Target dependence of the annual modulation in direct dark matter searches
由于地球围绕太阳公转，直接暗物质搜索的预期散射率每年都会调整。当作为反冲能量$E_\text{R}$的函数给出时，这种调制在实验之间预计会有所不同，例如由于太阳的引力聚焦效应。一个更好的变量来比较使用不同目标的实验结果是暗物质粒子必须具有的最小速度$v_\text{min}$，以将反冲能量$E_\text{R}$传递给目标核。人们普遍认为，调制表示为$v_\text{min}$的函数是共同的所有实验，无论暗物质分布。我们指出，年度调制作为$v_\text{min}$的函数，特别是在该速率是最大值和最小值的时候，可能是非常不同的，这取决于探测器材料。这将是具有不可因式分解的速度和目标材料依赖性的散射截面的指示。观测至少有两个不同目标要素的年调制对识别这种类型的截面是必要的。
2015-05-28 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for detection of target-dependent annual modulation in direct dark matter searches
在直接暗物质探测实验中，地球绕太阳的自转会对预期的散射率产生年度调制。作为由暗物质粒子赋予目标核的反冲能量$E_\text{R}$的函数的年度调制预期根据检测器材料而变化。然而，对于大多数相互作用，从$E_\text{R}$到$v_\text{min}$的变量变化，暗物质粒子必须具有的最小速度将固定的$E_\text{R}$传递到目标核，产生独立于目标元素的年度调制。我们最近表明，如果暗物质-核截面包含一个不可因子化的目标和暗物质速度依赖性，年度调制作为$v_\text{min}$的函数可以是目标依赖性的。在这里，我们更广泛地研究了目标相关调制的必要条件，其可观测性在当今的实验，以及在何种程度上假定的信号可以识别一个暗物质核微分截面与非factorizable依赖于暗物质速度。
2015-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Predicted modulated differential rates for direct WIMP searches at low energy transfers
讨论了直接探测暗物质的微分事件率，包括时间平均的和由于地球运动而调制的事件率。计算的重点是相对较轻的冷暗物质候选者（WIMP）和低能量转移。结果表明，对于足够轻的WIMP，提取较大的核子截面是可能的。此外，对于某些WIMP质量，调制幅度可能会改变符号，这意味着在这种情况下，最大速率可能会比天真地预期的晚六个月。这种效应可以被利用，以产生信息的质量的暗物质候选人，如果和当观察事件率的调制建立。
2011-09-01 hep-ph
DAMA detection claim is still compatible with all other DM searches
我们发现，DAMA观察到的年度调制信号可以调和与所有其他负面的结果从暗物质搜索与传统的晕模型的粒子质量约5至9 GeV。我们还显示了特定的暗物质流可以产生DAMA信号。
2005-12-20 hep-ph
Blazar Constraints on Axions through New Spectral Modulation Searches in 1ES 1959+650 & B2 1811+31
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文通过分析1ES 1959+650和B2 1811+31的光谱调制数据，研究轴子与光子耦合，排除了轴子质量在10^-9 eV至10^-8 eV范围内的可能性，并探讨了模型不确定性对约束的影响。
2026-03-13 astro-ph.HE hep-ph
DAMA Dark Matter Detection Compatible with Other Searches
我们提出了两个例子的速度分布轻暗物质粒子，调和年度调制信号观测DAMA与所有其他负面结果从暗物质搜索。它们是：（1）粒子质量为6至9 GeV的常规麦克斯韦分布;（2）来自银河系旋转方向的暗物质流（而不是人马座流）。我们的想法是基于在DAMA中具有Na而不是I的信号，并且可以在不久的将来通过CDMS-II（使用Si）和CRESST-II（使用O）进行测试。
2004-05-27 hep-ph
Monthly Modulation in Dark Matter Direct-Detection Experiments
