Resolving XENON Excess With Decaying Cold Dark Matter
我们提出了一个衰变的冷暗物质模型来解释在XENON 1 T实验中观察到的过量电子反冲。在这种情况下，从母暗物质衰变的子暗物质很容易获得足够大的速度，以饱和的电子反冲能量的峰值约2.5 keV，和观测到的信号率可以满足母暗物质的质量为10-200 MeV和寿命大于宇宙的年龄。通过对暗物质探测、宇宙微波背景和大尺度结构实验的验证，我们发现该模型与实验极限是一致的。
2021-05-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Detecting Gamma-Ray Anisotropies from Decaying Dark Matter: Prospects for Fermi LAT
衰变的暗物质粒子可以被间接探测到，因为在弥漫的河外伽马射线背景的能谱中，它超过了简单的幂律。此外，由于地球不是位于银河系暗物质晕的中心，从暗物质衰变的扩散伽马射线通量的外来贡献预计是各向异性的，提供了一个补充的方法，间接寻找衰变的暗物质粒子。在本文中，我们详细讨论了预期的偶极类各向异性的暗物质信号，也考虑到辐射的逆康普顿散射的电子和正电子从暗物质衰变。伽马射线通量各向异性的另一个来源是宇宙尺度上的暗物质密度波动。我们计算了相应的角功率谱的伽玛射线通量和评论的观测前景。最后，我们计算预期的各向异性的衰减暗物质的情况下，可以重现电子/正电子过剩的PAMELA和费米LAT报告，我们估计在不久的将来检测预测的伽马射线各向异性的前景。
2009-12-14 astro-ph.CO hep-ph
Colder Freeze-in Axinos Decaying into Photons
我们指出，在超对称Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky模型中，7 keV的轴子暗物质（DM）可以同时再现3.5keV的X射线过剩，并且可以避开Ly-alpha森林数据的严格限制. Peccei-Quinn对称性破缺自然地产生具有最小SUSY标准模型粒子的轴子相互作用和RPV相互作用。RPV相互作用引入了轴子-中微子混合，并提供了轴子DM作为无菌中微子DM的变体，其衰变为单色光子可以通过X射线观测检测到。另一方面，Axinos是由热粒子的冻结过程以及无菌中微子的Dodelson-Widrow机制产生的。由此产生的相空间分布往往比费米-狄拉克分布更冷。晚期萨克逊衰变所产生的固有熵使axino更冷。线性物质功率谱甚至满足来自Ly-alpha森林数据的最新和最强的约束。
2017-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Big-bang nucleosynthesis with sub-GeV massive decaying particles
我们考虑了高能光子和电子（或正电子）的注入对大爆炸核合成的影响。我们研究了早期宇宙中轻元素的光解，特别注意的情况下，注入能量是sub-GeV的，并推导出上界的原始丰度的大质量衰变粒子作为其寿命的函数。在此框架下，我们还讨论了$^7$ Li问题的一个解.
2020-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Decaying Hidden Gaugino as a Source of PAMELA/ATIC Anomalies
我们研究了U（1）隐态高吉诺构成宇宙中的暗物质，并通过与U（1）B-L高吉诺的混合衰变为轻子和轻子对的情况。我们发现，暗物质衰变可以解释最近的PAMELA和ATIC异常的宇宙射线的正电子和电子没有过量生产的反质子。
2009-03-14 astro-ph.CO hep-ph
Probing Gravitino Dark Matter with PAMELA and Fermi
我们分析了衰变引力子暗物质的宇宙射线签名的模型独立的方式的基础上的运营商分析。热leptogenesis和通用的边界条件在大统一体规模限制引力子质量低于600 GeV。来自引力子衰变的电子和正电子通量，加上标准的GALPROP背景，不能解释费米LAT最近测量的PAMELA正电子分数和电子+正电子通量。对于引力子暗物质，观测到的通量需要天体物理源。测得的反质子通量允许衰变的引力子对伽马射线谱有相当大的贡献，特别是能量低于300 GeV的谱线。未来对伽马射线通量的测量将对LHC中可能存在的衰变引力子暗物质的特征提供重要的限制。
2009-08-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on Decaying Dark Matter from Fermi Observations of Nearby Galaxies and Clusters
我们分析费米伽马射线观测（主要是非检测）的选定附近的星系，包括矮椭球体，星系团的衰变暗物质模型的影响。我们表明，星系团不发光的伽马射线的事实提出了最严格的限制，迄今为止的暗物质粒子的寿命为广泛的粒子质量和衰变的最终状态。特别是，我们的研究结果提出了强烈的限制归因于衰减的暗物质的可能性增加的正电子分数报告的PAMELA和费米测量的电子-正电子光谱的高能量功能。对附近矮星系和仙女座星系（M31）的观测并没有提供像星系团那样强的限制，但在某些情况下仍然改善了以前的限制。
2010-11-24 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitino Dark Matter
引力子暗物质，连同热稀薄生成，意味着超粒子质量的上限。在R宇称破缺的情况下，原始核合成的约束自然得到满足，衰变的引力子导致高能宇宙射线的特征信号。来自引力子衰变的电子和正电子通量不能同时解释费米LAT最近测量的PAMELA正电子分数和电子+正电子通量。观测到的通量需要天体物理学来源。测得的反质子通量允许衰变的引力子对伽马射线谱有相当大的贡献，特别是能量低于300 GeV的谱线。
