Dark energy and dark matter unification from dynamical space time: observational constraints and cosmological implications
研究了最近提出的统一暗能量和暗物质的动力学时空宇宙学。这种情况下的一般行动包括一个拉格朗日乘子，这是耦合到能量动量张量和一个标量场，这是不同的精髓。首先，对于各种类型的潜力，我们实现了临界点分析，我们找到的解决方案，导致宇宙加速，并在一定条件下稳定的后期吸引子。然后DSC宇宙学面临着来自低红移探测器的最新宇宙学数据，即哈勃参数和标准烛光（Pantheon SnIa，准恒星物体）的测量。执行一个整体的可能性分析，并使用适当的信息标准，我们发现，探索DSC模型是非常好的协议与数据。我们还发现其中一个DSC模型与$Λ$宇宙学有很小但非零的偏差，但置信度接近于$\sim 1.5σ$。
2019-05-13 astro-ph.CO gr-qc
Generalized models of unification of dark matter and dark energy
介绍了一种基于声速与状态方程参数关系的暗物质和暗能量统一模型。发现声速依赖于状态方程参数的幂次的模型$c_s^2=α(-w)^γ$包含广义Chaubergin气体模型作为它的子类。一个有效的标量场描述的模型中获得的参数形式，在某些情况下，可以转化为一个封闭的形式解决方案的标量场潜力。利用不同红移下哈勃参数的观测数据，得到了模型参数的约束条件。
2013-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
DBI models for the unification of dark matter and dark energy
我们提出了一个基于DBI作用量的暗物质和暗能量统一模型。这一点得到了早期和晚期背景行为研究结果的支持，并通过对扰动演化的分析得到了加强。我们还进行了贝叶斯分析，以设置观测约束的模型参数，使用类型Ia SN，CMB移位和BAO数据。最后，为了完成研究，我们研究了它的运动学方面，如有效状态方程参数，加速度参数和跃迁红移。为了获得最佳拟合，将这些参数具体化，优选有效体模。
2009-04-29 astro-ph.CO
The Logotropic Dark Fluid as a unification of dark matter and dark energy
我们提出了一个启发式统一的暗物质和暗能量在一个单一的暗流体与一个logotropic状态方程$P=A\ln(ρ/ρ_P)$，其中$ρ$是静止质量密度，$ρ_P$是普朗克密度，$A$是logotropic温度。能量密度$ε$是模拟暗物质的静止质量能量项$ρc^2$和模拟暗能量的内部能量项$u(ρ)=-P(ρ)-A$之和。各向同性温度近似由$A \simeq ρ_Λc^2/\ln(ρ_P/ρ_Λ)\simeqρ_Λc^2/[123 \ln(10)]$给出，其中$ρ_Λ$是宇宙学密度。更准确地说，我们得到了我们解释为基本常数的$A=2.13\times 10^{-9} \, {\rm g}\, {\rm m}^{-1}\, {\rm s}^{-2}$。在宇宙学尺度上，该模型满足了与$Λ$ CDM模型相同的观测约束。然而，它具有非零的声速和非零的金斯长度，在物质时代开始时，大约是$λ_J=40.4\, {\rm pc}$，与宇宙中观测到的暗物质晕的最小尺寸一致。在银河系尺度下，迷向压力平衡了引力，解决了尖点问题和卫星失踪问题。对数正态方程产生了一个普遍的旋转曲线，同意与经验Burkert配置文件的暗物质晕晕半径。此外，这意味着所有的暗物质晕具有相同的表面密度$Σ_0=ρ_0 r_h=141\, M_{\odot}/{\rm pc}^2$，并且封闭在固定半径$r_{u}=300\, {\rm…
2015-09-13 astro-ph.CO gr-qc
Positron Excess, Luminous-Dark Matter Unification and Family Structure
一般认为，暗物质可能由一个或最多几个基本粒子组成。PAMELA的数据提供了一个机会之窗，让我们了解发光物质和暗物质之间可能存在的关系。与ATIC数据一起，这两个正电子过剩被解释为暗物质家族结构的反映。在一个统一的模型中，预测至少第三次增强可能出现在不同的能量。然而，增强的强度取决于族间混合角。
2009-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unification of a Bounce with a Viable Dark Energy Era in Gauss-Bonnet Gravity