在暗物质直接探测实验中，由于地球相对于银河系暗物质晕的运动，信号应该表现出调制特征。由于地球绕太阳公转和绕自身轴自转，年调制和日调制以前已经被探索过。月调制是直接探测信号中存在的另一个这样的特征，并且提供了一种几乎独立于模型的方法来区分暗物质信号事件和背景。在这里，我们研究每月调制详细的WIMP和WISP暗物质搜索，检查地球的运动的影响，地球的地月重心和引力聚焦由于月球。对于WIMP搜索，我们计算了计数率的每月调制，并显示其影响太小，在可预见的未来无法观察到。对于WISP暗物质的实验，我们表明，由WISP光子转换产生的光子的频率进行每月调制的转变，这是检测与当前的技术，一般不能被忽略在高分辨率的WISP搜索。
2016-06-19 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Compatibility of DAMA Dark Matter Detection with Other Searches
我们提出了两个例子的速度分布轻暗物质粒子，调和年度调制信号观测DAMA与所有其他负面结果从暗物质搜索。它们是：（1）粒子质量在5到9 GeV之间的传统麦克斯韦分布;（2）来自银河系旋转方向的暗物质流（不是人马座流）。我们的想法是基于将DAMA信号归因于Na的散射，而不是I，并且可以在不久的将来通过使用轻核的探测器进行测试，例如CDMS-II（使用Si）和CRESST-II（使用O）。
2005-08-11 hep-ph
Predicted rates for direct WIMP searches
讨论了直接探测暗物质的微分事件率，包括时间平均的和由于地球运动而调制的事件率。计算的重点是相对较轻的冷暗物质候选者（WIMP）和低能量转移。结果表明，对于某些WIMP质量的调制幅度可能改变符号。这种效应可以被利用来产生关于候选暗物质质量的信息。
2012-01-26 hep-ph
The asymmetry and the diurnal variation in axionic dark matter searches
在目前的工作中，我们研究可能的时间依赖性的影响，在轴子暗物质搜索采用谐振腔。我们发现，共振的宽度，这取决于轴子均方速度在当地的框架，将显示出每年的变化，由于地球绕太阳的运动（调制）。此外，如果实验变成定向的，采用合适的谐振腔，人们预计相对于太阳的运动方向，在观察到的宽度大的不对称性。由于地球绕其轴旋转，这些不对称性将表现为观测宽度的日变化。
2015-07-06 hep-ph
SUPERSYMMETRIC DARK MATTER: MSSM and SUGRA schemes in the light of a possible annual modulation effect in WIMP direct search
最近，DAMA/NaI协作组报告了WIMP直接探测中可能存在调制效应的进一步迹象。在本说明中，我们讨论了超对称理论的中性伴子是暗物质的候选人，这一结果的相关性。我们特别考虑了最小超对称扩展的标准模型（MSSM）和超引力启发计划，在统一条件在大统一尺度在希格斯部门的可能偏差。我们的分析的主要结果表明，年度调制数据是广泛兼容的解释，在遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。我们还讨论了搜索的超对称性在加速器和中性伴暗物质的间接搜索的影响。
1998-12-01 astro-ph hep-ph
Anapole Dark Matter after DAMA/LIBRA-phase2
我们重新审视的情况下，作为一个解释的DAMA年度调制的DAMA/LIBRA-phase 2的结果和改进的上限从其他DM搜索的阿那普尔暗物质。如果WIMP速度分布被假定为麦克斯韦分布，则无极暗物质无法提供与其他搜索兼容的DAMA调制的解释。尽管如此，由于其与钠靶的磁耦合，阿那普尔暗物质提供了一个更好的适合DAMA-相位2调制数据比一个等腰自旋独立的相互作用。一个与晕无关的分析表明，解释DAMA调制在2 keVee以上的阿那普尔暗物质方面基本上是不可能的，在面对其他零的结果，而DAMA/LIBRA相位2调制测量低于2 keVee是勉强允许的。我们的结论是，根据目前的测量，anapole暗物质似乎并不是一个可行的解释DAMA调制的整体。
2018-11-28 astro-ph.CO hep-ph
WIMP Velocity Impact on Direct Dark Matter Searches
我们研究的影响，在输入天体物理参数的直接检测搜索的WIMP在星系晕的一些不确定性。我们集中讨论了DAMA协作组最近报道的可能的WIMP年调制信号。我们发现，允许一个合理的不确定性，在WIMP麦克斯韦速度分布导致显着放松的约束WIMP质量相比，原来的DAMA分析。
