Dark Matter Candidates - Axions, Neutralinos, Gravitinos, and Axinos
暗物质的存在为超越标准模型的物理学提供了强有力的证据。用佩切-奎因对称和/或超对称扩展标准模型，引人注目的暗物质候选者出现了。对于轴子，中性伴子，引力子，和axino，我审查原始生产机制，宇宙学和天体物理学的限制，实验搜索，和实验鉴定的前景。
2008-11-20 astro-ph hep-ex hep-ph
Sequestering the Gravitino: Neutralino Dark Matter in Gauge Mediation
在规范介导的超对称破缺的传统模型中，最轻的超对称粒子（LSP）总是引力子。然而，如果超对称性破缺扇区是强耦合的，那么共形隔离可能会提高引力子相对于剩余的软超对称性破缺质量的质量。在这封信中，我们表明，这种共形动力学规范介导的理论可能会产生令人满意的中性伴子暗物质，同时解决味道和亩/ B亩的问题。
2008-09-03 astro-ph hep-ph hep-th
Supersymmetric Dark Matter Candidates - The Lightest Neutralino, the Gravitino, and the Axino
在标准模型的超对称扩展中，最轻的中性伴子、引力伴子和轴伴子可以作为最轻的超对称粒子出现，并因此为我们宇宙中的非重子暗物质提供了令人信服的解释。对于这些暗物质的候选人，我审查的原始生产机制，宇宙学的限制，和实验鉴定的前景的现状。
2007-11-28 astro-ph hep-ex hep-ph
Neutralino Dark Matter from Heavy Gravitino Decay
提出了中性伴子冷暗物质非热产生的新设想，解决了标准热历史中最轻超对称粒子（LSP）的超量产生问题.该机制需要一个重模场，它主要衰变为普通粒子，释放大熵来稀释暴胀后产生的引力子和LSP的热遗迹。大量的引力子也在衰变时成对产生，随后衰变为中性伴子。我们确定的参数空间中的中性伴子暗物质所需的丰度，而不破坏大爆炸核合成注入强子簇射引力子衰变的区域。与标准的热丰度不同，在这种机制中获得的中性伴子丰度对超粒子质谱的细节不敏感。我们还简要地提到了在未来的实验中的场景的可测试性。
2005-10-06 astro-ph hep-ph hep-th
Gravitino vs Neutralino LSP at the LHC
利用LHC的最新数据，分析和比较了两种自然超对称激发情形下的胶子质量下限和最轻终止点：一种是中性伴子作为最轻超对称粒子，另一种是引力伴子作为最轻超对称粒子，中性伴子作为次轻超对称粒子.在第二种情况下，我们的分析适用于中性伴子迅速衰变为非常轻的引力伴子，这是宇宙学的兴趣，是一般的低，O（100）TeV，信使规模的规范调解模型。我们发现，由于中性伴子衰变产物的额外处理，引力伴子LSP方案的胶子和最轻停止质量的下限更强。一般来说，与中性伴子LSP的情况相反，限制现在扩展到压缩光谱的区域。在bino的情况下，最高的排除停止质量从1000 GeV增加到近1400 GeV。此外，在类希格西诺NLSP的情况下，低于650 GeV的希格西诺普遍被排除在外，停止质量限制为$m_{\tilde{t}} > 1150$ GeV，而在希格西诺LSP模型中，对于$m_{\tilde{h}} = 650$ GeV没有停止限制。然而，我们发现，低信使规模仍然改善了电弱电位的微调。
2019-08-19 hep-ph
Looking forward to photon-coupled long-lived particles IV: neutralino-ALPino/gravitino
本文研究亚GeV长寿命中性微子衰变为光子和ALPino或引力微子的超对称场景，纳入三体轻子衰变及电子散射等特征，并展示FASER2和SHIP可显著超越现有耦合常数限制。
2023-06-01 hep-ph
Nucleosynthesis Constraints on a Massive Gravitino in Neutralino Dark Matter Scenarios
在大爆炸核合成（BBN）过程中或之后，大质量引力伴子衰变为中性伴子暗物质粒子和标准模型，这可能会改变原始轻元素丰度。在这里，我们提出了一套新的代码的细节，用于评估这种影响，包括一个新的治疗的基础上PYTHIA的强子衰变的大规模，不稳定的粒子，如引力子引起的阵雨的演变。我们还开发了一个分析处理的非热强子在早期宇宙中的传播，并使用此轻元素的生产，进而对衰变粒子的寿命和丰度的分析估计。然后，我们考虑具体的情况下，不稳定的大质量引力子的约束最小超对称扩展的标准模型（CMSSM）。我们目前的上限，其可能的原始丰度衰变前的不同可能的引力子质量，与CMSSM参数沿带最轻的中性子提供所有的天体物理冷暗物质密度。我们没有发现任何CMSSM解决方案的宇宙学Li 7问题的小m_{3/2}。不考虑这一点，对于m_{1/2} ~ 500 GeV和tan β = 10，其他轻元素丰度强加了上限m_{3/2} n_{3/2} /n_γ< 3 \times 10^{-12} GeV到< 2 \times 10^{-13} GeV，对于m_{3/2} = 250 GeV到1 TeV，这在共湮灭和聚焦点带中都是类似的，并且对于tan β = 50稍微弱一些，特别是对于较大的m_{1/2}。对于较大的m_{3/2}，这种约束一般也会减弱，对于m_{3/2} > 3 TeV，我们发现m_{3/2} n_{3/2} /n_…
2009-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Supersymmetric photonic signals at LEP
