Direct Dark Matter Searches: Fits to WIMP Candidates
在简要介绍了一般的暗物质和作为候选者的WIMP之后，我们回顾了直接暗物质搜索的最新结果。我们专注于旧的和最近的提示，指出轻WIMP的质量低于10 GeV。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-ph
WIMP Searches at the International Linear Collider
弱相互作用大质量粒子（WIMP，$χ$）是暗物质的候选者。在轻子对撞机上的WIMP搜索与在强子对撞机上的搜索以及直接和间接探测是互补的，因为它们直接探测与电子的耦合，而电子的耦合先验地独立于与强子的耦合。与强子对撞机一样，WIMP对的产生可以通过额外的标记粒子观察到，特别是来自初始状态辐射的光子（$e^+e^-\rightarrowχχγ$）。利用这种技术，可以探测到WIMP质量接近质心能量的一半。偏振光束对于减少标准模型背景和在发现信号的情况下表征新粒子的性质是必不可少的。在EFT的背景下，将讨论在国际直线对撞机上进行单光子WIMP研究的前景。此外，还将提出探测器要求。
2017-02-17 hep-ex hep-ph
Pinning down neutralino properties from a possible modulation signal in WIMP direct search
我们分析了中性伴子的性质的假设下，一些初步的实验结果的DAMA/NaI合作可能是一个年度调制效应的指示。我们研究哪些超对称配置将被挑出来的DAMA/NaI数据。我们还讨论了调查这些配置的可能性，通过实验寻找遗迹neutralinos比其他直接搜索。最后，我们讨论的可能性，探测这些配置的加速器搜索。
1997-09-09 hep-ph
Combining the data of annual modulation effect in WIMP direct detection with measurements of WIMP indirect searches
在以前的论文中，我们表明，DAMA/NaI实验的数据的WIMP直接检测，这表明一个可能的年度调制效应，是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。在本说明中，我们讨论了相关的超对称中性伴子配置的可探测性的间接寻找遗迹粒子的两个最有前途的方法：测量宇宙射线反质子和测量中微子通量从地球和太阳。
1998-09-02 astro-ph hep-ph
Superheavy WIMP dark matter from incomplete thermalization
虽然人们通常认为一类与$Z$玻色子有矢量耦合的弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质（DM）被直接DM搜索的空结果否定，但如果它们是质量为$m_{DM} \gtrsim 10^9$ GeV的超重粒子，那么这类WIMP DM仍然是可行的。未来，超重WIMP DM可以被搜索到$m_{DM} \simeq 10^{12}$ GeV，这对应于所谓的中微子下限。我们表明，所观察到的$Ω_\mathrm{DM}h^2 \simeq 0.1$的超重WIMP DM的丰度可以再现由一个合适的再加热温度的$T_R \simeq m_{DM}/29$膨胀后，如果直接膨胀衰变到DM是可以忽略的或运动学禁止。
2021-08-07 hep-ph
Determining the WIMP mass using the complementarity between direct and indirect searches and the ILC
我们研究的可能性，确定暗物质属性氙类100公斤的实验和GLAST卫星任务。我们表明，而直接探测实验将有效地探测轻WIMP，给出了积极的检测（在10%的水平为$m_χ \lesssim 50$ GeV），GLAST将能够确认，甚至增加的精确度的情况下，NFW配置文件，为WIMP-核子横截面$σ_{χ-p} \lesssim 10^{-8}$铅。我们还预测了下一代对撞机（ILC）中WIMP的产生速率，并将它们对WIMP质量的敏感性与XENON和GLAST项目进行了比较。
2009-01-06 astro-ph hep-ph
Generalized Analysis of Weakly-Interacting Massive Particle Searches
我们进行了广义分析的数据从WIMP搜索实验的点状WIMP的任意自旋和一般的洛伦兹不变的WIMP核相互作用。我们发现，在非相对论性的限制，只有自旋无关（SI）和自旋相关（SD）的WIMP-核子相互作用的生存，这可以参数化只有五个独立的参数。我们探索这个五维参数空间，以确定是否在DAMA实验中观察到的年度调制可以与所有其他实验一致。除了WIMP质量接近50 GeV和WIMP-中子SI耦合与WIMP-质子SI耦合之比$-0.77\le f_n/f_p\le -0.75$的参数空间的很小区域外，排除了纯SI相互作用。对于占主导地位的SD相互作用，我们发现一个上限的WIMP质量约为18 GeV，这只能被削弱，如果来自零搜索能量中微子从WIMP湮灭太阳的约束是逃避。没有一个区域的参数空间，可以调和所有的WIMP搜索结果可以很容易地容纳在最小的超对称扩展的标准模型。
2003-07-14 astro-ph hep-ph
E-Wimps