1999-03-24 astro-ph hep-ph
Uncertainties in tellurium-based dark matter searches stemming from nuclear structure uncertainties
该研究以二氧化碲为靶，量化核壳模型不确定性对Galilean EFT–WIMP耦合90%上限及年度调制预测的影响，发现其可与氙相比、部分超100%，但调制相位稳健。
2025-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
DAMA confronts null searches in the effective theory of dark matter-nucleon interactions
我们研究的暗物质的调制信号的DAMA实验报告的角度显示伽利略不变性的有效场论的解释。我们认为最一般的有效耦合导致的弹性散射的暗物质粒子自旋0或1/2的核子，我们分析的兼容性DAMA信号与零的结果从其他直接检测实验，以及与非观测的高能中微子通量在太阳的方向从暗物质湮灭。为此，我们开发了一种新的半解析方法，用于比较非相对论有效理论的高维参数空间中的实验结果。假设标准晕模型，我们发现一个强大的张力之间的暗物质的DAMA调制信号的解释和零结果的实验。我们还列出了可能的方法，这一结论。
2016-05-19 astro-ph.CO hep-ph
Neutralino properties in the light of a further indication of an annual modulation effect in WIMP direct search
我们表明，进一步的迹象可能的年度调制效应，挑选出的DAMA/NaI实验的WIMP直接检测，是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子的主要组成部分，在宇宙中的暗物质。我们讨论了这种中性伴子在标准模型的最小超对称扩展（MSSM）中的超对称特征及其对加速器搜索的影响。
1998-08-28 astro-ph hep-ph
Isospin Violating Dark Matter Search by Nuclear Emulsion Detector
通过在小质量区的一些直接搜索观测到了暗物质信号及其事件数的年调制。然而，这些区域被其他区域排除在外。违反同位旋的暗物质是解释这种差异的一个有希望的候选者。我们研究了未来利用核乳胶寻找暗物质的计划通过破坏同位旋的暗物质到达有利区域的可能性。由于检测器具有方向灵敏度，因此期望检查包括调制特性的区域。
2012-05-31 hep-ph
Collider Constraints on Dipole-Interacting Dark Matter
通过磁或电偶极矩相互作用的暗物质是一个有趣的可能性，这可能有助于解决DAMA年度调制信号和其他搜索的零结果之间的差异。在这篇文章中，我们研究遗迹密度和对撞机的限制，这样的暗物质，并发现，耦合需要解释DAMA，热遗迹密度一般是在正确的棒球场占宇宙学测量。对撞机的限制是相关的轻WIMP，但较少的约束，直接搜索质量超过约10 GeV。
2012-03-08 hep-ph
Further investigation of a relic neutralino as a possible origin of an annual-modulation effect in WIMP direct search
我们分析的年度调制效应，测量DAMA合作与新的实施，进一步两年运行，在可能的解释的背景下，在遗迹中性子。我们强加在一组超对称配置，选择的年度调制数据，来自WIMP间接测量的约束，并讨论了随后的遗迹中性伴的功能。我们批判性地讨论了直接和间接的WIMP搜索事件率分析中的主要理论不确定性的来源。
2000-01-29 astro-ph hep-ph
Daily modulations and broadband strategy in axion searches. An application with CAST-CAPP detector
本文基于AQN暗物质模型，利用CAST-CAPP探测器数据研究相对论性轴子的日调制与宽带探测策略，虽未能确证暗区日调制，但为未来轴子搜寻提供了原理验证性分析流程。
2025-05-06 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Sensitivity plots for WIMP direct detection using the annual modulation signature