我们探索并对比了在LEP 2中预期的单光子和双光子信号，这些信号是由具有轻引力伴子的超对称模型中的中性伴子-引力伴子（e^+ e^- -> chi + gravitino -> gamma + E_miss）和中性伴子-中性伴子（e^+ e^- -> chi + chi -> gamma + gamma + E_miss）产生的。LEP 1的极限意味着，在LEP 2时，我们只能观测到其中一个信号，而不能同时观测到两个信号，这取决于中性伴子和引力伴子的质量：当m_chi > Mz且m_引力伴子< 3 x 10^-5 eV时，是单光子;当m_chi < Mz且m_引力伴子的所有允许值时，是双光子。
1996-11-14 hep-ex hep-ph
Associated production of light gravitinos at future linear colliders
我们研究了在未来的线性对撞机中，最轻的超对称粒子是引力伴子，产生的中性伴子迅速衰变为光子和引力伴子的情况下，与中性伴子相关联的轻引力伴子的产生。与多个Goldstino方案相比，我们发现光子的能量和角分布提供了关于超对称质量和超对称破缺的有价值的信息。
2012-02-02 hep-ph
NMSSM with Gravitino Dark Matter to be tested at LHC
我们提出了一个解决方案的引力子问题，这产生在NMSSM，允许从普通的引力介导的超对称性破缺与弱尺度引力子暗物质的sparticle光谱。这种耦合将单线态与MSSM扇区联系起来，增强了树能级的希格斯质量，为观测到的希格斯玻色子玻色子如此重提供了一个有吸引力的解释。同样的耦合诱导非常有效的对湮灭过程的中性伴子NLSP。它的遗迹丰度可以被充分抑制，以满足对原始核合成后期衰变遗迹的强约束-即使是很长的中性伴子寿命。对这种情况的惊人预测是，在LHC-14上寻找最高共振时检测到了赝标量希格斯玻色子玻色子，使其完全可以测试。
2013-08-12 astro-ph.CO hep-ph
Reconciling thermal leptogenesis with the gravitino problem in SUSY models with mixed axion/axino dark matter
成功实现热稀薄生成需要再加热温度T_R \agt 2 \times 10^9 GeV，这显然与具有TeV尺度引力子的超对称模型相冲突，后者需要更低的T_R以避免大爆炸核合成（BBN）约束。我们发现，混合轴子/轴子暗物质可以在m_{\tG} \agt为30 TeV、具有相当高的Peccei-Quinn破缺标度和初始失准角θ i < 1的模型中协调热稀薄生成和引力子问题.我们计算了轴子和轴子暗物质生产从四个来源，并施加BBN约束的长寿命引力子和中性子。此外，我们讨论了几个超对称模型，自然有几十TeV的数量级的引力子质量。我们发现，在汤川统一超对称性和AMSB与一个葡萄酒般的最轻的neutralino难以调和。然而，T_R \sim 10^{10}-10 12} GeV可以很容易地在有效超对称性和基于混合模异常调解的模型中实现。这种情况的后果包括：1.大型强子对撞机超对称性的发现应该与具有大引力子质量的超对称性模型相一致。表观中性伴子残余丰度Ω_{ \tz_1 }h^2 \alt 1，3.不应发现WIMP直接或间接检测信号，以及4.轴子质量应小于\sim 10^{-6} eV，略低于微波腔轴子探测实验探索的常规范围。
2010-12-07 astro-ph.HE hep-ph
Thermal leptogenesis and the gravitino problem in the Asaka-Yanagida axion/axino dark matter scenario
成功地实现热稀薄发生需要膨胀后的再加热温度T_R超过~2 \times 10^9 GeV。如此高的T_R值通常会导致早期宇宙中引力子的过度产生，这将引起主要与BBN约束的冲突。Auburn和Yanagida（AY）提出，如果采用质量等级m（sparticle）>m（gravitino）> m（axino），m（axino）keV，则这两个问题可以在Peccei-Quinn增广MSSM（PQMSSM）的上下文中得到调和。我们计算了AY方案中混合轴子/轴子暗物质的残余丰度，并研究了在什么条件下可以产生足够的热稀薄生成T_R值。高的PQ破缺尺度fa可以抑制轴子的产生，而小的真空失准角θ i可以抑制轴子的产生。大的f_a值导致中性伴子的衰变较晚。为了避免BBN的限制，AY方案需要低的中性伴子热丰度和高的中性伴子质量值。我们把晚期衰变的萨克逊介子的熵产生包括在内，发现萨克逊介子通常至少要比引力子重几倍。一个可行的AY方案表明，LHC应该发现一个与弱尺度超引力相一致的超对称粒子谱;表观中性伴子丰度很低;应该出现一个可能的轴子探测信号（可能具有亚微电子伏特范围内的m_axion），但不应该观察到WIMP暗物质的直接或间接信号。
2011-02-14 astro-ph.HE hep-ph
The Moduli and Gravitino (non)-Problems in Models with Strongly Stabilized Moduli
在引力介导的模型中，特别是在具有强稳定模量的模型中，在高根质量、引力子质量和模量质量之间存在着一个自然的等级：$m_{1/2} \ll m_{3/2} \ll m_ϕ$。给定这个层次，我们表明，1）与模衰变的过剩熵产生相关的模问题和2）与模/引力子衰变到中性伴子相关的问题是不存在的。放置在一个通货膨胀的背景下，我们表明，模量振荡的振幅受到严重限制的强稳定。这样，模量振荡就永远不会主导宇宙的能量密度。因此，模量衰变为引力伴子以及随后衰变为中性伴子并不需要使冷暗物质密度过多。
2013-10-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resonant slepton production at the LHC in models with an ultralight gravitino