在这项工作中，我们将证明，这是可能的，在一个统一的方式来描述一个原始的反弹与暗能量时代，在高斯-邦纳修改重力的背景下。特别是，早期反弹具有原始标量曲率扰动的近尺度不变功率谱，而暗能量时代是可行的，这意味着它模仿了$Λ$ -冷暗物质模型，并且与普朗克2018年宇宙学参数数据兼容。此外，我们的分析表明，暗能量时代是免费的暗能量振荡，这发生在$f(R)$重力的背景下。我们通过研究高斯-邦纳模型的$f(R)$扩展进一步解决了后一个问题，我们表明，$f(R)$引力部分的行动实际上产生了暗能量振荡的红移$z\sim 4$。
2020-10-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unification of Constant-roll Inflation and Dark Energy with Logarithmic $R^2$-corrected and Exponential $F(R)$ Gravity
在本文中，我们研究如何在一个统一的方式描述恒滚暴胀时代与暗能量时代，使用$F(R)$引力的理论框架。为此，我们介绍了一些类适当选择的$F(R)$重力模型，我们详细研究如何统一的早期和晚期的加速时代可以实现。我们详细研究了暴胀时代，正如我们所证明的那样，有可能实现一个可行的暴胀时代，其中原始曲率扰动的谱指数和标量张量比可以与最新的观测数据相兼容。此外，还对一类模型的优美退出问题进行了讨论。最后，我们讨论了暗能量振荡问题，并研究了我们介绍的一类模型中的哪一个模型可以产生最小振幅的振荡。
2017-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Naturality, unification and dark matter
我们考虑一个模型，其中电弱对称性破缺是由Technicolor动力学驱动的，所需的步行耦合和饱和的全球异常的粒子含量最小。此外，该模型具有三个额外的外尔费米子单线在Technicolor相互作用，这提供了一个单圈统一的标准模型规范耦合。在这些额外的物质场中存在着一种可能的候选者，即弱相互作用的暗物质。我们评估了遗迹密度，发现它们足以解释宇宙学观测，并避免了基于地球的搜索的实验限制。因此，我们建立了一个非超对称的框架，层次和自然性问题得到解决，耦合常数统一实现和一个合理的暗物质候选人存在。
2010-01-27 astro-ph.CO hep-ph
Non-singular modified gravity: the unification of the inflation, dark energy and dark mater
利用流体表象，我们给出了加速FRW宇宙中修正引力下四种有限时间未来奇点出现的条件。它强调，许多标准的精华/幻影DE理论（包括标量，流体，DBI的，等等）带来了加速宇宙学的未来奇点，正是以同样的方式奇异的修改引力DE。考虑了统一早期暴胀和晚期加速度的可行非奇异修正引力。结果表明，将这种非奇异理论加入到另一个具有未来奇异性的加速解的实际奇异修正引力中，可以治愈所得到的组合模型的奇异性。这种普遍的情形可以自然地应用于标准奇异DE模型以及具有初始奇异性的暴胀理论。这暗示了修正广义相对论的额外的基本理由。
2009-10-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Quintessence, Neutrino Masses and Unification of the Dark Sector
中微子质量、暗物质和暗能量的起源是基础物理学中最具挑战性的问题。我们解决这些问题，从分析的模型，其中中微子质量是通过汤川耦合到代表DE的精粹场产生的。最近的一项研究表明，通过选择与当前DE密度相匹配的DE势参数，该模型可以将中微子质量锁定在m ~0.01 eV，并对宇宙的其他参数产生一致的估计。为了将DM分量包括到这个框架中，我们建议在这里将右手Majorana项添加到具有quintessence生成质量的拉格朗日中。因此，DE场是负责轻活跃的马约拉纳中微子的质量的产生，以及重不育中微子。后者是自然的DM候选人。
2011-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflation-Dark Matter unified through Quantum Generation