由于地球绕太阳运动而引起的年度调制是在固态地下探测器中感生的预期WIMP信号的众所周知的特征。在这封信中，我们讨论了这种技术的统计基础上的前景，介绍了不同的材料和实验条件下的WIMP核子标量截面的年度调制灵敏度图。在WIMP质量区间10 GeV< m_W < 130 GeV（实际上限取决于天体物理参数的选择），对调制的灵敏度最高，而可探测的WIMP-核子弹性截面的最低值在大多数情况下与目前直接探测WIMP搜索的灵敏度相差一个数量级。
1999-12-17 astro-ph hep-ph
Long-Range Forces in Direct Dark Matter Searches
我们讨论了积极的迹象，一个可能的暗物质信号在直接检测实验中的暗物质粒子和原子核之间的相互作用的机制，通过交换的光介质，导致远程相互作用。我们分析了DAMA和CoGeNT实验观测到的年调制结果以及CRESST观测到的过剩事件。在我们的分析中，我们讨论了相关的不确定性的速度分布的银河系暗物质和通道效应在碘化钠。我们发现，长程力是一个可行的机制，它可以提供完全一致的重建暗物质属性从各种实验数据集，特别是对于质量的光介质在10-30 MeV范围和轻暗物质与质量约10 GeV。的光介质的质量和散射截面的相关界限，然后推导出，每年的调制效应是由于这一类的长程力。
2012-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on Axion-Like Particles from Non-Observation of Spectral Modulations for X-ray Point Sources
我们扩展以前的搜索ALP光子转换引起的X射线光谱调制的各种新的来源，所有的类星体或活动星系核位于或后面的星系团。我们考虑了总共七个新的来源，数据来自钱德拉档案。在所有的情况下，光谱是很好地符合吸收的幂律没有证据的光谱调制，允许限制放置在ALP-光子耦合参数$g_{aγγ}$。有两个特别好的来源：A1795中的Seyfert星系2 E3140和A1367中的活动星系核NGC 3862，分别得到了$g_{aγγ} \lesssim 1.5 \times 10^{-12} {\rm GeV}^{-1}$和$g_{aγγ} \lesssim 2.4 \times 10^{-12} {\rm GeV}^{-1}$的轻ALP（$m_a \lesssim 10^{-12} {\rm eV}$）的95%的界限。
2017-04-18 astro-ph.HE hep-ph
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
Directional Search for Isospin-Violating Dark Matter with Nuclear Emulsion
一些直接的暗物质搜索不仅报告了正信号，而且还报告了信号事件的年度调制。然而，参数空间已被其他实验排除在外。同位旋破坏的暗物质通过假设与质子和中子的不同耦合解决了这一矛盾。研究了利用核乳胶作为未来暗物质探测器，检验同位旋破坏暗物质模型有利参数区的可能性。由于核乳胶探测器具有方向灵敏度，预计该探测器将检查其他实验观测到的年度调制是否由暗物质或背景信号引起。
2012-05-22 hep-ph
Fitting the annual modulation in DAMA with neutrons from muons and neutrinos
DAMA/LIBRA实验寻找暗物质从原子核散射的证据。来自DAMA的数据显示了9.2 σ的证据，证明了暗物质存在年度调制，这与暗物质的截面约为2 × 10 ^（-40）cm ^2是一致的。然而，这被其他直接检测实验排除。我们提出了一种替代源的年度调制的形式的中子，已从周围的材料中释放的探测器的8B太阳中微子和大气μ子的组合。μ子调制的相位滞后于数据30天，但是我们表明，添加调制中微子分量使组合信号的相位向前移动。此外，我们估计中微子和μ子需要大约1000 m^3的散射材料才能产生足够的中子来构成信号。根据目前的数据，我们的模型与暗物质一样适合，我们讨论了未来实验的前景，以区分两者。
2014-08-21 astro-ph.CO hep-ph
Direct Dark Matter searches with Metal Halide Perovskites
利用金属卤化物钙钛矿探测暗物质，CsPbI₃在散射和吸收灵敏度上表现优异，能探测暗物质质量至keV级，并实现日常调制分析。