我们研究共振slepton生产在大型强子对撞机与引力子在最后状态。轻子经历规范衰变为中性伴子和轻子，中性伴子衰变为光子和引力伴子。通过测量γ- G和l-γ- G子系统的横向质量，可以精确地重建slepton和neutralino的质量。在参数空间的某些区域，slepton直接衰变为轻子和引力子，给出了与W产生相同的实验拓扑（l缺少E_T）。我们提出了一种新的轻子-引力子产生的矩阵元平方。在W的轻子缺失动量横向质量分布的尾部有一个峰值，它为这个过程提供了一个信号，并提供了一个精确的斯莱普子质量的测量。我们展示了大型强子对撞机和300 fb^{-1}的积分亮度的搜索范围。
2004-03-12 hep-ex hep-ph
Single-photon signals at LEP in supersymmetric models with a light gravitino
我们研究的单光子信号预期在LEP的模型与一个非常轻的引力子。主要的过程是中性伴子-引力伴子的产生（e+e-> chi+ G），随后中性伴子通过chi->gamma+G衰变，产生gamma+E_miss信号。我们首先计算了任意质心能量下的截面，并给出了适用于一般中性伴子组成的微分截面的解析表达式。然后，我们考虑LEP 1和LEP 161单光子搜索的引力子质量的约束，并可能在Tevatron这样的搜索。我们表明，它是可能的，以逃避严格的LEP 1限制，仍然获得一个可观察的率在LEP 2，特别是在该区域的参数空间，可以解释CDF e+e+gamma+gamma+E_T，错过事件。由于中性伴子对产生的双光子事件在这种情况下在运动学上是不可接近的，因此对任何光子信号的观测都将区分文献中的各种光-引力伴子场景。我们还进行了蒙特卡罗模拟的预期的能量和角分布的发射光子，和失踪的不变的质量预期的事件。最后，我们专门的情况下，最近提出的单参数无标度超引力模型的结果。
1996-11-26 hep-ph
Monophoton signals in light gravitino production at $e^+e^-$ colliders
在超对称（SUSY）模型中，引力子非常轻，我们重新审视了在$e^+e^-$对撞机上的光子加上丢失的能量信号。有两种可能的过程提供了这个信号：引力伴子对的产生和与中性伴子相关的引力伴子的产生，分别通过额外的光子辐射和中性伴子衰变导致双光子末态。通过使用超空间形式主义，我们构建了一个模型，使我们能够研究这两个过程的参数空间。我们表明，信号截面和光子光谱提供的信息的超对称粒子的质量以及超对称破缺规模。
2014-06-24 hep-ph
Identifying a Higgsino-like NLSP in the context of a keV-scale gravitino LSP
类希格斯诺中性伴子次轻粒子（NLSP）和keV量级引力伴子（$\widetilde{G}$）LSP的存在开辟了NLSP的新衰变模式，主要是Higgs/ $Z$玻色子和LSP。此外，keV尺度的引力子作为暖暗物质的候选者，从暗物质的约束中拯救出相对较轻的类希格斯诺NLSP。我们关注在LHC上观测到至少一个b喷流和两个相反符号的带有大的缺失横动量（$\geq 1 b$ $+$ $ \ell^+\ell^-+\not{\!\!E}_T$）信号的轻子的前景。这种情况的一个显著特征是在中性伴子衰变中产生了纵向$Z$玻色子，这与类高根中性伴子的情况不同，后者的$Z$大部分是横向的。母体$Z$玻色子的偏振信息反映在衰变轻子的角分布和由此导出的其他一些变量中。
2020-04-26 hep-ph
Analysis of LEP Constraints on Supersymmetric Models with a Light Gravitino
本文基于Higgs混合参数μ和SU（2）规范子质量M_2平面，分析了辐射中性伴子衰变为轻引力伴子的LEP约束。在（μ，M_2）平面上的初步LEP 2W约束比超对称模型强得多，在超对称模型中最轻的中性伴子是稳定的。电荷伴子或选择子衰变到含有轻引力伴子的终态的参数空间的一个重要部分可以提供CDF ee γ γ + E_T的解释，现在可以被LEP 2W的初步数据排除。
1996-10-24 hep-ph
Gravitino Dark Matter and the ILC
我们回顾了引力子暗物质的情况下停止，中性伴子和sneutrino次锂超对称粒子和讨论的前景，调查在大型强子对撞机和线性对撞机这样的方案。
2010-03-19 hep-ph
Probing Minimal Flavor Violation with Long-Lived Stops and Light Gravitinos at Hadron Colliders
在最小味破坏（MFV）的框架下，我们讨论了轻引力子存在下超对称标量顶（停止）的衰变性质。由于较轻的终止子和最轻的中性伴子之间的质量差很小，并且光谱足够解耦，因此终止子可能是长寿命的，从而可以在强子对撞机上为MFV提供支持。对于类双星最轻的中性伴子，我们应用在伽马伽马加上缺失的横向能量通道（ATLAS为1 fb^-1，D 0为6.3 fb^-1）中搜索得到的边界，并给出ATLAS搜索的5 fb^-1投影。
2011-12-22 hep-ph
Associated production of light gravitinos in e^+e^- and e^-γcollisions
在最轻的超对称粒子是引力伴子，产生的中性伴子（选择子）迅速衰变为光子（电子）和引力伴子的情况下，重新研究了e^+e^-（e^-γ）碰撞中中性伴子（选择子）产生的轻引力伴子.利用有效goldstino相互作用的拉格朗日量，我们明确地给出了产生过程的螺旋度振幅，并给出了不同碰撞能和质量谱下的截面。我们还研究了信号和背景过程的运动学切割和光束偏振的选择效率，并表明光子（电子）的能量和角分布可以探索t通道交换粒子的质量以及未来e^+e^-（e^-γ）对撞机上衰变粒子的质量。