极弱相互作用大质量粒子（E-WIMP）是宇宙中冷暗物质的有趣候选者。我们回顾了两个动机良好的E-WIMP，轴子和引力子，并指出它们的宇宙学和现象学的相似性和差异，后者可能允许在LHC搜索超对称性时区分它们。
2005-10-31 hep-ph
Non-SUSY WIMPS: simplified models and Dark Matter at the LHC
我讨论了在大型强子对撞机上寻找暗物质的简化模型的构建。在回顾了哲学和一些简单的例子之后，我把注意力转向这些模型的理论一致性方面。
2017-11-02 hep-ph
On the connection of Gamma-rays, Dark Matter and Higgs searches at LHC
出于即将到来的希格斯分析，我们调查的希格斯玻色子追逐的互补性的重要性，在直接检测实验中的低质量WIMP搜索和伽马射线发射从银河系中心测量的费米-LAT望远镜的背景下的$SU(3)_c\otimes SU(3)_L\otimes U(1)_N$。我们得到了低质量区的残余丰度、热截面、WIMP-核子截面，并将它们与模型中Higgs玻色子的分支比进行了网络化。我们的结论是，希格斯玻色子的搜索有一个深刻的联系，在我们的模型中的暗物质的问题，特别是对于（$M_{WIMP} < 60$ GeV）的情况下，BR（$H \rightarrow 2$ WIMPs）$\gtrsim 90%$。这种情况可以解释希格斯粒子搜索过程中出现的任何轻微过剩，也可以解释银河系中心通过$b\bar{b}$通道发射的伽马射线，其中WIMP的质量范围为25-45 GeV，同时仍然符合氙100和CDMSII的当前限制。然而，如果最近在LHC和TEVATRON测量到的适度过量被证实并与标准模型希格斯玻色子相一致，这将意味着$ M_{WIMP} > 60 $ GeV，从而排除了任何解释费米LAT观测的尝试。
2012-06-25 hep-ph
The Waning of the WIMP? A Review of Models, Searches, and Constraints
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是最有动机的暗物质候选者之一。鉴于没有结论性的检测信号，但尽管广泛的搜索程序相结合，往往是以互补的方式，直接，间接和对撞机探针，我们发现它及时给一个广泛的概述WIMP范式。特别是，我们在这里回顾了WIMP范式的理论基础，讨论了各种检测策略的现状和前景，并探讨了未来的实验挑战和机遇。
2017-03-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
WIMP Dark Matter in a Well-Tempered Regime: A case study on Singlet-Doublets Fermionic WIMP
对弱相互作用大质量粒子（WIMP）的认真研究现在已经开始。在这种情况下，需要解决的最重要的问题是：“在多大程度上，我们可以限制WIMP模型在未来？那么，对于这些模型中的每一个，WIMP参数空间中剩下的未探索区域是什么？“在我们寻求回答这些问题的过程中，我们根据量子数对WIMP进行了分类，并采用最小性作为指导原则来研究每种情况。作为第一步，我们研究了一个简单的情况下，最小的组成在良好的回火费米WIMP制度，即单重态-二重态WIMP模型。我们考虑所有可用的约束，从直接和间接的搜索和预测的约束来自不久的将来和未来的实验。因此，我们得到的现状，近期的未来前景和未来的前景，这一模式在其所有的一般性。我们发现，在未来，这个模型将几乎完全由未来的直接暗物质探测实验（相比较弱的间接和对撞机的约束）和宇宙学（遗迹密度）的约束，因此将逐渐被推到角落的共湮灭区，如果没有WIMP信号被检测到。未来的轻子对撞机将有助于探索这一区域，而不受任何其他实验的限制。
2016-11-19 hep-ph
Light WIMP Searches: The Effect of the Uncertainty in Recoil Energy Scale and Quenching Factor
以液体氙探测器为例，一个强大的反冲能量校准的重要性，作为一个先决条件，寻找轻质量弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的强调。重要的不足之处，在现有的测量分析的相对闪烁效率和电离产额的核反冲在液体氙，导致的结论是，最近试图提取光WIMP灵敏度限制的XENON10和XENON100探测器是不成熟的，过于乐观。
2010-10-25 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Supersymmetry with radiatively-driven naturalness: implications for WIMP and axion searches
通过坚持MSSM的电弱和QCD部分的自然性，暗物质产生的图像与通常的WIMP奇迹图像相比有了很大的改变。在具有辐射驱动自然性的超对称模型（辐射自然超对称模型或RNS）中，其中包括对强CP和超对称μ问题的DFSZ类解决方案，暗物质预计将是轴子和希格斯诺类WIMP的混合物。WIMP/轴子丰度计算需要同时求解一组描述准稳定轴子和轴子的耦合玻尔兹曼方程。在大多数的参数空间，轴子弥补了占主导地位的贡献的暗物质，虽然地区的WIMP优势也发生。我们给出了PQ标度f_a的允许范围，并与ADMX轴子探测器在不久的将来预期探测的值进行了比较。我们还显示了WIMP的检测率，这是抑制从通常的期望，因为现在WIMP只包括一小部分的总暗物质。尽管如此，吨级稀有液体探测器应该能够探测整个RNS参数空间。间接的WIMP检测率是不太有利的，因为它们是由耗尽的WIMP丰度的平方减少。