2025-02-03 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Axionic dark matter signatures in various halo models
在目前的工作中，我们研究可能的时间签名轴子暗物质搜索采用谐振腔的各种晕模型。我们特别研究的时间依赖性的共振宽度（调制）和可能的不对称性定向实验。
2016-01-19 astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter attempts for CoGeNT and DAMA
最近，CoGeNT合作提出了一个积极的信号，在他们的数据集的年度调制。针对DAMA/LIBRA长期存在的年度调制信号，考虑到现有的实验限制，在暗物质（DM）与原子核散射的假设下，分析了这两种信号的相容性.我们考虑的情况下，无论是自旋相关或自旋无关耦合到核子的弹性和非弹性散射。我们允许违反同位旋的相互作用，以及为轻介质。我们发现，调制信号的大小和CoGeNT中的时间积分事件过剩之间存在一些紧张关系，因此很难同时解释两者。此外，在广泛的DM相互作用模型考虑，我们没有找到一个同时解释CoGeNT和DAMA/LIBRA兼容的约束条件，从其他实验。然而，在某些情况下，部分数据可以保持一致。例如，来自CoGeNT的调制信号变得与总速率一致，并且如果DM散射是非弹性自旋无关的，并且恰好与质子和中子耦合以降低氙上的散射速率，则在90%CL下与来自其他DM搜索的限制一致（但不与DAMA/LIBRA信号一致）。相反，DAMA/LIBRA信号（而不是CoGeNT）可以解释为自旋相关的非弹性DM散射。
2011-06-30 hep-ph
Wave-envelope dark matter beyond the monochromatic paradigm
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）
研究揭示超轻暗物质在场混合作用下产生双时间尺度结构，形成波包暗物质，导致频谱中出现慢调制和边带特征，突破传统单频假设。
2026-09-25 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
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
Compatibility of DAMA/LIBRA dark matter detection with other searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA年度调制数据，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，检查从其他实验的零结果。我们使用的能量谱的组合DAMA调制数据在36箱，并包括沟道的影响。在我们的研究中实现了几种统计工具：全局拟合的似然比和WIMP质量和拟合优度（g.o.f.）中的光栅扫描。这些方法允许我们区分首选（全局最佳拟合）和允许（g.o.f.）参数区域很难找到与所有现有数据集一致的WIMP质量和耦合。对于自旋无关（SI）相互作用，最佳拟合DAMA区域被排除到3 $σ$ C.L.，即使考虑到通道效应。然而，对于~8 GeV的WIMP质量，这些区域之外的一些参数仍然产生适度合理的DAMA数据拟合，并与所有90% C.L.负面搜索的上限，当通灵包括在内。对于自旋相关（SD）的相互作用与质子只有耦合，质量低于10 GeV的范围是兼容的DAMA和其他实验，有和没有沟道，当SuperK的间接检测约束包括在内;没有SuperK的约束，质量高达~20 GeV是兼容的。对于SD中子耦合，我们发现没有参数兼容的所有实验。混合SD耦合检查：例如~8 GeV质量WIMP与a_n = +/- a_p被发现是符合所有的实验.简而言之，SI和SD相互作用在低质量下都存在幸存区域;如果放宽间接检测限，一些高质量的SD仅质子耦合也会幸存。
2009-01-27 astro-ph hep-ph
A fussy revisitation of antiprotons as a tool for Dark Matter searches
反质子被认为是暗物质（DM）间接探测的有力探针，事实上，PAMELA目前的数据已被证明会导致严格的限制。然而，为了适当地利用它们的约束/发现能力，特别是在预期即将到来的AMS数据的精确性时，必须非常注意效果（与它们在银河系中的传播有关），这可能被视为转租，但实际上证明是非常相关的。我们重新计算的天体物理背景和DM反质子通量充分包括的影响：扩散再加速，能量损失，包括第三分量和太阳调制（力场近似）。我们表明，他们的列入可以在一定程度上修改目前的界限，即使在大DM群众，和错误的解释的数据可能会出现，如果他们不考虑在内。天体物理背景的数值结果以拟合函数的形式提供;暗物质的结果被纳入新版本的PPPC 4DMID中。