2011-11-13 hep-ph
Gravitino dark matter in brane-world cosmology
研究了膜宇宙学中的引力子暗物质假说。理论框架是粒子物理的CMSSM和引力的RS II膜模型。我们发现引力子在宇宙中可以扮演暗物质的角色，并确定了不同五维普朗克质量下引力子的质量。对于后者，得到了一个上界。
2007-05-08 hep-ph
Neutralino and gravitino dark matter with low reheating temperature
我们研究的情况下，再加热温度$T_R$膨胀后是如此之低，它是可比的，或低于，冻结出温度的普通WIMP。在这种情况下，暗物质残余物的丰度减少了，因此放松了来自宇宙不过度接近的要求的通常强约束的影响。我们首先重新检查在重新加热过程中冻结的动力学。接下来，我们应用贝叶斯方法来研究MSSM的参数空间与10个自由参数，CMSSM和NMSSM的singlino占主导地位的地区。在每一种情况下，我们发现戏剧性的偏离通常认为制度的高$T_R$，具有重要意义的直接检测暗物质搜索。在MSSM中，我们检查WIMP质量范围高达~5 TeV，并发现在整个质量范围内的比诺暗物质区域，和higgsino暗物质的质量在类似的范围内，但从标准的高$T_R$方案的~1 TeV值开始。我们表明，比诺检测的前景强烈依赖于$T_R$，而higgsino的大部分是未来的一吨探测器检测。在标准场景中被排除在外的wino，如果其质量大致超过3.5 TeV，并且可以检测到，则再次被允许。在CMSSM中，虽然探测前景仍然相似，但双星和重星的质量范围变得更加有限。在Next-to-MSSM中，当$T_R$足够低时，宇宙学上允许模型的参数空间具有大范围的单斜占优。我们还研究了直接和级联衰变的暴胀子的DM遗迹密度的贡献。最后，我们考虑引力子作为暗物质的情况。我们发现强大的界限overclosure和大爆炸核合成，并推导出下限的$T_R$依…
2014-10-03 astro-ph.CO hep-ph
Light Gravitinos at Colliders and Implications for Cosmology
质量在eV到MeV范围内的轻引力子在粒子物理学中很有意义，但它们作为暗物质候选者的地位被早期宇宙的不确定性所混淆。我们调查即将到来的数据从对撞机可能会澄清这一情况。轻引力子主要产生于次轻的超对称粒子的衰变中，产生壮观的信号，包括双光子，延迟和非指向光子，扭结带电轨道和重亚稳态带电粒子。我们发现20/fb的Tevatron和1/fb的7 TeV LHC都可能看到数百个光引力子事件的证据。值得注意的是，这个对撞机数据也非常适合区分目前可行的光引力子场景，对结构形成，膨胀和其他早期宇宙学具有显着的影响。
2010-04-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Gravitino Cosmology Helped by a Right Handed (S)Neutrino
在本文中，我们讨论有趣的情况下，引力子和最轻的右手（s）中微子之间的相互作用。我们考虑两个引力子质量区，即$m_{3/2}=\mathcal{O}(100){\rm eV}$和$m_{3/2}\simeq100{\rm GeV}$。对于前一种情况，宇宙学历史中大量的熵产生稀释了引力子遗迹丰度，这是不可避免的，因为这与银河系中卫星星系的数量一致。我们将证明右手中微子可以扮演重粒子的角色，后者的晚期衰变提供了这样一种额外的辐射。对于后一种情况，$m_{3/2}\simeq100{\rm GeV}$的引力子可能将$S_{8}$张力分解为衰减的暗物质。我们将展示最轻的右手中微子及其超伴子如何帮助引力子衰变的暗物质拥有足够长的寿命和质量简并，并产生大量衰变产物来解决$S_{8}$张力。
2022-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Gravitino Production from Heavy Moduli Decay and Cosmological Moduli Problem Revived
重新研究了相对重模场的宇宙学模问题。为此，我们在定量水平上考察模场的衰变。在规范动力学函数中，只要它们之间的耦合不被抑制，模主要衰变为规范玻色子和规范玻色子。值得注意的是，模衰减成引力子对一般是不受抑制的，典型的分支比为0.01。如此大的引力子产额在模量衰减后引起了宇宙学上的困难。来自大爆炸核合成的约束将引力子的质量推高到10^5 GeV以上。此外，为了避免稳定的中性伴子最轻超粒子（LSP）过多，类维诺LSP的引力伴子必须大于10^6 GeV，而其他中性伴子LSP的引力伴子则更重。这对低能超对称性的模型构建提出了严格的限制。
2006-02-21 hep-ph hep-th
The New Look pMSSM with Neutralino and Gravitino LSPs
