射线观测的星系团，这是高度互补的现有限制g-2或束流收集实验。
2012-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Semi-Annihilating Wino-Like Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z_2的暗物质理论的一般特征。我们研究了一个基于Z_4对称暗扇区的模型，暗扇区由标量单态和类“wino”费米子SU（2）_L三态组成。这是规范荷电费米子半湮灭的最小例子。我们研究了索末菲效应在湮灭和半湮灭通道中的相互作用。对遗迹密度的修改允许参数空间的其他禁止区域，并且可以大大削弱间接检测约束。我们进行了参数扫描，发现整个区域的模型包括所有观察到的暗物质是访问当前和计划的直接和间接的搜索。
2015-10-08 hep-ph
Exploring the BWCA (Bino-Wino Co-Annihilation) Scenario for Neutralino Dark Matter
在具有非普适质量的超对称模型中，有可能存在符号相反的SU（2）和U（1）质量项。在这些模型中，高吉诺本征态几乎没有混合，因此最轻的超对称粒子要么是纯的bino，要么是纯的wino。只有当双温共湮灭（BWCA）作用于暗物质湮灭速率时，中性伴子遗迹密度才能与WMAP测量值相一致。我们绘制出的参数空间区域和质谱的BWCA方案的特点。直接和间接的暗物质探测率通常非常低。在对撞机实验中，BWCA方案的代表是一个小的质量间隙m_{\tilde Z_2} - m_{\tilde Z_1} ~ 20-80 GeV，所以树级二体衰变的\tilde Z_2是不允许的。然而，在这种情况下，第二轻的中性伴子具有增强的环衰变分支分数到光子。虽然在费米实验室的Tevatron中很难提取光子中性伴子衰变的特征，但它应该会在欧洲核子研究中心的大型强子对撞机和线性e^+e^-对撞机中产生独特的事件。
2005-11-03 hep-ph
Precision Photon Spectra for Wino Annihilation
我们对中性SU $(2)_W$三重态（wino）暗物质湮灭产生的硬光子谱提供了精确的预测。我们的计算是利用有效场论展开的端点区域附近的光子能量是附近的维诺质量。这与间接检测实验中的线搜索直接相关。我们计算的频谱在下一个领先的对数（NLL）的准确性框架内建立的因式分解公式推导出以前我们的合作。这允许同时重现大的Sudakov矩阵（由受限的最终状态引起）和索末菲效应。由于电弱耦合常数尺度变化很小，在NLL精度下的恢复显示了微扰级数的良好收敛性，从而在$5\%$水平上对我们的NLL预测产生了不确定性。我们强调了一些有趣的场论的影响，出现在NLL与存在的电弱对称性破缺，这应该有更普遍的适用性。我们还研究了计算实验极限时，使用全谱与单端点箱近似相比的重要性。我们的计算提供了一个最先进的预测硬光子光谱，可以很容易地推广到其他DM候选人，允许强大的解释数据收集的当前和未来的间接检测实验。
2019-04-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Consistent explanation for the cosmic-ray positron excess in p-wave Sommerfeld-enhanced dark matter annihilation
暗物质通过$s$波的湮灭被广泛认为是宇宙线正电子过剩和暗物质热遗迹密度的一致解释。然而，由于$s$波Sommerd-enhanced湮灭截面随着DM速度的降低而单调增加，来自矮球状卫星星系（dSphs）和宇宙微波背景（CMB）的伽马射线数据出现了严重的限制，因为相关的典型DM速度甚至低于星系晕中的速度。在这项工作中，我们考虑Sommerdos增强的$p$波DM湮灭的DM湮灭截面可以在一定的速度，但最终被高度抑制时，DM速度变得非常低。我们计算的速度依赖的天体物理因子（$J$ -因子）的Sommerdos增强$p$ -波DM湮灭十五dSphs附近。以DM通过两个光介质湮灭为$4μ$的通道为例，我们证明了存在一些参数区域，在这些参数区域中，该机制可以解释CR正电子过剩和DM残余密度，同时与Fermi-LAT测量的dSphs γ射线和普朗克测量的CMB的约束相兼容。
2021-08-10 hep-ph
Non-Thermal Production of Wino Dark Matter via the Decay of Long-Lived Particles