2015-03-16 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Weather: Probing Sub-GeV Interactions with Earth-Shielding Modulation
University of Liverpool（利物浦大学）；SLAC National Accelerator Laboratory, Stanford University（斯坦福大学 SLAC 国家加速器实验室）；Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）
研究利用地球屏蔽调制探测亚GeV暗物质，开发双相互作用框架及新统计分析方法，用于测试调制形状，在多个地下站点液氩探测器演示该方法并应用于DarkSide-50数据，有助于区分暗物质相互作用并提供验证手段。
2026-07-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Perspectives of dark matter searches with antideuterons
在宇宙射线通量中寻找过量的反氘核被认为是间接探测暗物质的一个非常有前途的途径，特别是对于低质量或中等质量的WIMP。随着AMS实验的发展和未来专用实验的建议，即通用反粒子谱仪（GAPS），有令人兴奋的可能性，暗物质检测在不久的将来。我们给出了一个概述的主要问题都与反氘核生产的暗物质湮灭反应和它们的传播通过星际介质和日光层，特别是侧重于各种太阳调制模型在地球上的通量的影响。最后，我们提供了一个更新的计算达到当前和未来的实验兼容的暗物质湮灭截面的PAMELA的反质子测量的约束能力。
2013-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Global interpretation of direct Dark Matter searches after CDMS-II results
我们执行一个全球性的适合数据从暗物质（DM）的直接检测实验，包括最近的CDMS-II的结果。我们讨论了可能的解释DAMA年度调制信号的自旋独立和自旋相关的DM核相互作用，无论是弹性和非弹性散射。我们发现，在自旋相关的非弹性散射质子得到一个很好的拟合所有的数据。我们提出了一个简单的玩具模型实现这样的场景。在所有其余的情况下，DAMA允许的区域不受其他实验的青睐，或遭受严重的微调DM参数相对于银河系逃逸速度。最后，我们还考虑的可能性，在CDMS-II中观察到的两个事件是一个实际的信号的弹性DM散射，我们比较由此产生的CDMS-II允许的区域从其他实验的排除限制。在这份arXiv版本的手稿中，我们还在附录A中提供了更新的拟合，包括最近的CoGeNT结果。
2010-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Lowering the Threshold in the DAMA Dark Matter Search
DAMA实验通过探测器内预期但罕见的相互作用来寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质，由于地球的轨道运动，相互作用速率将在全年进行调制。在超过10年的运行过程中，DAMA确实检测到了事件率高于2 keVee的检测器阈值的强烈调制。在关于暗物质晕和WIMP相互作用的标准假设下，这个信号与两种不同近似质量的WIMP的预期一致：~ 10 GeV和~ 70 GeV。我们研究如何降低阈值，允许最近升级的DAMA检测器，可能会揭示这种情况。我们发现，较低的阈值数据应该排除自旋无关耦合的两个质量范围之一（在最坏的情况下，不利于一个质量仍然超过2.6 $σ$），很可能，但不确定，做同样的自旋相关耦合。此外，数据可以指示在某些情况下相互作用主要是自旋无关的还是自旋相关的。我们的研究结果说明了调制搜索中低阈值的重要性。
2013-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Direct searches for general dark matter-electron interactions with graphene detectors: Part I. Electronic structure calculations