pMSSM为超对称现象学提供了一个广阔的视角。在本文中，我们产生了两个新的，非常大的，一套pMSSM模型的sparticle质量扩展到4 TeV，其中最轻的超对称粒子（LSP）是中性伴子或引力伴子。引力子LSP的存在需要详细研究其宇宙学效应，我们发现大爆炸核合成对这种情况有很强的约束。这两组都受到一组全球性的理论，观测和实验的限制，导致在一个样本的\sim 225 k可行的模型为每个LSP类型。简要比较了这两种模型集的特点。我们面对中性伴子LSP模型集与搜索超对称性在7 TeV的LHC使用失踪（MET）和非失踪ET ATLAS分析。在MET的情况下，我们采用Monte Carlo估计的SM背景在7和8 TeV的比例重新缩放7 TeV的数据驱动的ATLAS背景到8 TeV。这使我们能够确定该碰撞能量的pMSSM参数空间覆盖。我们发现，在8 TeV的积分光度为\sim 5 - 20 fb ^{-1}将产生一个显着增加，在这个覆盖范围相比，在7 TeV，可以探测大约一半的模型集。如果在8 TeV的运行中没有发现pMSSM，那么我们的模型集将基本上不含\lesssim 700 - 800 GeV的胶子和最轻的第一代和第二代方子，这比类似的mSUGRA界限小得多。最后，我们证明了非MET超对称搜索继续发挥重要作用，探索pMSSM参数空间。这两个pMSSM模型集可以作为未来几年研究的基础。
2012-06-30 hep-ex hep-ph
A Test for Light Gravitino Scenario at the LHC
超对称（SUSY）标准模型中最轻的超对称粒子（LSP）是超轻引力子（m_{3/2} =O（1）eV），因为它不涉及宇宙学引力子问题，所以非常有吸引力。如果中性伴子是下一个最轻的超对称粒子（NLSP），它会在对撞机实验中衰变为光子和引力伴子。我们提出了一个简单的测试引力子的亮度在大型强子对撞机。
2009-05-25 hep-ph
Dark Matters in Axino Gravitino Cosmology
建议在1 MeV区域的轴子质量和eV区域的引力子质量可以提供光子退耦时间的数量级的轴子寿命。在这种情况下，在星系形成时，一些未衰变的轴子表现得像冷的暗物质，而一些轴子衰变产物（引力子和热轴子）表现得像热的暗物质。
1993-05-04 hep-ph
Collider signatures of gravitino dark matter with a sneutrino NLSP
对于具有守恒R宇称和GeV质量的引力子暗物质，大爆炸核合成的非常强的约束排除了流行的NLSP候选者，如中性伴子和带电的slepton。因此，在这封信中，我们提请注意sneutrino NLSP的情况，这是自然实现的背景下，高吉诺调解。我们发现有趣的对撞机签名，其特征在于软射流或轻子由于小sneutrino-斯陶质量分裂。此外，最轻的中性伴子可以有可见的衰变为Staus，在参数空间的某些部分也可以衰变为电子子和太阳子。我们还显示了共湮灭效应的BBN约束的评价的重要性。
2007-08-06 astro-ph hep-ph
The Axino-Gravitino Cosmology
本文提出了一个轻轴子和轻引力子的宇宙学方案。最重要的结果是它可以模拟大尺度结构形成的混合暗物质（MDM）模型。在强CP问题的不可见轴子解的超引力推广中，不可避免地会出现轴子和引力子。轻引力子的可能性在最近规范介导的超对称破缺的研究中很受欢迎。
1997-11-26 astro-ph hep-ph
Gravitino cosmology in supersymmetric warm inflation
在超对称的暖暴胀模型中，暴胀子场的耗散运动所产生的辐射浴的高温可能会导致潜在危险的引力子的显着热丰度。虽然以前的讨论这个问题只集中在引力子生产结束时的温暖的通货膨胀，类似于传统的再加热的情况下，我们研究的引力子丰度的完整演变过程中和膨胀后的简单单项潜力，考虑到增强的引力子和可能的高吉诺质量由于超对称性破缺在通货膨胀和平稳过渡到辐射主导的时代。我们发现，一方面，连续的热生产增加的引力子产量，虽然，在另一方面，“冻结”发生在温度远低于先前估计。此外，对于足够强的耗散，这允许亚普朗克暴胀值，较低的辐射温度显着简化并可能解决引力子问题，但通过耗散效应产生重子不对称性。我们的分析也可能与标准的再加热有关，因为振荡的暴胀子也会改变引力子的质量，可能会改变产生的引力子产额。
2013-01-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Saxion Cosmology for Thermalized Gravitino Dark Matter
在所有的超对称理论中，质量被普朗克尺度抑制的引力子是暗物质的明显候选者;但是如果引力子达到热平衡，这样的暗物质显然要么太丰富，要么太热，被排除在外。然而，在轴子理论中，一个轴子凝聚体是在宇宙历史的早期产生的，它的晚期衰变稀释了暗物质。我们表明，这种稀释允许先前热化的引力子占观察到的暗物质在非常宽的范围内的引力子质量，千电子伏< $m_{3/2}$ < TeV，轴子衰变常数，$10^9$ GeV < $f_a$ < $10^{16}$ GeV，和saxion质量，10兆电子伏< $m_s$ < 100 TeV。这个参数空间上的约束条件进行了研究，从BBN，超对称性破缺，引力子和轴子生产冻结和萨克逊衰变，并从轴子生产错位和参数共振机制。$(m_{3/2}, f_a, m_s)$的大的允许区域仍然存在，但是对于DFSZ和KSVZ理论是不同的。在对撞机上产生的超伴子可能会导致顶点位移和扭结的事件，并且可能包含衰变为$(WW,ZZ,hh), gg, γγ$或一对标准模型费米子的萨克斯子。冻结可能导致引力子暗物质的次主导暖成分，而萨克逊衰变为轴子可能导致暗辐射。
2017-03-28 astro-ph.CO hep-ph
Mixed axion/gravitino dark matter from SUSY models with heavy axinos
我们研究了超对称轴子模型中的暗物质产生率，该模型以质量等级m_引力伴子<< m_中性伴子<< m_轴子为代表。在这样的模型中，人们期望暗物质由轴子/引力子混合物组成。在提出这样一个质量层次可能出现的动机，我们研究暗物质生产的SUSY金-Shifman-Vainshtein-Zakharov（KSVZ）模型，SUSY Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型和混合模型包含KSVZ和DFSZ的贡献。引力伴子可以通过热或非热的方式从axino、saxion或neutralino衰变中产生。我们得到了由于引力子产生过剩而导致的T_R的上界，包括热过程和非热过程。当T_R接近上界时，则暗物质倾向于引力子主导，但当T_R远低于上界时，则轴子主导更为典型，尽管在许多情况下我们发现了可比较的轴子和引力子的混合物。在这类模型中，我们最终期望检测到遗迹轴子，但没有WIMP信号，尽管超对称性最终应该在对撞机上被发现。