2015-03-13 astro-ph.CO hep-ph
Precise Relic WIMP Abundance and its Impact on Searches for Dark Matter Annihilation
如果暗物质（DM）是一种弱相互作用大质量粒子（WIMP），是早期宇宙的热遗迹，那么它的总自湮灭截面可以通过它现在的质量密度来揭示。一般的WIMP的正则热平均截面通常表示为3*10^-26 cm ^3 s ^-1，不确定性没有具体说明，并且被认为与WIMP的质量无关。最近对DM湮没产物的搜索已经达到了排除100%分支比的正则截面的灵敏度，以确定最终状态和小WIMP质量。最终目标是探测所有运动学上允许的最终状态作为质量的函数，如果所有状态都被充分排除，则为WIMP质量设置下限。由于最近在直接和间接搜索中对轻WIMP的暗示，探测低质量区域的动机进一步增强。我们重新审视了一个通用的WIMP的热遗迹丰度计算，并表明所需的截面可以精确计算。当质量低于10 GeV时，它随质量变化很大，在质量约为0.3 GeV时达到最大值5.2*10^-26 cm ^3 s ^-1，当质量高于10 GeV时，它为2.2*10^-26 cm ^3 s ^-1，质量依赖性很弱。这些结果，显着不同的典型值，并没有考虑到在搜索湮灭产品从通用WIMPs，有一个显着的影响，从费米-LAT和WMAP+ACT目前的限制的解释。
2012-08-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Is a Miracle-less WIMP Ruled Out?
我们研究了一个真正的电弱三重态标量场作为暗物质，放弃了要求，它的遗迹丰度是通过冻结在一个标准的宇宙学历史（一种情况，我们称之为“奇迹少WIMP”）。我们提取这样一个粒子的碰撞搜索，搜索与地面目标的直接散射的界限，并搜索湮灭的间接产品。每种类型的搜索都提供互补信息，并且每种搜索在参数空间的不同区域中最有效。大型强子对撞机的搜索往往高度依赖于SU（2）带电伙伴态的质量，并且对于它和中性暗物质组分之间非常大或非常小的质量分裂是有效的。直接搜索在限制希格斯门耦合方面非常有效，但一旦它低于$λ_{\text{eff}} \lesssim 10^{-3}$就无效了。由于背景和$J$ -因素，间接搜索遭受大的天体物理不确定性，但确实提供了$\sim$ 100 GeV至TeV质量的关键信息。综合允许的参数空间，这个WIMP暗物质的例子仍然是可行的，但只有在奇迹少的制度。
2022-01-13 hep-ex hep-ph
WIMP searches with superheated droplet detectors: Status and Prospects
SIMPLE（Superheated Instrument for Massive Particle searches）使用过热液滴探测器（SDD）来搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质。由于固有的SDD对最小电离粒子和目标液体的高氟含量不敏感，在早期原型阶段就已经获得了具有竞争力的WIMP限值。我们在这里评论的预期立即增加灵敏度的程序和未来的计划，利用这一有前途的技术。
2001-01-14 astro-ph cond-mat.soft hep-ex
Light Neutralinos and WIMP direct searches
根据WIMP直接探测实验的最新结果，讨论了我们以前关于可能的低质量（低于50 GeV）遗迹中性伴子的预测。证明了这些轻中性伴子与DAMA合作组的新的年度调制数据是完全一致的;我们的理论预测也与CDMS和EDELWEISS合作组的上限进行了比较。
2009-10-29 astro-ph hep-ex hep-ph
WIMP searches with gamma rays in the Fermi era: challenges, methods and results
伽马射线望远镜费米大面积望远镜（费米-LAT）的发射开启了间接探测暗物质的关键时期。通过超出预期，第一次对弱相互作用大质量粒子（WIMP）的范式进行了强大而严格的测试。在本文中，我们讨论了天体物理目标的WIMP检测和他们所面临的挑战，审查的分析工具，已被用来解决这些挑战，并总结了状态的限制和声称的检测在WIMP参数空间。方法和结果将讨论比较成像空气切伦科夫望远镜。我们还对短期和长期发展进行了展望。
2015-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMP dark matter candidates and searches - current status and future prospects
我们回顾了当前暗物质理论和实验的几个方面。我们概述了目前的实验状态，其中包括目前的界限和最近的索赔和暗示的一个可能的信号在广泛的实验：直接检测地下实验室，伽马射线，宇宙射线，X射线，中微子望远镜，和大型强子对撞机。我们简要回顾了几个可能的候选粒子弱相互作用大质量粒子（WIMP）和暗物质，最近被认为是在文献中。我们特别关注最轻的超对称中性伴子，因为它仍然是暗物质的最佳候选者，也显示出良好的检测前景。最后，我们简要地回顾了一些替代方案，可以大大改变性能和前景的标准热WIMP范式内获得的暗物质的检测。