我们考虑超对称模型中，中性威诺是最轻的超粒子（LSP），并研究的可能性，非热产生的威诺发挥的作用，暗物质。如果威诺质量小于2.9 TeV，那么威诺的热遗迹密度将小于暗物质目前的质量密度;然而，即使威诺质量较小，如果威诺是由外来粒子衰变产生的非热产物，那么它也可能是暗物质的主要成分。为了详细研究这种可能性，我们进行了一个精确的计算Wino的质量密度产生的外来粒子衰变，考虑到以下影响：（i）带电和中性Winos之间的共湮灭，（ii）Sommerfeld效应对Winos的对湮灭截面。我们考虑几个动机良好的情况下，异国情调的粒子对应于宇宙学模场，引力子，或axino，并讨论这些情况下的威诺LSP的含义。
2013-07-10 hep-ph
Zero-Range Effective Field Theory for Resonant Wino Dark Matter I. Framework
最戏剧性的“索末菲增强”的中性wino对湮灭发生时，wino质量是接近一个临界值，有一个零能量的S波共振在中性wino对阈值。在这样一个临界质量附近，低能winos可以用零射程有效场论来描述，其中winos通过接触相互作用非微扰地相互作用。有效场论是由重整化群不动点控制的，在该不动点处中性和带电粒子质量简并，散射长度为无穷大。零程有效场论的参数可以通过匹配Wino-Wino散射振幅来确定，而Wino-Wino散射场的振幅是通过求解弱规范玻色子交换引起的Winos通过势相互作用的薛定谔方程来计算的.当wino质量大于临界值时，共振为wino对束缚态。本文通过计算两个中性粒子碰撞产生束缚态的速率，说明了零程有效场论的威力。
2017-11-15 hep-ph
Wino Dark Matter Under Siege
SU（2）_L的费米子三重态--一个wino --是一个很好的暗物质候选者。这项工作表明，目前的维诺湮灭受到间接检测实验的限制，最强的限制来自H.E.S.S.费米。维诺暗物质的边界作为两种情况下的质量的函数：热（维诺构成的暗物质小于3.1 TeV的质量的次优势分量）和非热（维诺包括所有的暗物质）。假设NFW光环模型，H.E.S.S.对伽马射线谱线的搜索排除了3.1 TeV的热温诺;组合的H.E.S.S.费米结果完全排除了非热的情况。在排除中的不确定性进行了探讨。间接检测可以提供唯一的探针异常加重力调解的wino是最轻的超伙伴和标量驻留在100 TeV的规模的模型。
2013-11-24 astro-ph.CO hep-ph
SUSY-QCD corrected and Sommerfeld enhanced stau annihilation into heavy quarks with scheme and scale uncertainties
我们在DM@NLO项目中的唯象最小超对称标准模型中研究了stau-antistau湮灭成重夸克的过程。我们给出了相应截面的计算，包括$\mathcal{O}(α_s)$和QED索末菲增强的修正。这些修正的数值影响进行了讨论的截面和暗物质遗迹密度，我们专注于顶夸克的最终状态，并考虑中性伴子或引力伴子暗物质。与以前的工作类似，我们发现，在计算遗迹密度或从宇宙学观测中提取参数时，应该包括所提出的修正。考虑到方案和尺度的变化，我们估计的理论不确定性，影响湮灭截面的预测，从而预测的遗迹密度。
2019-11-26 hep-ph
Constraints on the Sommerfeld-enhanced dark matter annihilation from the gamma rays of subhalos and dwarf galaxies
银河系暗物质晕的子结构，如暗物质晕和矮星系具有非常低的速度色散，这使得它们在约束的情况下，夏眠增强的暗物质湮灭有用。利用Eddington公式和NFW密度剖面计算了暗物质晕子结构中暗物质粒子的速度分布。我们将索末菲增强s波暗物质湮灭对γ射线通量的影响参数化为索末菲增强J因子，并计算了15个已知矮球状星系的J因子。利用非关联点源的Fermi-LAT 3FGL数据和暗物质晕下分布的N体模拟结果，导出了Sommerfeld增强下暗物质湮灭截面的上限.类似的上限来自于矮球状星系的费米-LAT伽马射线数据。我们发现，在一个广泛的区域的参数空间，约束可以是几个数量级更严格的情况下，没有索末菲增强。对于暗物质湮灭主要为$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^{+}τ^{-}$和$b\bar b$的情况，对于质量低于约1 TeV的暗物质，这些约束可以排除热残余暗物质。