2015-04-17 hep-ph
Cosmology of Gravitino LSP Scenario with Right-Handed Sneutrino NLSP
本文考虑具有右手中微子的超对称模型，其中中微子质量为纯Dirac型。我们讨论宇宙学的基础上这样一个场景，特别注意的情况下，引力子是最轻的超粒子（LSP），而右手sneutrino是下一个LSP。它将表明，在这种情况下，引力子LSP方案的宇宙学约束（特别是那些从大爆炸核合成）大大放松。我们还将考虑这种情况对结构形成的影响。
2007-10-19 hep-ph
Quasi-stable neutralinos at the LHC
我们研究了具有小R宇称和轻子数违反耦合的标准模型的超对称扩展，这些耦合与原始核合成、热轻子生成和引力子暗物质是一致的。我们考虑超引力模型，其中引力子是最轻的超粒子，其次是一个类似比诺的次轻超粒子（NLSP）。扩展以前的工作，我们详细调查的灵敏度LHC实验的R-宇称破缺参数zeta各种胶子和夸克质量。我们执行模拟的信号和背景事件的通用检测器DELPHES，我们实现了有限的NLSP衰减长度。我们发现，在大型强子对撞机的胶子和夸克质量，zeta的值可以探测这是一个到两个数量级小于目前的上限从天体物理学和宇宙学。
2011-07-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Sneutrino inflation in Gauss-Bonnet brane-world cosmology, the gravitino problem and leptogenesis
我们在膜世界的情况下讨论中微子暴胀。我们在兰德尔-桑德拉姆II型膜世界中工作，通过引入高斯-邦纳项（对弦论中有效作用量的修正）将其推广。我们发现，一个可行的暴胀模型得到适当的再加热温度，导致正确的重子不对称性，使引力子安全的宇宙学。在具体的实现中，我们满足所有的观测constants没有不自然的小汤川耦合所需的其他相关方法。
2005-11-11 hep-ph
Gravitino production in the Randall-Sundrum II braneworld cosmology
膜世界对弗里德曼膨胀定律的修正可能对早期宇宙的宇宙学演化产生重要影响。特别是，原始粒子的丰度在很大程度上取决于宇宙早期膨胀的速率。在这篇文章中，我们研究了稳定和不稳定的引力子的产生，无论是从热创造和从一个重标量的衰变，在兰德尔-Sundrum II膜世界的背景下。我们的结论是，根据5D基本普朗克质量的值，一些通常的标准宇宙学约束的再加热温度和重标量的质量可以逃避。
2007-02-20 hep-ph
A brane world cosmological solution to the gravitino problem
我们在膜世界宇宙学的背景下研究引力子的热产生。由于膨胀定律是从标准宇宙学中的膨胀定律修改而来的，因此引力子产生的玻尔兹曼方程也被改变了。我们发现，晚期引力子的丰度与膜世界宇宙学中的修正膨胀定律与标准膨胀定律相连接的“转变温度”成正比，而不是与标准宇宙学中的膨胀后再加热温度成正比。这意味着，即使再加热温度非常高，我们也可以通过将转变温度降低到足够低来避免引力子的过度产生。因此，引力子问题可以得到解决。
2005-01-13 astro-ph hep-ph
On the Brane Cosmology of KK Gravitinos
在这份报告中，我认为宇宙学的KK引力子的模型与额外的维度，特别是与已知的非标准的高能量制度的膨胀，这是与他们有关。主要结果是，一旦考虑到BBN对衰变中释放的允许熵的限制，这种KK模的产生就与暴胀后的非标准膨胀不相容：没有五维普朗克质量，因此产生的KK引力子相对于BBN是安全的。这一结论适用于只有引力在整个时空中传播的平坦模型和弯曲模型。本报告基于工作arXiv：0705.4227 [hep-ph]。
2008-04-17 hep-ph
Brane Cosmology and KK Gravitinos
考虑了额外维模型中KK引力子的宇宙学。主要结果是，这种KK模式的产生是不兼容的时代的非标准膨胀后的通货膨胀。这是因为零模上的BBN约束迫使约化的五维普朗克质量$M_5$降到比通常的四维质量小得多的值，但这又意味着在给定温度下有许多KK态可用。一旦考虑到这些状态，人们发现不存在产生的KK引力子满足BBN和过闭合约束的$M_5$。这一结论适用于只有引力在整个时空中传播的平坦模型和弯曲模型。
2007-06-05 astro-ph hep-ph
Gravitino Production in the Early Universe and Its Implications to Particle Cosmology
讨论了不稳定引力子对大爆炸核合成（BBN）的影响及其对粒子宇宙学的意义。当引力子质量小于\sim 20 TeV时，引力子的寿命将超过\sim 1秒，其衰变可能破坏标准BBN的成功.为了避免这样的问题，获得了膨胀后再加热温度的上限，其可以低至\sim 10^{5-6} GeV。对于这样低的再加热温度下的重子生成，基于超对称性破缺的大截止超引力（LCSUGRA）假设，提出了一个一致的方案，即引力子和sfermion的质量达到\sim O（1-10 TeV）。在LCSUGRA中，非热的轻子生成可以产生足够大的重子不对称性。我们还看到，在LCSUGRA的情况下，最轻的超粒子的遗迹密度变得与WMAP值的暗物质密度在成功的非热leptogenesis所需的参数区域一致。在这种情况下，暗物质密度可以用未来的e^+e^-线性对撞机来重建。