我们统一的通货膨胀和暗物质通过一个单一的标量场φ。这种统一的主要困难之一是，在暴胀和暗物质之间，需要一个成功的再加热过程和一个长时间的辐射。因此，暴胀子-暗物质场中的能量密度在重新加热后必须进行微调，以产生暗物质。在这里，我们展示了另一种方案，其中暴胀子完全衰变，完全从光谱中消失。然而，在低能量下，在物质辐射相等之前，导致暴胀子衰变的相同相互作用项再生φ。一个基本特征是，中间辐射之间的过渡占主导地位的暗物质阶段是有关的量子生成的标量场量子力学，而不是纯粹的经典动力学。由于这种量子跃迁，暴胀-暗物质的统一可以自然地发生，而不需要微调。这里提出的统一方案有三个参数，即暗物质粒子的质量m_o，暴胀参数λ和暴胀子相互作用的耦合g。唯象学固定了λ的值，并在g和m_o之间给出了一个约束，只留下暗物质粒子的质量m_o作为自由参数。这三个参数lambda，m_o，g同样存在于包含暴胀和暗物质wimp粒子但没有统一的模型中。因此，我们的统一方案不增加参数的数量，它完成了暴胀子和暗物质之间的免费统一。
2009-11-26 astro-ph.CO
Unification of Dark Matter - Dark Energy in Generalized Galileon Theories
我们提出了一个统一的描述的暗物质和暗能量部门，位移对称的广义伽利略理论的框架。考虑到Horndeski拉格朗日量中的一个特殊的项组合，我们没有引入宇宙学常数或物质扇区，我们得到了一个有效的统一宇宙流体，其状态方程$w_U$在整个物质时代为零，即从红移$z\sim3000$到$z\sim2-3$。然后在较小的红移处，它开始减少，在$z\sim0.5$附近通过标志着加速开始的$w_U=-1/3$边界。目前，它获取值$w_U=-0.7$。最后，在遥远的未来，它会走向一个去Sitter阶段。这种行为与观测结果非常吻合。此外，与Ia型超新星数据的对抗导致了非常有效的拟合。在微扰水平上检查模型，我们表明，它是免费的病理，如鬼和拉普拉斯不稳定性，在标量和张量部门，在任何时候。
2018-01-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Unification of the Standard Model and Dark Matter Sectors in [SU(5)$\times$U(1)]$^4$
一个简单的暗物质模型包含一个在隐藏的U（1）规范对称下带电的轻狄拉克场。当强动力学中的手征物质含量满足特胡夫特反常匹配条件时，无质量重子是轻狄拉克场的自然候选者。一种实现是与标准SU（5）$\times$ U（1）$_{(B-L)}$大统一理论相同的物质内容。我们提出了手征[SU（5）$\times$ U（1）] $^4$规范理论作为SM和DM扇区的统一模型。最近研究的低能动力学是由隐U（1）$_4$规范相互作用和第三族U（1）$_{(B-L)_3}$规范相互作用控制的。该模型可以实现自相互作用的暗物质，缓解宇宙结构形成中无碰撞冷暗物质的小尺度危机。该模型还可以解决LHCb实验报告的半轻子$B$衰变异常。
2019-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Unification of inflation, dark energy, and dark matter within the Salam-Sezgin cosmological model
我们研究了一个宇宙学模型，该模型基于Salam-Sezgin六维超引力理论和Anchordoqui，Goldberg，Nawata和Nuñez以前的工作。假设一个时期的温暖的通货膨胀，我们表明，这是可能的，以延长模型的演变回的时间，包括通货膨胀时期，从而统一的通货膨胀，暗物质，和暗能量在一个单一的框架。和前面的作者一样，我们无法从萨拉姆-塞兹金标量场中获得宇宙的全部暗物质含量。然而，即使只是部分成功，这项工作表明，基于超弦和超引力的现代理论最终可能导致宇宙演化的全面建模。我们发现，该模型的引力波谱在10^（-15）-10^6 rad/s的频率范围内有一个非恒定的负斜率，而且与标准（冷）暴胀模型不同，它在MHz/GHz的频率范围内没有显示出结构。
2009-03-11 astro-ph.CO
Unification for the Darkly Charged Dark Matter
我们为具有无质量阿贝尔规范玻色子的狄拉克暗物质提供了一个简单的紫外理论。我们在SO（10）$'$规范群中引入了一个单费米子变换作为$\bf{16}$表示，并假定它自发破缺为SU（5）$'\times$ U（1）$'$ . SU（5）$'$规范相互作用在中等尺度下变强，在低能尺度下得到了轻的复合Dirac费米子与U（1）$'$规范相互作用.它的热遗迹可以解释观测到的暗物质的数量与其他宇宙学和天体物理学的约束一致。我们讨论了U（1）$'$规范玻色子和超荷规范玻色子之间的非零动力学混合是允许的，并且可见区和暗物质区的温度可以相等.