2009-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Decaying LSP in SO(10) GUT and PAMELA's Cosmic Positron
我们假设最小超对称标准模型中最轻的超对称粒子是暗物质。如果一个右手中微子（ν^c_1）比类双中微子轻，并且它的超伴子（\tilde ν^c_1）产生真空期望值（VEV），自然会引起极小的R宇称破缺，则类双中微子能通过SO（10）规范相互作用衰变。如果{ \bf 16}_H的VEV标度比{ \bf 45}_H的VEV（\approx 10^{16} GeV）低几个数量级，并且如果slepton（\tilde{e}^c_1）比squarks相对较轻，轻子衰变模式可能占主导地位。LSP的所需衰减速率，T_x \sim 10^{-26}秒。{-1}解释PAMELA数据可以自然实现，因为介导LSP衰变的Gaugino是超重的。根据PAMELA数据，可以确定SU（3）_c x SU（2）_L x SU（2）_R x U（1）_{B-L}破缺标度（或{ \bf 16}_H VEV标度）。整体对称性是抑制RH（s）中微子与MSSM场之间汤川耦合的必要条件。即使一个RH中微子相当轻，提供极轻的三个物理中微子及其振荡的跷跷板机制仍然在起作用。
2009-12-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining decaying dark matter with the effective field theory of large-scale structure
我提出的第一个限制衰变冷暗物质（DCDM）模型由于有效场论的大尺度结构（EFTofLSS）适用于BOSS-DR 12数据。考虑了DCDM的两个唯象模型：i）一部分冷暗物质（CDM）衰变为寿命为$f_{\rm dcdm}$的暗辐射（DR）模型;（二）模型（最近被建议作为$S_8$张力的潜在解决方案），其中所有CDM以一生的$τ$衰变为DR和大量温暖的暗物质（WDM）粒子，与一小部分$\varepsilon$的CDM静止质量能量转移到DR。我讨论的EFTofLSS约束的DCDM模型建议解决的$S_8$紧张局势的影响。
2022-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Constraining decaying very heavy dark matter from galaxy clusters with 14 year Fermi-LAT data
本研究利用7个近邻星系团的14年Fermi-LAT数据，考虑多种衰变道与电磁级联效应，采用Navarro-Frenk-White轮廓和轮廓似然法，在95%置信水平下给出了极重衰变暗物质寿命的下限，为相关间接探测提供了互补约束。
2024-02-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on decaying dark matter from the extragalactic gamma-ray background
如果暗物质是不稳定的，质量在GeV-TeV范围内，它的衰变产生高能光子，对河外伽马射线背景（EGRB）有贡献。我们通过分析费米卫星测量的50个月EGRB数据来约束暗物质衰变，对于不同的衰变通道，这些通道由几个具有R宇称破坏的超对称场景激发。我们采用了最新的天体物理模型的各种源类，如活动星系核和恒星形成的星系，并适当考虑相关的不确定性。对于大范围的暗物质质量，寿命的下限是非常严格的，不包括质量在几百GeV和~ 1 TeV之间的寿命短于10^28 s，例如，对于b \bar{b}衰减通道。此外，大多数解释异常正电子过剩的暗物质模型也被排除在外。这些限制是强大的，很少依赖于天体物理的不确定性，不像其他探测器，如银河系正电子或反质子。
2015-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Decaying gravitino dark matter and an upper bound on the gluino mass
我们表明，如果衰变的引力子暗物质是负责PAMELA和ATIC/PPB-BETS异常的宇宙射线的电子和正电子通量，再加热温度和胶子质量从上面的约束。特别是，如果观测到的重子不对称性可以用热瘦生的假设来解释，那么胶子的质量很可能在大型强子对撞机的范围之内。
2009-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray Constraints on Decaying Dark Matter and Implications for IceCube
利用费米测量的伽马射线光谱朝向银河系中心，我们得到一些最强的约束，迄今为止的暗物质（DM）的寿命在质量范围从数百兆电子伏以上的EeV。我们的配置文件的可能性为基础的分析依赖于413周的费米通行证8数据从200兆电子伏到2 TeV，以及最新的模型扩散伽马射线发射在银河系内。我们的模型银河系和河外DM衰变，包括DM引起的伽马射线通量的贡献，从初级发射和逆康普顿散射的初级电子和正电子。对于河外通量，我们还计算了与宇宙背景辐射的高能伽马射线散射级联相关的光谱。我们认为，一个衰减DM解释的10 TeV-1 PeV的中微子通量观测冰立方是不利的，我们的限制。我们的研究结果也挑战了AMS-02正电子通量的衰减DM解释。我们解释的结果，在个人的最终状态和简化的情况下，如一个隐藏的部门胶球模型。
2019-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Can decaying dark matter scenarios alleviate both $H_0$ and $σ_8$ tensions?