2005-09-13 hep-ph
Broken R-Parity in the Sky and at the LHC
标准模型的超对称扩展与小的R宇称和轻子数违反耦合自然地与原始核合成，热leptogenesis和引力子暗物质相一致。我们考虑在大统一尺度下具有普适边界条件的超引力模型，标量τ轻子或类双星中性伴子是次轻超粒子（NLSP）。最近的费米-LAT数据的各向同性扩散伽马射线通量产生的引力子寿命的下限。比较两体引力伴子和中性伴子衰变，我们发现中性伴子NLSP衰变长度的一个下界，$c τ_{χ^0_1} \gsim 30 cm$。加上引力伴子和中性伴子的质量，我们就可以得到普朗克质量的微观测定。对于stau-NLSP，不存在与模型无关的衰减长度下限。在这里，最强的束缚来自于宇宙学重子不对称性不被消除的要求，这产生了$c τ_{\tildeτ_1} \gsim 4 mm$。然而，没有微调的参数，人们发现更大的衰减长度。对于典型的质量，$m_{3/2} \sim 100 GeV$和$m_{NLSP} \sim 150 GeV$，发现强度接近费米-LAT极限的光子线意味着衰变长度$cτ_{NLSP}$为几百米，这可以在大型强子对撞机上测量。
2010-10-28 hep-ex hep-ph hep-th
Gravitino Dark Matter in the CMSSM and Implications for Leptogenesis and the LHC
在CMSSM的框架下，我们研究了宇宙中最轻的超对称粒子和冷暗物质的主要成分引力子。我们既包括热贡献，其遗迹丰富的等离子体中的散射和一个非热的中性伴子或斯陶衰变后冻结。一般来说，这两种贡献都很重要，尽管在参数空间的不同区域。我们还包括约束BBN的电磁和强子簇射，从CMB黑体光谱和对撞机和非对撞机超对称性搜索。中性伴子是次轻超伴子的区域受到来自过多电磁簇射的保守约束的严重限制，并且可能基本上被强子簇射的约束排除在外，而Stau情况仍然是允许的。在这两个区域，来自资本市场管理局的制约因素往往很重要，甚至占主导地位。在stau的情况下，为假定的合理范围内的软超对称性破缺参数，我们发现的区域的引力子丰度是在协议的范围内推断从CMB的研究，只要在许多情况下，再加热温度$\treh$是大的，$\treh\sim10^{9}\gev$。在另一边，我们找到一个上界$\treh\lsim 5\times 10^{9}\gev$。来自BBN的保守性较低的界限或测量CMB谱的改进将对整个方案提供显著的挤压，特别是它将强烈不利于$\treh\sim 10^{9}\gev$的最大值。引力伴子暗物质方案所青睐的区域与中性伴子暗物质所对应的标准区域有很大的不同，将在大型强子对撞机上进行部分探测。
2005-07-19 astro-ph hep-ph
Baryon Asymmetry and Dark Matter
本文研究了大重子生成温度（$T_B = O(10^{10}$ GeV）对标准模型超对称扩展中超粒子质量谱的影响。以中性伴子作为最轻超粒子的模型被排除在外。以引力伴子为LSP，随后是类希格斯诺中性伴子（NSP），获得了一致的图像。质量从10到100 GeV的引力子可能是暗物质的主要成分。
1998-09-21 astro-ph hep-ph
Constraints on Neutralino masses and mixings from Cosmology and Collider Physics
在LEP的电荷对生产的截面测量的界限产生的电荷质量的约束。如果假设是大统一关系，那么最轻的中性伴子一定比$\approx 45 -50\GeV$重。如果没有大统一理论关系，中性伴子质量的下限就不存在。我推导出质量界限上的最轻的中性伴从遗迹密度测量相对论和非相对论中性伴和我推导出的selectron质量界限上的中性伴对生产过程$e^+e^-\to \x{1}\x{2}$在LEP的横截面上观察到的限制，如果最轻的中性伴是无质量的。进一步讨论了辐射中性伴子的产生及其在未来ILC中的背景。最后，我提出了一种方法，以确定中性伴子耦合到右，左手电子和Z玻色子的截面测量的辐射中性伴子的生产和中性伴子对在ILC。
2007-08-09 hep-ph
Supersymmetric analysis and predictions based on the CDF eeγγ+ missing E_T event
我们已经分析了CDF的单个$\eegg + \slashchar{E}_T$事件，发现预期的速率和运动学与selectron对产生一致。我们考虑两类一般低能超对称理论，其中最轻的中性伴子（“中性伴子LSP”方案）或引力伴子（“轻引力伴子”方案）是最轻的超对称粒子。超对称拉格朗日量的参数空间受到事件的运动学和选择子的必要衰变链的分支比的严格约束。我们确定了一个区域的参数空间满足所有低能量的限制，并符合选择解释的$eeγγ+ \Et$事件。我们讨论了其他超对称过程在费米实验室Tevatron和欧洲核子研究中心LEP在这两种情况下，可以确认或排除超对称解释的事件，并可以区分中性伴子LSP和轻引力子的情况。
1996-02-16 hep-ph
Phenomenological Aspects of Gauge Mediation with Sequestered Supersymmetry Breaking in light of Dark Matter Detection
在最近的一项工作中，提出了一个具有隔离超对称性破缺的规范介导模型。在这个模型中，引力子的质量是O（100）GeV，而不会引起中性流的味道变化问题。与传统的规范介导相反，引力伴子不是最轻的超对称粒子，中性伴子是暗物质的候选者。在本文中，我们调查的唯象方面，这个模型和讨论的可能性直接检测的暗物质。特别是，我们专注于轻中性伴子的情况下，发现光希格斯诺场景，如焦点是有趣的，考虑到最近的CDMS结果。