2019-08-01 astro-ph.CO hep-ph
A model for dark matter, naturalness and a complete gauge unification
我们认为暗物质在一个最小的扩展标准模型（SM）打破电弱对称性动态，并导致一个完整的统一的SM和人工色耦合常数。统一尺度被确定为$M_{\rm U} \approx 2.2 \times 10^{15}$ GeV和统一耦合$α_{\rm U} \approx 0.0304$。此外，统一强烈表明，该模型的人工色部门必须成为强大的${\cal O}$（TeV）的规模。该模型还包含一个严格约束的部门的混合中性场稳定的离散对称性。我们发现这些状态中最轻的可以是DM，其质量在$m_{\rm DM} \approx 30-800$ GeV范围内。我们找到了一个大的参数集，满足所有可用的约束条件，从对撞机和暗物质搜索实验。然而，大多数可用的参数空间是在下一代DM搜索实验的范围内。该模型也是敏感的，在测量中的精密电弱参数的适度改善。
2015-08-12 astro-ph.CO hep-ph
Dark Grand Unification in the Axiverse: Decaying Axion Dark Matter and Spontaneous Baryogenesis
衰变常数接近大统一（GUT）尺度的量子色动力学轴子具有接近neV的超轻质量。然而，我们表明，轴子粒子的质量附近的千电子伏- PeV范围内的大统一体尺度的衰变常数也很好的动机，因为它们自然产生的轴向理论与黑暗的非阿贝尔规范群。我们证明了正确的暗物质丰度可以通过这些模型中的重轴子通过错位机制结合一段时间的早期物质统治从长寿命的黑暗胶球相同的规范组。重的轴子暗物质可能会衰变为两个光子，产生单能量的电磁信号，可以被当前或下一代的天基望远镜探测到。我们计划下一代望远镜的灵敏度，包括$\textit {Athena,}$ AMEGO和e-ASTROGAM，以这种衰变的轴子暗物质。如果暗区包含多个约束规范群，那么观察到的原始重子不对称性也可以通过自发重子生成来实现。我们提出了明确的orbifold建设的黑暗规范群统一与SM在大统一尺度和轴子出现的第五个组件的黑暗规范场与散装陈-西蒙斯条款。
2022-08-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Common Origin of $3.55$ keV X-ray line and Gauge Coupling Unification with Left-Right Dark Matter
我们提出了一个最小的左右暗物质框架，可以同时解释最近观察到的3.55 keV的X射线线从几个星系团和规范耦合统一在高能量标度。采用最小的暗物质的策略，我们认为左，右手三重态费米暗物质的候选人是稳定的凭借剩余的$\mathcal{Z}_2\simeq (-1)^{B-L}$对称性后产生的自发对称性破缺的左右规范对称性的标准模型。一个标量双三重态场被纳入其第一个作用是允许右手三重态暗物质的辐射衰变到左手一个和一个光子的能量为3.55千电子伏。这个在TeV尺度下的双三重态场的另一个作用是帮助在非超对称$SO(10)$模型中实现高能尺度下的规范耦合统一，同时保持TeV拐角处左右规范对称性的尺度。除了解决中微子质量问题和对无中微子双β衰变和带电轻子味破坏做出可验证的新贡献外，TeV尺度规范玻色子模型还可以产生有趣的对撞机签名，如最近在大型强子对撞机数据中报道的双玻色子过剩，双轻子加双喷流过剩。
2017-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter and Higgs Mass in the CMSSM with Yukawa Quasi-Unification
我们对μ>0的约束最小超对称标准模型进行了更新分析，并补充了“渐进”汤川耦合准统一条件，该条件允许可接受的b夸克质量。在宇宙中冷暗物质丰度、B物理、μ子反常磁矩和最轻中性CP-甚至希格斯玻色子的质量mh的约束下，我们发现最轻中性伴子不能作为冷暗物质的候选者。这主要是因为从冷暗物质考虑的最轻中性伴子残余丰度的上限，尽管这个丰度被中性伴子-斯陶共湮灭大大减少，与最近关于B_s -> mu^+ mu^-的分支比的数据不一致。考虑到另一种粒子，如轴子或引力子，是最轻的超对称粒子，从而构成宇宙中的冷暗物质，我们发现在我们的模型中预测的m_h的范围有利于（119-126）GeV。
2012-01-13 astro-ph.CO hep-ph