2018-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for Heavy WIMP Dark Matter Searches at Muon Colliders
总结暗物质模型约束的图可以帮助可视化同一种实验的不同搜索之间以及不同实验之间的协同作用。在这份白皮书中，我们提出了一个更新的欧洲战略简报书情节，从对撞机搜索的角度来看，在暗物质在能源前沿（EF10）斯诺马斯专题组，从未来的对撞机设施的输入开始。我们以目前使用暗物质工作组推荐的基准模型为LHC搜索绘制的图为起点，该工作组也用于欧洲战略简报书的BSM和暗物质章节。这些图也可以作为关于暗物质互补性的跨边界讨论的起点，并且可以作为这些讨论的结果进行更新。这是一份提交给APS Snowmass流程的EF10专题组白皮书。
2022-05-20 hep-ex hep-ph
Searching for light WIMPS in view of neutron decay to dark matter
在目前的工作中，我们研究的影响暗物质搜索的可能性，部分衰变的中子到暗物质粒子，比本身稍轻。最近提出的这种方案需要弥合测量中子寿命的两个不同实验结果之间的差异。随后有人提出，这种轻暗物质候选者可能构成宇宙中的全部暗物质。因此，我们首先计算基于这样的模型的核子截面。然后，我们继续探索各种签名出现在暗物质搜索涉及核目标，在这种情况下，轻暗物质的候选人。
2020-05-13 hep-ph
Going all the way in the search for WIMP dark matter at the muon collider through precision measurements
本研究针对现有对撞机无法全面探测WIMP暗物质全质量范围的问题，分析μ子对撞机上暗物质粒子的在壳/离壳传播效应，证实高能μ子对撞机可覆盖直至0.1 PeV微扰边界的全部WIMP质量范围，为相关对撞机研发提供依据。
2022-12-22 hep-ph
Vector WIMP Miracle
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的一个很好的候选者，在TeV尺度下，许多新的物理模型都预言了它的存在。我们发现，如果WIMP是一个矢量粒子（自旋为1的粒子），并且在TeV尺度上有某种规范对称性破缺，那么Higgs的质量通常被预测为120- 125 GeV，这与最近ATLAS和CMS合作在大型强子对撞机实验上报道的Higgs搜索结果非常一致。在这封信中，我们认为矢量WIMP使用非线性西格玛模型，以确认这一结果尽可能普遍的自下而上的方法。本文还讨论了在暗物质的直接和间接探测实验中探测矢量弱相互作用的前景。
2012-05-25 hep-ph
LHC SUSY and WIMP dark matter searches confront the string theory landscape
真空解的弦论图景使物理学家对宇宙学常数的大小有了一些了解。类似的推理可以应用于粒子物理学超对称模型中的软超对称破缺项的大小：似乎有一个统计上的大的软项，这是由弱标度的人为要求缓和躺在不太远~100 GeV。对于m_{soft} ^n（n = 1）的温和统计绘制（正如由于单个F项而导致的超对称破缺所预期的那样），那么轻希格斯质量优选为~125 GeV，而s粒子都被拉到LHC边界之外。我们面对各种各样的LHC和WIMP暗物质的搜索限制与统计期望从一个肥沃的补丁弦论景观。最终的结果是，大型强子对撞机和WIMP暗物质探测器准确地看到了弦论景观所期望的：一个质量为125 GeV的标准模型般的希格斯玻色子，但迄今还没有超粒子或WIMP暗物质的迹象。在LHC中，来自n = 1的超对称性最有可能出现在软反号双轻子加喷流加MET通道中。多吨惰性液体WIMP探测器应该能够完全探索n = 1景观参数空间。
2019-01-30 astro-ph.CO hep-ph
WIMP Dark Matter in Composite Higgs Models and the Dilaton Portal
我们研究在什么条件下标量粒子是一个可行的WIMP暗物质候选人与希格斯和玻色子相互作用。该理论是一个复合的希格斯模型与顶部的部分复合性，希格斯和暗物质候选人都出现在一个新的物理部门的陪集SO（6）/SO（5）的伪戈德斯通玻色子。我们强调的作用，直接和间接的搜索中的搜索。我们发现，一个暗物质粒子的质量约为200-400 GeV和一个相对较轻的粒子是一个公平的预测模型。
2016-02-17 hep-ph
Prospects of indirect searches for dark matter annihilations in the earth with ICAL@INO
我们研究了即将到来的铁量热计（ICAL）探测器的μ介子事件的前景，将建立在拟议的印度中微子天文台（INO）设施，由于中微子产生的湮灭弱相互作用大质量粒子（WIMP）在地球的中心。来自地核方向的大气中微子呈现不可约的背景。我们考虑5万t $\times$运行10年的ICAL和10- 10 0 GeV的WIMP质量和目前的90% C. L.排除灵敏度限制在$σ_{SI}$上，$σ_{SI}$是WIMP-核子自旋无关（SI）相互作用截面。ICAL计算的地球中WIMP湮灭的预期灵敏度极限比任何其他间接探测实验获得的极限更严格。对于~ $52.14 \textup{ GeV}$的WIMP质量，其中由于Fe核引起的WIMP在地球中的共振捕获而增强了信号通量，假设每个通道的分支比为100\%，灵敏度极限为：$τ^{+} τ^{-}$通道的$σ_{SI} =1.02\times 10^{-44}~cm^2$和$b ~\bar{b}$通道的$σ_{SI} =5.36\times 10^{-44} ~cm^2$。