2010-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Boson Decays into Light Gravitinos
我们研究了最小超对称标准模型中的中性和带电希格斯玻色子衰变为一个非常轻的引力伴子和一个中性伴子或荷伴子的过程。目前的实验限制已经暗示，较轻的标量希格斯玻色子只能有一个非常小的分支比进入这种模式。然而，如果引力子的质量低于$\sim 0.5$ eV，较重的中性带电希格斯玻色子玻色子衰变为引力子可能是重要的，甚至是占主导地位的。我们讨论了在未来的$e^+ e^-$对撞机上产生重CP偶态和CP奇态的相关信号，并对强子对撞机上产生希格斯玻色子进行了评论。
1997-03-29 hep-ph
Neutralino dark matter in brane world cosmology
研究了膜世界宇宙学中中性伴子暗物质的热遗迹密度。由于膜世界宇宙学中高能区域的膨胀定律与标准宇宙学中的膨胀定律不同，因此最终的遗迹密度可以改变。结果表明，如果五维普朗克质量$M_5$小于$10^4$ TeV，则在退耦时刻膜世界宇宙学效应是显著的，由此产生的遗迹密度增加.我们计算了约束最小超对称标准模型（CMSSM）中的中性伴子遗迹密度，并表明随着$M_5$的减小，标准宇宙学中的中性伴子遗迹密度被极大地改变，并最终消失.基于中性伴暗物质假设，我们还发现了$M_5 \gtrsim 600$ TeV的一个新的下界，即为了使中性伴暗物质的允许区域存在的下界。
2005-04-01 astro-ph hep-ph
3.5 keV x-ray line from decaying gravitino dark matter
像引力子这样的极弱相互作用粒子在宇宙学时间尺度上可能足够稳定，即使存在R宇称破坏，也可以构成一个很好的暗物质候选者。我们认为最近发现的3.5 keV X射线线可以产生轻引力子衰变到中微子和光子的可能性。我们发现，这确实是可能的三线性轻子数违反耦合引起的回路过程。我们表明，为了避免产生过剩的引力子，再加热温度必须在最多约100 GeV至1 TeV。最后，我们简要地讨论了由相对轻的胶子和中性伴子的R宇称破坏衰变产生的多喷注/多轻子事件引起的LHC现象。
2014-07-17 hep-ph
The cosmological moduli problem and naturalness
宇宙学模问题（CMP）分为三个部分：1。潜在的违反BBN约束后期衰减模字段，2。模诱导的引力子问题，其中引力子是过度生产和3。模诱导的最轻超对称粒子（LSP）产生过剩问题。我们研究宇宙学的模量问题及其与电弱自然性的联系。在一般超对称模型中，我们计算了光模场到MSSM粒子和引力子的各种两体衰变宽度。我们包括相空间和混合效应。我们研究的情况下，没有和螺旋抑制模衰减到引力子（情况1和2）和/或gauginos（情况A和B）。对于B1的情况下，我们评估区域的引力子质量m_{3/2}与模质量m_∞参数空间约束的BBN，引力子的过度生产和过度生产的中性子暗物质，以及连接到自然。对于这种情况，基本上所有的参数空间都被排除，除非m_dmax>~2.5 \times 10^3 TeV，其中m_dmax <2 m_{3/2}。对于一个潜在的最有利的情况B2与希格斯玻色子衰变和物质关闭，然后模量分支分数超对称性和引力子成为高度抑制在大m_∞。但是，由于模数密度的增加速度比分支分数的减少速度快，中性伴子暗物质的产生仍然严重过剩。我们还表明，在这种情况下，热产生的引力子问题是固定的巨大的熵稀释，但非热引力子生产的模量衰减仍然是一个巨大的问题，除非它是运动学抑制与m_∞ <2 m_{3/2}。在教学附录中，我们提出了模场两体衰变宽度的详细计算。
2022-02-02 hep-ph
A Gravitino-rich Universe
引力子在宇宙学中扮演着重要的角色，不仅因为它的相互作用是普朗克压制的，因此寿命很长，而且因为它是通过各种过程产生的，例如热等离子体中的粒子散射，（伪）模量和暴胀子衰变。我们从各个方面研究了早期宇宙富含引力子的可能性。特别是，如果像最近发现的质量约为125-126 GeV的标准模型希格斯玻色子所暗示的那样，在自然界中实现了高尺度的超对称性，那么可行的宇宙学是可能的。我们发现，宇宙甚至可以是引力子主导的，在这种情况下，引力子衰变会导致熵稀释。如果引力子丰度与再加热温度成正比，那么在引力子演化中的最大重子不对称性和引力子衰变产生的暗物质都变得与再加热温度无关。暗物质的候选者是类似维诺的中性伴子，与反常-中介关系相比，它的质量被抑制了。
2012-10-15 hep-ph
Heavy Gravitino and Split SUSY in the Light of BICEP2
高尺度超对称性（SUSY）与分裂光谱已成为越来越令人感兴趣的，鉴于目前的实验结果。弱标度以上的超对称性标度可能自然地与重的不稳定引力子相关联，其衰变构成了暗物质（DM）粒子。在微分裂的情况下，引力伴子大约在PeV尺度，最轻的TeV尺度的中性伴子是DM（的一个组成部分），引力伴子衰变产生的DM残余丰度不会过于接近宇宙，并且满足间接探测的约束条件，这就要求再加热温度低于10^9 - 10^{10} GeV。另一方面，BICEP 2的结果倾向于一个重暴胀子，其质量在10^{13} GeV左右，再加热温度在10^9 GeV或以上，并有一些一般性的假设。如果超对称性尺度更高，引力子质量超过PeV尺度，则可以缓解轻微的张力。有趣的是，在无标度超引力中，引力子可能非常重，大约为10^{13} GeV（暴胀子质量标度），而高吉诺在TeV标度下仍然可能很轻。
2014-07-02 astro-ph.CO hep-ph hep-th