2018-03-30 astro-ph.HE hep-ph
Electroweak resummation of neutralino dark-matter annihilation into high-energy photons
在最小超对称标准模型中，我们考虑了具有$\mathcal{O}$（TeV）质量的中性伴子DM湮灭为高能光子的大电弱Sudakov过程，扩展了以前在最小Wino和Higgsino模型中的工作.我们发现，在1~TeV附近，NLL重反使Higgsino占优的DM的光子产额减少约$20\%$，而在3~TeV附近，NLL重反使具有较大wino混合的中性伴子的光子产额减少约$45\%$.当观测值或排除限被转换为MSSM参数空间约束时，这种相当大的影响是相关的。
2022-11-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Velocity-dependent annihilation radiation from dark matter subhalos in cosmological simulations
我们使用一套银河系的Auriga模拟中的星系，以确定湮灭辐射的贡献，从暗物质subhalos在三个速度依赖的暗物质湮灭模型：索末菲，p-波和d-波模型。我们将这些与速度无关的s波湮灭模型中的相应分布进行比较。对于流体动力学和暗物质的模拟，只有在萨默托增强湮灭的情况下，从subhalos的总湮灭通量超过总湮灭通量从光滑的晕组件内的维里半径的晕。从索末菲到s、p和d波模型，晕的平滑分量的贡献变得更占主导地位，这意味着对于p波和d波模型，平滑分量是迄今为止对辐射的主要贡献。与Fermi-LAT观测到的银河系中心过剩相比，对于所有模拟的晕，发射主要是由平滑晕贡献。然而，对于索末菲模型，外推到低于当前模拟分辨率极限的质量尺度可能意味着对银河系中心区域伽马射线辐射的贡献不可忽略。
2022-07-21 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Sommerfeld effect for continuum gamma-ray spectra from Dark Matter annihilation
本文在MSSM框架下计算暗物质湮灭的连续伽马射线谱，考虑Sommerfeld效应，发现chargino过程对谱有显著影响，提供最准确预测。
2023-10-17 astro-ph.HE hep-ph
The last refuge of mixed wino-Higgsino dark matter
通过分析矮球状星系弥散γ射线、银河宇宙线、直接探测和宇宙微波背景各向异性等因素对MSSM中含有Higgsino混合物的类酒状暗物质粒子的限制，确定了MSSM中此类物质的允许参数和质量范围.对混合中性伴子的索末菲效应进行了完整的计算。我们发现，直接和间接的搜索相结合的热产生的维诺-希格斯诺暗物质与正确的遗物密度构成了显着的限制。对于$μ>0$几乎整个参数空间考虑被排除在外，而对于$μ<0$一个实质性的区域仍然是允许的，提供保守的假设，天体物理学的不确定性。
2016-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on WIMP and Sommerfeld-Enhanced Dark Matter Annihilation from HESS Observations of the Galactic Center
本文从高能光谱系统（HESS）望远镜对银河系中心的观测出发，研究了弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质模型的约束条件。我们分析了正则WIMP湮灭为标准模型粒子的末态，包括b/b-bar，t/t-bar和W^+ W^-。湮灭到b/b-棒的限制在~3 TeV的热截面的数量级内，而τ ^+/τ ^-通道在热的~2倍内。我们还研究了索末菲增强的暗物质湮灭模型的约束条件，发现这里的伽马射线观测约束条件排除了所有与PAMELA和费米-LAT e^+/e^-谱的暗物质湮灭解释一致的参数空间，在特定类别的模型中，并强烈约束了其他类别的解释。在许多情况下，我们发现伽马射线的约束比当前遗迹密度、宇宙微波背景、晕的形状和自然度约束对这些模型的约束更大。