2018-06-13 hep-ex hep-ph
Impact of reactor antineutrinos on the neutrino floor in low-mass WIMP-like dark matter searches
National Institute of Science Education and Research, an OCC of Homi Bhabha National Institute（印度科学教育与研究国家研究所，霍米·巴巴国家研究所的附属机构）
研究评估了反应中微子对低质量WIMP暗物质搜索中微子底板的影响，发现近距反应堆可显著降低探测灵敏度。
2025-11-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Solar and Atmospheric Neutrinos: Background Sources for the Direct Dark Matter Searches
在直接寻找暗物质的实验中，中微子从原子核上相干散射，可以产生类似于弱相互作用大质量粒子（WIMP）的事件。在这样的实验中，计算出的太阳中微子计数率是每吨年几个事件。这个计数率很大程度上取决于在WIMP搜索实验中获得的核反冲能量阈值。我们发现太阳中微子可以作为一个重要的背景源，用于以Ge，Ar，CaWO_4和CaWO_4为靶材料的直接暗物质搜索实验。在零背景极限下，为了使弹性WIMP核子自旋无关截面的灵敏度优于约10^-10 pb，核反冲的能量阈值对于CaWO_4应约为>2.05 keV，对于Ge应约为>4.91 keV，对于Xe应约为>2.89 keV，对于Ar应约为>8.62 keV。下一代实验不仅应该努力降低目前的能量阈值，而且应该主要关注目标质量的增加。大气中微子限制了无背景直接暗物质搜索的灵敏度，使其接近于10^-12 pb。
2010-06-22 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
Direct and indirect limits on the electro-magnetic form factors of WIMPs
我们使用直接和间接搜索弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的结果，以获得各种电磁形状因子的WIMPs的界限。地下暗物质探测实验中反冲信号的极限，以及对密度和均方根值的标准假设。在晕中的WIMP的速度，可以被转换成以下的模型无关的磁偶极子，电偶极子，四极和阿那极点的时刻和WIMP的极化率的界限：当WIMP质量为100 GeV时，mu/mu_n < 1.4 × 10^{-4}，d < 5 × 10^{-21}e cm，Q < 6 × 10^{-7} fm^2，a/mu_n < 3 × 10^{-2} fm，chi < 5 × 10^{-8} fm^3。在地球和太阳中心的WIMP湮灭中产生的高能中微子通量的限制导致了更强的，但更多的模型依赖的边界。
2000-03-22 hep-ph
WIMP Dark Matter Direct-Detection Searches in Noble Gases
宇宙学的观测和银河系的动力学提供了大量的证据来证明一个不可见的和占主导地位的质量成分。这种所谓的暗物质可能是由新的、颜色和电荷中性的粒子组成的，这些粒子在早期宇宙中与普通物质脱钩时是非相对论性的。这样的弱相互作用大质量粒子（WIMP）被预测与重子有非零耦合，可以通过它们与原子核的碰撞在超低背景，深地下探测器中检测到。其中，基于液化惰性气体的探测器在过去十年中显示出巨大的发现潜力。在简要介绍了直接暗物质探测的现象学之后，我将回顾液化氩和氙作为WIMP靶的主要性质，并讨论背景的来源。然后，我将描述现有的和计划中的氩和氙探测器，采用所谓的单相和双相探测技术，解决他们的互补性和科学范围。
2014-08-19 astro-ph.IM 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
Halo Density Profiles Consistent with Asymmetric M-B Velocity Distributions-Implications on Direct Dark Matter Searches
本文从球对称WIMP密度剖面出发，采用Eddington方法，自洽地得到了我们附近的WIMP速度分布。通过在能量表达式中加入合理的角动量相关项，我们也得到了轴对称的WIMP速度分布。我们发现，一些密度剖面导致近似的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，这是自动定义在有限的域，即逃逸速度不需要把手。这种分布在获得直接的WIMP检测率，包括调制的作用，进行了一些详细的研究，特别是，不对称的作用进行了探讨。
2009-04-03 astro-ph gr-qc hep-ph
Looking for supersymmetry: ~1 Tev WIMP and the power of complementarity in LHC and dark matter searches