Cold Dark Matter and Higgs Mass in the Constrained Minimal Supersymmetric Standard Model with Generalized Yukawa Quasi-Unification
本文简要回顾了基于Pati-Salam规范群的超对称大统一模型的构造，并给出了一组Yukawa准统一条件，使得在μ>0的约束最小超对称标准模型中可以有一个可接受的b夸克质量。在宇宙中的冷暗物质丰度、B物理学和较轻的中性CP-甚至希格斯玻色子的质量mh的约束下，我们发现存在一个允许的参数空间，大约为44<tanbeta<52，-3 <$A0/ M_{1/2} <0.1，122<mh/GeV<127，最轻的s粒子的质量在（0.75-1.43）TeV范围内。这种重的最轻的超粒子质量可以变得与冷的暗物质对最轻的超粒子遗迹密度的要求一致，这要归功于中性子-斯陶共湮灭，由于斯陶-反斯陶共湮灭通过较重的中性CP-甚至希格斯玻色子玻色子的直接通道交换而增强到向下型费米子。讨论了μ子反常磁矩对模型参数的限制。
2014-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Multi-component Fermionic Dark Matter and IceCube PeV scale Neutrinos in Left-Right Model with Gauge Unification
我们考虑一个简单的扩展的最小左右对称模型（LRSM），以解释PeV中微子事件在冰立方实验中看到的重衰变暗物质。暗物质部分由两个费米子组成：一个在PeV尺度，另一个在TeV尺度，因此较重的一个可以衰变为较轻的一个和两个中微子。PeV暗物质的规范湮灭截面不足以在观测极限内产生其遗迹丰度。我们包括一对真正的标量三重态$Ω_{L,R}$，它可以使热过剩PeV暗物质丰度到观察范围内，通过后期的时间衰减和随之而来的熵释放，从而提供了一个一致的方式来获得正确的遗物丰度，而不违反暗物质质量的么正性约束。另一个标量场，在左-右规范群下的一个双三重态被加入，以帮助较重的暗物质衰变。近似全局$U(1)_X$对称性的存在，自然可以解释这些衰变粒子长寿命所需的微小耦合的起源。我们还表明，如何扩展LRSM可以被纳入一个非超对称的$SO(10)$模型的规范耦合统一在一个非常高的规模自然容纳PeV规模的中间对称性，需要解释PeV事件在冰立方。
2017-09-06 astro-ph.CO hep-ph
A Leptophobic Z' And Dark Matter From Grand Unification
我们探讨了基于E_6群的大统一模型的唯象学，重点讨论了这种模型中可能出现的与轻子耦合被抑制的Z'。我们发现，这个Z'可以容纳的W+dijets异常CDF合作报告。此外，在E_6的基本27维表象中，也存在一个右手超中微子形式的可行的暗物质候选者。通过其与Z '的相当大的耦合，预测暗物质具有与中子的弹性散射截面，这可以产生CoGeNT和DAMA/LIBRA合作报告的信号。在早期宇宙中，为了避免过度产生，暗物质必须通过交换带电或中性的费米子而湮灭为轻子，这些费米子出现在E_6的27中，与费米伽马射线太空望远镜从银河系中心观测到的伽马射线谱非常吻合。
2011-09-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
SO(10) Grand Unification with Minimal Dark Matter and Color Octet Scalars
最小暗物质（MDM）方案是一个非常简单的物理框架，超越了标准模型（SM），以补充SM与DM候选人。在本文中，我们考虑了SO（10）大统一理论的紫外完成方案，这是一个很好的动机框架，根据中微子振荡的数据。考虑到各种唯象约束，如成功的SM规范耦合统一，质子稳定性，直接/间接DM检测约束以及绝对电弱真空稳定性，我们首先挑出的MDM方案在低能量下的最小粒子含量。除了SM粒子的内容，我们的MDM方案包括一个SU（2）$_L$五重标量DM与9.4 TeV的质量和三个退化的颜色八重标量与2 TeV的。然后，我们找到了一种将最小粒子含量嵌入SO（10）表示的方法，其中SO（10）对称性破缺后的剩余$Z_2$对称性确保了DM粒子的稳定性。在大型强子对撞机上产生的色八隅标量的截面比目前的实验界低几个数量级。
2021-12-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