2012-01-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Regulating Sommerfeld resonances for multi-state systems and higher partial waves
本文针对暗物质湮灭中Sommerfeld增强在接近幺正性界限时失效的问题，提出一种考虑短程物理修正的简单方法，适用于所有分波及长程势耦合的多态系统。
2025-11-09 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Relic Density of Asymmetric Dark Matter with Sommerfeld enhancement
我们研究了非对称热暗物质在化学退耦时的湮灭率随索末菲增强效应的变化。本文从数值和解析两方面详细分析了$s$ -和$p$ -波索末菲增强湮灭截面对非对称暗物质粒子和反粒子残余丰度的影响。利用暗物质残余密度的观测数据，给出了对耦合和非对称因子的约束条件。
2020-09-01 hep-ph
The 130 GeV gamma-ray line and Sommerfeld enhancements
最近，可能的迹象表明，在费米-LAT光子光谱朝向银河系中心的线光谱特征已被报道。如果明显的线特征来自暗物质（DM）湮灭到$γX (X=γ, Z^{0} or h^{0})$中，则对于典型的环诱导辐射过程，相应的湮灭截面不自然地大。另一方面，它仍然太小，无法对观测到的DM遗迹密度负责。我们表明，索末菲增强标量力载体的机制可以提供一个简单的解决方案，这些难题。可能的大索末菲增强的横截面的s波DM湮灭可以显着减少所需的有效耦合DM和带电粒子之间的典型的回路图。DM粒子必然会通过三能级p波过程湮灭为标量力载流子，在冻结时，p波过程可以主导DM湮灭截面，得到正确的热遗迹密度，但由于速度抑制，对今天的DM湮灭贡献较小。本文详细分析了p波索末菲增强对冻结的影响。结果表明，在热遗迹密度的约束下，所需的有效耦合可以减少一个数量级。
2013-03-22 hep-ph
Thermal Relic Abundances of Particles with Velocity-Dependent Interactions
我们重新审视的情况下，相互作用率取决于粒子速度的热遗迹粒子丰度的演变。对于索末菲增强的情况下，我们表明，标准的解析近似，修改在一个简单的方式，提供了一个估计的遗迹粒子丰度是准确的10%以内（相比，小于1%的误差为非索末菲增强的情况下）。我们研究了当相互作用速率依赖于速度时，动力学解耦对残余粒子丰度的影响。对于纯p波湮灭的情况，动力学退耦的影响是遗迹丰度的增加，但当动力学退耦温度远低于化学退耦温度时，这种影响可以忽略不计。对于索末菲增强的s波湮灭，在动力学解耦发生后，湮灭继续将粒子丰度降低到任意低的温度，直到物质支配开始或索末菲效应切断。我们推导出解析近似，给出这两种情况下的最终遗迹粒子丰度。
2010-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Wino Cold Dark Matter from Anomaly-Mediated SUSY Breaking
在隔离扇区/反常介导超对称破缺框架下讨论了宇宙学模问题。在这个方案中，引力子质量（对应于模质量）自然是10 - 100 TeV，因此模场的寿命可以短于$\sim 1 sec$。因此，宇宙学模场应该在大爆炸核合成开始之前衰减。此外，在反常介导的情况下，最轻的超粒子（LSP）是类维诺中性伴子。虽然大的湮灭截面意味着Wino LSP的热遗迹密度太小，不能成为冷暗物质（CDM）的主要成分，但模衰变可以产生足够丰度的Winos来构成CDM。如果Winos确实是暗物质，从探测的角度来看，这将是非常有利的。如果晕密度由Wino类LSP主导，则Ge探测器中Wino CDM的探测率可以大到$0.1 - 0.01$事件/kg/天，这在未来Ge探测器CDM探测的范围内。此外，在我们的银河系中，Winos的对湮灭产生了一个重要的正电子信号，这应该会在AMS中产生壮观的信号。
1999-06-29 hep-ph
Cosmological constraints on dark matter annihilation and decay: Cross-correlation analysis of the extragalactic $γ$-ray background and cosmic shear