我们开发了一种形式主义来描述电子从石墨烯类目标的暗物质（DM）散射的标量和自旋1/2 DM-电子相互作用的一般形式，并比较其适用性和准确性内的密度泛函理论（DFT）和紧束缚（TB）的方法。这种形式允许在即将到来的采用石墨烯片作为目标材料的直接检测实验中准确预测从DM预期的日常调制信号。一个关键的结果是，石墨烯片的物理特性和DM的物理特性以及喷射的电子的物理特性因子分解，从而允许用单个石墨烯响应函数获得所有形式的DM的喷射速率。我们执行TB和DFT方法之间的比较，在这个框架内建模的初始状态的电子波函数，与DFT出现更自洽和可靠的选择，由于在嵌入适当的原子贡献到TB的方法的挑战。
2023-03-27 astro-ph.CO hep-ph
Probing fast oscillating scalar dark matter with atoms and molecules
轻标量暗物质与物质的标量耦合预计在几种情况下引起自然基本常数的变化。这种变化可以通过原子光谱法等方法来搜索。灵敏的原子观测值主要是由于精细结构常数或电子质量的可能变化而产生的。迄今为止，大多数搜索都集中在常数的缓慢变化上（即调制频率$<$ 1 Hz）。在最近的一项名为WReSL（周末放松搜索实验室）的实验\mbox{[Phys. Rev. Lett. 123, 141102 (2019)]}中，我们报告了对射频波段快速变化的直接搜索。这样的搜索是特别有动机的一类弛豫暗物质模型。我们讨论了WReSL实验，改进测量快速基本常数变化的进展报告，并讨论了计划的工作扩展到分子，其中快速变化的核质量可以灵敏地搜索。
2021-01-28 hep-ph physics.atom-ph
Dark Matter Searches with Sodium Iodide Detectors
Centro de Astropartículas y Física de Altas Energías (CAPA), Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学高能物理与天体粒子中心）；Wright Laboratory, Department of Physics, Yale University（耶鲁大学物理系莱特实验室）
介绍用碘化钠探测器搜寻暗物质，阐述其适合探测的特性，回顾相关实验历史及结果，包括DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验报告的年度调制信号，探讨近期相关实验成果，总结当前及未来搜寻的现状与前景。
2026-07-28 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
The Earth's velocity for direct detection experiments
在直接探测实验的速率计算中，需要银河系坐标系中地球相对于太阳的速度。我们提供了一个严格的推导这个量的一阶在地球轨道的偏心率。我们还讨论了岁差的影响的分点，这迄今已收到明确的讨论。通过与文献中其他表达式的比较，证实了Lee，Lisanti和Safdi的表达式是正确的，而Lewin和Smith的表达式，即事实上的标准表达式，则包含一个错误。对于绝对事件率的计算，前导阶表达式是足够的，而对于调制搜索，需要具有偏心率的表达式来精确预测调制相位。
2014-02-26 astro-ph.CO hep-ph
Two-integral distribution functions in axisymmetric galaxies: implications for dark matter searches
我们解决的问题重建的相空间分布函数的扩展的无碰撞系统，具有已知的密度分布和平衡内的轴对称引力势。假设它只取决于两个运动积分，即能量和沿对称轴$L_z$的角动量分量，则密度分布与分布函数中$L_z$中的偶数分量之间以及加权方位角速度分布与奇数分量之间存在一一对应关系。这种反演方法最初是由Lynden-Bell提出的，后来由Hunter & Qian在其数值实现中进行了改进;在克服了一个技术难题后，我们首次将其应用于强平坦分量的存在下，作为提取螺旋星系晕中暗物质粒子相空间分布函数的一种新方法。我们比较现实的轴对称模型的结果，在球对称的限制，在以前的分析中假设，后者显示出相当严重的缺点。然后，我们将该计划应用到银河系，并讨论了直接暗物质搜索的影响。特别是，我们重新解释的零结果的氙1 T实验自旋（在）相关的相互作用，并作出预测的年度调制信号的一组轴对称模型，包括自洽定义的共同旋转晕。
2018-12-11 astro-ph.GA hep-ph
Spin-Dependent WIMPs in DAMA?