在LHC第一次运行之后，一些人对低能超对称性（SUSY）表示怀疑。在这次演讲中，我将试图提出一个基于数据的更乐观的观点，而不是理论上的预期。特别是，我将提出以下几点：（1）在我看来，暗物质（DM）最有吸引力的候选者是质量在1 TeV左右、性质明确的最轻的中性伴子（一种几乎纯的希格西诺）。这主要是由于已发现的希格斯玻色子的性质，特别是其接近125 Gev的质量，以及暗物质的残余密度，在统一或受约束的超对称性框架中最为明显，尽管DM候选者相当通用;（b）这一DM候选者将在即将推出的一吨DM地下搜索探测器中得到几乎充分的测试;（c）在未来几年内，将通过LHC实验和直接DM搜索的预期数据，以及可能的切伦科夫望远镜阵列，对CMSSM进行几乎全面的测试;（d）自然性是否在超对称性中发挥任何真正的作用（这仍然不清楚），那么微调的数量，这是非常大的简单模型，如CMSSM，在统一尺度下，通过适当选择边界条件，可以显著减少（甚至减少到1/20）;（e）（g-2）μ子异常不仅可以容纳在一般MSSM的背景下，而且可以容纳在一些统一的超对称模型中，其中一些超伴子在LHC的范围内。
2015-07-27 hep-ph
Detectability of a subdominant density component of cold dark matter
在这里，我们研究的可探测性碰撞的暗物质候选人，可能构成不是所有的，但只有一个次主导的组成部分，银河系冷暗物质。我们表明，目前的轴子搜索不适合次优势分量，而直接的WIMP搜索不会受到严重影响的密度降低。事实上，即使中性伴子占晕暗物质的1%，中性伴子的直接探测率也几乎保持不变。只有在密度较低的情况下，速率才随密度而减小。即使中性伴子只占局部暗晕密度的$10^{-4}$，也在提议的未来发现范围内。我们也评论间接WIMP搜索。
2001-06-21 hep-ph
Low Mass WIMP Searches with a Neutrino Experiment: A Proposal for Further MiniBooNE Running
一项提交给FNAL PAC的建议描述了在MiniBooNE寻找轻亚GeV WIMP暗物质。引导光束通过目标并进入吸收体的可能性导致中微子背景的显着减少，从而允许在检测器中灵敏地搜索WIMP从核子或电子的弹性散射。涉及矢量介质的暗物质模型可以在与所需的热遗迹密度一致的参数区域中进行探测，并且该参数区域与这些模型可以解决μ子g-2差异的区域重叠。估计信号的显着性提出了各种操作模式和参数点。将MiniBooNE应用于轻WIMP搜索的实验方法也可能适用于其他中微子设施。
2012-11-09 astro-ph.CO hep-ex 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
CTA in the Context of Searches for Particle Dark Matter - a glimpse
在这方面的贡献，CTA的潜在作用，在其他检测方法的背景下，粒子暗物质的检测简要讨论了观众的伽马射线天文学家。特别是搜索新的粒子在大型强子对撞机和探测暗物质粒子在深地下探测器被认为是。弱相互作用大质量粒子（WIMP）将从（a）灵敏度预测的稳健性、（b）时间轴和（c）范围等方面对各种方法进行比较。可达范围的估计将依赖于模型。考虑到我们对暗物质的性质一无所知，以及即使在给定的框架（例如超对称性）内探测技术的互补性，我们可能需要所有的方法和最灵敏的实验。我们的讨论将在某种程度上更具限制性，以便能够更加具体。在不完全的情况下，假设WIMP范式描述自然，CTA更有可能发现多TeV WIMP暗物质，而对于较低质量的直接检测和LHC有更好的前景。我们将用最重要的超对称性的例子来说明这个结论，但要提到有效场论或简化的模型。我们将评论一些模型预测高质量的WIMP，特别是1 TeV的希格西诺和维诺WIMP，以及最小的暗物质，并指出相关的最新测量的异常磁矩的μ子的CTA的作用，在搜索超对称性。
2016-10-11 astro-ph.HE hep-ph
Midi-review: Status of weak scale supersymmetry after LHC Run 2 and ton-scale noble liquid WIMP searches
虽然LHC已经发现了一个非常类似于标准模型的希格斯玻色子，其质量为m_h~ 125 GeV，但迄今为止，在LHC或WIMP的seach实验中还没有出现任何超越标准模型的物理信号。对于弱尺度超对称（SUSY）的情况，LHC已经发现，而一般的情况下，胶子超过约2.2 TeV，而顶夸克必须位于1.1 TeV以上。这些限制与20世纪80年代至90年代出现的简单化自然性概念相矛盾，导致了一种相当悲观的观点，即除了参数空间中剩余的一些狭窄角落之外，超对称性现在被排除在外。然而，这幅图忽略了21世纪出现的超对称性/弦论的几个重要发展：1。弦论景观的出现及其对宇宙学常数问题的解决方案，2。一个更细致入微的自然观，包括“弦自然”的概念，3。无异常离散R-对称性的出现及其与R-宇称、Peccei-Quinn对称性、超对称μ问题和质子衰变的联系;包括解决强CP问题的重要性。从弦论的观点来看，相当一般的考虑倾向于大的软项值，服从真空选择准则，即电弱对称性被适当破缺（没有CCB极小值），并且由此产生的弱标度的大小与我们的测量值相差不太远。然后弦自然预测希格斯质量m_h~ 125 GeV，而s粒子质量通常超过目前的LHC边界。根据LHC和暗物质搜索结果所面临的理论视角的这些改进，我们回顾了最有可能的LHC，ILC和暗物质的签名，预计将产生于弱尺度超对称性，因为我们今天理解它。