我们推导出暗物质（DM）湮灭截面和衰变寿命的相互关联分析的数据从费米-LAT和弱透镜调查，覆盖了广泛的区域$\sim660$平方度的总。我们改进了我们以前的分析，使用更新的河外$γ$射线背景数据重新处理的费米通道8管道，并通过使用良好校准的形状测量约1200万个星系在加拿大-法国-夏威夷透镜巡天（CFHTLenS）和红星系团序列透镜巡天（RCSLenS）。我们从宇宙学的$N$ -天体模拟中产生了大量的全天空模拟星表，并用它们来精确地估计统计误差。测得的互相关是一致的零检测，然后被用来放置强大的宇宙学约束湮灭和衰减DM。对于亲轻子DM，当包括由于背景光子的逆康普顿上散射引起的次级$γ$射线的贡献时，在O（1）TeV的质量范围内，约束被改善了$\sim100$的因子。对于TeV尺度DM，不包括$\langle σv \rangle \sim 10^{-23}\, {\rm cm}^3/{\rm s}$的湮没截面，这取决于通道。对于衰减的TeV尺度DM，也排除了$\sim 10^{25}$秒的寿命。最后，我们将此分析应用于wino DM，并排除了200 GeV左右的wino质量。这些约束将进一步收紧，所有有趣的维诺DM参数区域可以测试，通过使用未来的宽场宇宙学调查的数据。
2016-09-27 astro-ph.CO hep-ph
Clumpiness enhancement of charged cosmic rays from dark matter annihilation with Sommerfeld effect
本文详细研究了由于暗物质分布的不均匀性而导致的暗物质湮灭为反质子和电子/正电子的助推因子，并考虑了索末菲效应.人们认为索末菲效应如果存在的话，在亚结构中会更显著，因为它们比宿主晕更冷，并且可能导致更大的助推因子。我们给出了一个完整的计算的基础上最近的N体模拟的助推因子。三个典型的情况下，索末菲效应，非共振，中度共振和强共振的情况下被认为是。我们发现，对于非共振和中等共振情况，由于索末菲效应的饱和行为，索末菲效应引起的子结构增强效应非常小（$\sim \mathcal{O}(1)$）。对于强谐振情况，提升因子通常小于$\sim \mathcal{O}(10)$。然而，在一些非常极端的情况下，采用DM分布来给出最大的湮灭，增强因子可以达到$\sim 1000$。文中还讨论了子结构分布的不同实现方式对增强因子的影响。
2009-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric thermal-relic dark matter: Sommerfeld-enhanced freeze-out, annihilation signals and unitarity bounds
暗物质具有粒子-反粒子不对称性，并且在早期宇宙中已经热化，与对称的暗物质相比，需要更大的湮灭截面，以便耗尽暗反粒子并解释观察到的暗物质密度。湮灭截面决定了暗物质的剩余对称分量，这可能会在CMB期间和今天的晕内产生湮灭信号。我们认为暗物质与长程相互作用，特别是暗物质耦合到一个光矢量或标量力介质。我们计算所需的耦合，以达到最终的反粒子-粒子比后，在早期宇宙中的湮灭过程的热冻结，然后估计后期的湮灭信号。我们发现，由于索末菲增强，高度不对称的暗物质与远程相互作用可以有一个显着的湮灭率，可能大于对称的暗物质相同的质量与接触相互作用。我们讨论在这个估计，有关稳定的束缚态的形成的警告。最后，我们考虑非相对论分波么正性约束的非弹性截面，我们讨论了为什么它可以实现只有远程相互作用，并展示了更高的分波在这个制度的大非弹性的重要性。我们推导出对称和不对称的热遗迹暗物质的s-波和p-波湮灭的质量上界，并展示了这些边界如何加强黑暗的不对称性增加。
2017-09-21 hep-ph
Studies of a thermally averaged p-wave Sommerfeld factor
重粒子（如暗物质或其共湮灭伙伴）的热对湮灭会受到吸引力相互作用的强烈影响。我们研究了在SU（3）规范力存在下，通过速度抑制的$p$波算符进行的对湮灭。利用非相对论有效理论，通过微扰计算和晶格模拟，在$M/T \sim 10 ... 30$范围内估算了对湮灭率的热平均值。结合态有助于湮灭过程和增强因子高达$\sim 100$可以找到。
2019-07-16 hep-lat hep-ph
Smallest Halos in Thermal Wino Dark Matter