我们调查是否在DAMA实验中观察到的年度调制可以是由于一个弱相互作用的大质量粒子（WIMP）与轴向矢量（自旋依赖; SD）耦合到核。我们评估的SD WIMP质子截面的假设下，这种散射占DAMA调制，我们做同样的SD WIMP中子截面。我们表明，SD WIMP质子散射被排除在一个模型无关的方式从WIMP湮灭在太阳中的高能中微子的零搜索，并排除SD WIMP中子散射的WIMP质量> 20 GeV的DAMA探测器的零结果。质量小于20 GeV的SD WIMP仍然是相容的，但前提是SD WIMP与中子的相互作用比WIMP与质子的相互作用大4个数量级。
2000-10-04 astro-ph hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Puzzling Excesses in Dark Matter Searches and How to Resolve Them
在许多天体物理和地球环境中观察到了超过预期背景的有趣信号，这些信号可能具有暗物质的起源。天体物理学上的过剩包括费米伽马射线太空望远镜探测到的银河系中心GeV伽马射线过剩，AMS反质子和正电子过剩，以及511和3.5 keV X射线线。直接探测过量包括DAMA/LIBRA年度调制信号、XENON 1 T过量和固态探测器中的低阈值过量。我们讨论了解决这些过度行为的途径，以及该领域在未来几年可以采取的行动。
2022-03-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Search for Neutrino-Antineutrino Mixing from Lorentz Invariance Violation using Neutrino Interactions in MINOS
我们在MINOS远探测器观测到的中微子速率中寻找恒星调制。这些信号的检测可能是由于洛伦兹和CPT破坏的中微子-反中微子混合的特征，如标准模型扩展框架所描述的。我们没有发现这些恒星信号的证据，我们对这个理论中描述这种效应的系数进行了限制。
2013-08-09 hep-ex hep-ph
Directional axion detection
我们开发了一种形式主义来描述扩展现有的轴子晕圈镜设计，具有方向性的灵敏度传入的暗物质轴子速度。如果实验设计的尺寸接近局部轴子场的典型相干长度，那么这种效应是可以测量的。有了方向灵敏度，轴子探测实验将有极大的潜力来探测局部暗物质速度分布。我们发展我们的形式主义一般，但将其应用到具体的实验设计，即谐振腔和介质盘haloscope。我们证明，这些实验是能够测量日常调制的暗物质信号，并用它来重建三维速度分布。这使得人们可以测量太阳特有的速度，探测暗物质速度椭球的各向异性，并确定冷的子结构，如最近发现的地球附近的流。定向实验还可以在更短的时间尺度上识别特征，这可能有助于绘制轴子微团的碎片。
2018-06-15 astro-ph.CO 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
Equilibrium axisymmetric halo model for the Milky Way and its implications for direct and indirect DM searches
我们第一次提供了自洽的轴对称相空间分布模型的银河系的暗物质（DM）晕，仔细匹配对最新的运动学测量，通过贝叶斯分析。通过使用广泛的先验的个别银河组件，我们得到保守的估计进入直接和间接DM搜索的解释的天体物理因素。虽然得到的DM密度分布与以前的研究，暗示$ρ_\odot \approx 10^{-2} \, M_\odot / \mathrm{pc}^3$，重子盘的存在导致显着差异的本地DM速度分布相比，标准的晕模型。对于直接检测，这意味着在检测器最大灵敏度附近的DM质量处的横截面极限大约强30%，并且在质量范围的下端处的极限弱一个数量级。此外，通过执行蒙特卡罗模拟为即将到来的DARWIN和DarkSide-20 k实验，我们证明，在成功检测到重DM与耦合低于当前的限制，精心构造的轴对称模型可以消除偏见，减少不确定性超过50%的重建DM耦合和质量，而且还有助于在一个更可靠的散射算子的测定。此外，由重子盘引起的速度各向异性可以导致显着更大的年度调制幅度和相当大的差异，在预期的DM诱导事件的方向分布。对于间接搜索，我们提供了差分$J$ -因子，并计算了几个时刻的相对速度分布，需要预测速度依赖的湮灭率。然而，我们发现准确的预测仍然受到银河系中心附近DM分布的巨大不确定性的阻碍。
2020-12-22 astro-ph.GA hep-ex hep-ph