2020-11-10 hep-ph
An Ultimate Target for Dark Matter Searches
S-矩阵么正性和大质量遗迹粒子（这里简单地用WIMP表示）的热冻结动力学的结合意味着这些粒子的密度有一个下限，它们对暗物质的贡献（可能是次要的）。这就转化为各种直接和间接探测暗物质的技术的信号速率下限。为了说明，我们专注于模型的湮灭是s波为主。我们推导出了银河系中心WIMP湮灭产生的伽马射线通量的下限; WIMP的直接探测;太阳中WIMP湮灭产生的高能中微子;以及WIMP对宇宙微波背景辐射的角功率谱和频谱的影响。这些结果表明，即使WIMP并不构成所有的暗物质，各种各样的暗物质搜索技术也可能为寻找新的物理学提供有趣的途径。虽然从数量上讲，这些限制与目前的测量范围有一定距离，但它们可能对长期规划工作有意义。
2014-12-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WIMP and FIMP dark matter in the inert doublet plus singlet model
我们考虑多组分暗物质模型，其中一个暗物质组分是弱相互作用（FIMP），而第二个是弱相互作用（WIMP）。该模型包含一个惰性标量双峰和一个复杂的标量单峰，并具有离散的$Z_4$对称性。我们确定的参数空间，满足理论约束，碰撞机的约束，遗迹密度以及直接和间接的检测限。我们讨论了通过对撞机和天体物理学研究来探测该模型的可能性。我们发现FIMP可能是占主导地位的DM分量，在这种情况下，WIMP的天体物理特征被大大抑制。我们还探讨的情况下，双峰可以衰减成对的单峰只留下一个DM组件，FIMP。这些场景受到BBN的限制，最好在对撞机上进行探索，因为天体物理特征被抑制了。
2022-05-09 hep-ph
Reconstructing WIMP properties through an interplay of signal measurements in direct detection, Fermi-LAT, and CTA searches for dark matter
我们研究了重建质量，散射，和湮灭截面的暗物质在新一代的大型地下探测器，氙-1 T，SuperCDMS和DarkSide-G2，结合扩散伽马辐射从费米-LAT观测46个本地螺旋矮星系和预计CTA的信号从银河系中心的灵敏度预计15年的数据的能力。为此，我们考虑了几个基准点跨越范围广泛的WIMP质量，不同的湮灭最终状态，和足够大的事件率，以保证在一个或多个实验中检测。如前所述，在100 GeV以下，原则上只有直接探测实验才能很好地重建WIMP质量。在还检测到费米-LAT处的信号的情况下，这可以额外地帮助限制σv和允许的衰变分支率。在大约100 GeV和几百GeV之间的中间范围内，直接和间接检测实验可以互补地使用，以改善各自的确定性，这在单个实验中充其量是相当差的，因此使得在这个质量范围内的WIMP重建非常具有挑战性。在大的WIMP质量，~1 TeV，CTA将有能力重建质量，湮灭截面，并允许衰变分支率非常好的精度为$τ^+τ^-$或纯轻子的最终状态，良好的$W^+W^-$的情况下，而$b\bar{b}$较差。通过减少系统不确定性、增加暴露量或通过在费米-LAT处进行额外的测量（这将有助于重建湮灭截面和允许的分支分数到不同的最终状态），可以潜在地实现实质性的改进。
2016-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter production in the early Universe: beyond the thermal WIMP paradigm
LHC对新物理的搜索越来越严格，加上在暗物质搜索中缺乏令人信服的弱相互作用大质量粒子（WIMP）信号，这些都严格限制了许多将热产生的WIMP作为冷暗物质的标准范例的实现。在这篇文章中，我们更一般地审查热和非热产生的暗物质（DM）。人们可以将DM模型分为两大类：一类涉及玻色子相干运动（bosonic coherent motion，WIMP），另一类涉及WIMP。WIMP和WIMP候选者分别需要一些近似的全局对称性和几乎精确的离散对称性。超对称轴子模型是高度动机，因为他们出现了令人信服的和优雅的解决方案的两个微调问题的标准模型：强CP问题和规范层次问题。我们在这里审查非热文物的一般设置，但我们也特别注意到丰富的宇宙学性质的各个方面的混合超对称性/轴子暗物质候选人，可以涉及两个弱相互作用大质量粒子和中微子在交织的方式。我们还简要回顾了一整套替代热和非热DM候选人。
2014-11-02 astro-ph.CO hep-ph
Pushing the frontier of WIMPy inelastic dark matter: journey to the end of the periodic table
我们探讨了达到低背景实验的少量重核同位素在探测非弹性暗物质的参数空间，是经典的直接检测实验运动学上无法访问。通过与目标核的非弹性散射，暗物质可以通过核反冲或核激发产生信号。我们提出了新的结果基于这种方法，使用低能量伽马量子搜索的数据在低背景实验中与Hf和Os金属样品，和测量与CaWO $_4$和PbWO $_4$晶体作为测量辐射热计。我们把新的界限WIMPY非弹性暗物质的质量分裂约640千电子伏，并提供预测达到未来的实验。
2021-11-10 hep-ph
Prospects for SIMPLE 2000: A large-mass, low-background Superheated Droplet Detector for WIMP searches