（迷你）分裂超对称解释了观测到的希格斯质量，并逃避了严格的约束，同时保留了TeV尺度超对称的良好特征，而不是小层次问题。这样的情景自然地预测了热温暗物质，其质量约为$3 \, {\rm TeV}$。它的非微扰增强湮灭是一个有前途的间接探测实验的目标。众所周知，识别最小的晕圈对于减少解释间接检测实验的不确定性至关重要。尽管它的重要性，最小的热维诺暗物质晕还没有得到很好的理解，因此在这项工作中进行了调查。特别是，我们注意到两个方面：1）中性的维诺主要通过涉及稍微重的带电维诺的非弹性过程与原始等离子体处于动力学平衡; 2）由此产生的密度对比显示出比冷暗物质更大的功率在暗声学振荡峰，这是已知的过冲现象。通过考虑它们，我们提供了一个严格的估计的助推因子。我们的结果有助于通过间接探测实验中的积极努力来准确地钉扎热Wino暗物质。
2019-12-23 astro-ph.CO hep-ph
SUSY Dark Matter in Nonuniversal Gaugino Mass Models
我们讨论了超对称暗物质现象在一些简单的和预测模型的非普适的高根质量在大统一尺度。假设高吉诺质量变换为大统一理论群SU（5）的单重态和非单重态表示之和，人们可以避开LEP约束，进入双暗物质遗迹密度的体湮灭区域。此外，在这个假设下，人们也可以有一个混合的高吉诺-希格西诺暗物质，在参数空间的大部分给出正确的遗迹密度。我们认为在这两种情况下的LHC和暗物质实验的模型预测。最后，我们考虑AMSB模型预测的维诺暗物质，给出正确的遗迹密度TeV规模维诺质量。假设这个维诺暗物质的质量是在第一索末菲共振大约4 TeV，我们可以同时重现正确的遗迹密度以及PAMELA实验观察到的硬正电子谱。
2012-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Effective field theory analysis of composite higgsino-like and wino-like thermal relic dark matter
我们研究的有效场论（包括运营商的五个维度）的模型，其中暗物质是复合材料，包括一个电弱二重态狄拉克费米子（“希格西诺一样的暗物质”）或电弱三重态马约拉纳费米子（“维诺一样的暗物质”）。在前一种情况下，一些五维算符会导致中性伴子和电荷伴子态之间的质量分裂，导致共湮灭的耗尽率和质量为几十到几百GeV的热遗迹暗物质，而不是通常的纯higgsino热遗迹1 TeV。在后一种情况下（通常的热遗迹质量为3 TeV），没有发现这样的效果。其他算子，存在于wino和higgsino-like暗物质中，对应于非弹性电磁偶极矩相互作用，通过这些相互作用和湮灭，可以导致暗物质质量比通常值高一个数量级的可行模型。
2020-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Substructure Boosts to Dark Matter Annihilation from Sommerfeld Enhancement
最近引入的索末菲增强的暗物质湮灭截面的探测暗物质湮灭在星系晕的subhalos有重要的意义。除了这些次晕相对于主晕的高密度对暗物质湮灭截面的推动之外，索末菲增强导致的额外推动是因为它们在运动学上比星系晕更冷。如果我们进一步相信CDM的一般预测，在每个subhalo有一个丰富的子结构，这是近似自相似的星系晕，然后我表明，额外的推动来自这些小的子结构的密度增强和它们的小速度色散增强暗物质湮灭截面甚至进一步。我发现，非常大的提升因子（$10^5$到$10^9$）是在一个大类的模型中获得的。这些助推因子对探测星系晕中矮球状星系的暗物质湮灭的影响是这样的，一般来说，它们比背景伽马射线通量更亮，可以被费米伽马射线太空望远镜探测到。
2009-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Sommerfeld Enhancements for Asymmetric Dark Matter
我们扩展了不对称的暗物质遗迹密度与索末菲增强的情况下，调解人是巨大的分析。在非对称暗物质模型中，假设非对称暗物质与轻标量或矢量玻色子耦合。非对称暗物质湮灭截面被Sommerfeld效应所增强，Sommerfeld效应是由于非对称暗物质粒子和反粒子的波函数在长程相互作用下发生畸变而产生的。讨论了索末菲增强对非对称暗物质粒子和反粒子残余密度的影响。还探讨了索末菲增强增强湮灭截面时，动力学解耦对残骸密度的影响。最后，利用暗物质的观测数据给出了参数空间的约束条件。
2020-09-28 hep-ph