SIMPLE 2000（用于大质量粒子搜索的过热仪器）将包括一个由8至16个大活性质量（$\sim15$ g）过热液滴探测器组成的阵列，将安装在Rustrel Pays d 'Apt的新地下实验室中。有几个因素使SDD成为检测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的有吸引力的方法，即它们对最小电离粒子的固有不敏感性、高氟含量、低成本和在环境压力和温度附近操作。我们在这里评论的制造，校准和已经竞争的第一个限制从简单的原型喷雾干燥器，以及预期立即增加的灵敏度的计划，其目的是在2000年期间的接触$>$ 25千克-天。中等质量的富氟探测器的能力，探索区域的中性伴子参数空间超出了最雄心勃勃的低温项目的范围。
2000-05-03 astro-ph cond-mat.soft hep-ex
Indirect Searches for Secluded Dark Matter
暗物质是粒子物理学和宇宙学中最重要的开放性问题之一。弱相互作用大质量粒子（WIMPs）似乎是一个有吸引力的解决方案，提供了正确的遗物密度在电弱尺度的横截面，然而，没有WIMP信号被观察到，直到现在。隐蔽模型是标准模型的良好替代品。在这种情况下，暗物质不是直接湮灭为标准模型（SM）粒子，而是湮灭为介质，介质随后衰变为SM粒子。通过这种方式，隔离模型可以避免直接搜索的严格限制，同时可以通过间接检测实验进行探索。受到在几个模型构建努力中出现的隐蔽暗物质的启发，在这次演讲中，我们将介绍几种伽马射线仪器的灵敏度（当前和前景），包括费米LAT，H.E.S.S.，CTA和SWGO，隐蔽的暗物质湮灭的内星系晕，并在矮球状星系，涵盖了广泛的暗物质质量，从几十个GeV到数百TeV。
2021-09-30 hep-ph
Status of direct detection searches of heavy dark matter
本文综述了重暗物质直接探测实验的现状，重点讨论WIMP高、低质量区搜索的进展、前景与挑战，并简要涉及重非WIMP候选者。
2024-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
The impact of gamma-ray propagation effects on indirect dark matter searches
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境和技术中心）；Instituto de Física Teórica, IFT UAM-CSIC（理论物理研究所）；Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，索邦大学）；Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, Sorbonne Université（核物理与高能实验室，索邦大学）
研究伽马射线传播效应如何影响暗物质探测，特别是WIMP湮灭产生的伽马射线在传播中与介质的相互作用，揭示其对观测伽马射线通量的显著影响。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Detection of Dark Matter WIMPs in a Liquid Argon TPC
我们评估的前景间接检测弱相互作用的大质量粒子使用大型液态氩TPC探测器。信号事件将由高能电子（反）中微子组成，这些中微子来自太阳核心WIMP湮灭产生的$τ$轻子和$b$夸克的衰变。由于所考虑的实验装置提供了极好的角分辨率和粒子识别能力，来自大气中微子的背景污染预计是低的。我们评估的事件率作为其弹性散射截面与核子的函数的湮灭WIMP预测。这种技术对于轻于$\sim100$ GeV的WIMP特别有用
2004-10-14 hep-ph
Sensitivity of future collider facilities to WIMP pair production via effective operators and light mediators
我们目前的单喷流搜索在大型强子对撞机潜在的未来强子对撞机设施：LHC 14，以及与$\sqrt{s}=33$或100 TeV的$pp$对撞机外推。我们认为有效的运营商的方法，以及一个例子的光介导粒子。
2013-07-19 hep-ex hep-ph
Ruling Out Spiky WIMP Dark Matter using Indirect Searches
Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Washington University（华盛顿大学）；Technische Universität München（慕尼黑工业大学）
通过间接探测方法排除WIMP暗物质在银河系中心的尖峰结构，约束其密度剖面。
2026-08-19 astro-ph.GA hep-ph
Debris Flows in Direct Dark Matter Searches-The modulation effect
研究了一些可能的非标准WIMP速度分布对暗物质直接探测率的影响。我们发现，这种分布可以从数据中破译，特别是如果观察到由于地球的年运动引起的事件率的时间变化
2012-05-17 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