目前宇宙学中的紧张局势，包括$H_0$和$σ_8$，提供了一个强有力的理由来怀疑存在超越宇宙学标准模型（$Λ$ CDM）的物理学。在本文中，我们调查，如果有这些紧张局势之间的关系，并超越冷暗物质的情况。为了模拟非CDM，我们假设一个衰变的暗物质（DDM）是不稳定的，可能会衰变成两个子粒子，冷暗物质，温暖的暗物质，和暗辐射的组合，探索一个广阔的时代的可能性。我们根据CMB数据检查了我们的模型，可以表明衰变的暗物质似乎不是解决宇宙学紧张局势的有希望的候选者。
2022-03-17 astro-ph.CO
Decaying Hidden Dark Matter in Warped Compactification
最近的PAMELA和ATIC/Fermi/HESS实验在高能宇宙射线中观测到过量的电子和正电子，但没有观测到反质子。为了解释这一结果，我们在弦论紧化中构建了一个衰减的隐藏暗物质模型，它包含了以下两个成分，扭曲紧化中的隐藏暗物质场景和衰减到标准模型的隐藏轻粒子的唯象建议。在这个模型中，在高维扭曲膜上，各种扭曲的Kaluza-Klein粒子和规范场的零模对标准模型起着隐藏的暗物质或介质的作用。
2009-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Anisotropic cosmic optical background bound for decaying dark matter in light of the LORRI anomaly
最近，新地平线观测报告了宇宙光学背景（COB）中的异常通量。COB的流量是$16.37\pm 1.47\, \rm nW m^{-2} sr^{-1}$，在LORRI枢轴波长$0.608\,\rm μm$，这是$\sim 4σ$水平以上的预期流量从哈勃太空望远镜（HST）星系计数。如果这是电子伏特尺度的暗物质衰变为光子的暗示，那就太好了。在本文中，我们指出，这样一个衰减的暗物质模型预测大量的各向异性的COB通量，这是准确测量的HST。HST的数据排除了在$5$ - $20$ eV质量范围内大于$10^{-24}$-$10^{-23}\,{\rm s}^{-1}$的主导冷暗物质的衰变率。因此，衰变的冷暗物质解释了COB过剩是强烈不利的各向异性约束。我们讨论了一些漏洞：例如热/热暗物质或暗物质的两步衰变，以解释COB过量。
2023-01-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Decaying dark matter, the $H_0$ tension, and the lithium problem
人们早就知道，如果一部分$χ$型的暗物质粒子是通过重的、相对长寿命的状态（即$X \to χ+ γ$）的衰变与光子$γ$非热结合产生的，那么哈勃常数$H_0$的观测值和推断值之间尖锐的张力就可以得到缓解。最近提出，如果$M= 4$ MeV和$m = 0.04$ keV，则该模型也可以解决长期存在的锂问题，其中$M$和$m$分别是$X$和$χ$的质量。我们用实验来对抗这个提议，并证明冷的暗物质在重组之前就已经衰变，这并不能解决$H_0$问题。此外，我们表明，最好的情况下，用于减轻$H_0$紧张局势的背景下，冷暗物质衰变前的重组时出现的粒子衰变完全进入暗辐射，而留下完全未修改的轻元素的生产。为此，我们计算的一般功能形式描述的数量等效轻中微子物种$ΔN_{eff}$进行的$χ$。我们表明，要解决$H_0$张力在$1σ$水平的$m$需要55%的校正，所需的$ΔN_{eff}$被排除在95% CL普朗克数据。我们主张一个更复杂的动态暗物质模型，以放松$H_0$紧张。
2020-12-31 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on a mixed model of dark matter particles and primordial black holes from the Galactic 511 keV line
银河系511 keV γ射线谱线是70年代以来观测到的，并被认为是电子正电子湮没的结果，但其起源至今仍不清楚。除了天体物理学的解释外，正电子来自暗物质湮灭的可能性也被广泛研究。原初黑洞（PBH）也是被广泛研究的DM候选者。如果PBH的存在，DM粒子可能会引力绑定到PBH和PBH周围的密度尖峰形成晕。在这些密度尖峰中的DM湮灭可以提高DM粒子的正电子产生率，但信号形态与衰减的DM相似。我们考虑这样一个由DM粒子和PBH组成的混合模型，并从INTEGRAL/SPI的511 keV γ射线数据中得到DM粒子衰变分量的上限和PBH丰度的约束。这些约束是通用的，并且独立于颗粒DM模型。对于DM和PBH的混合模型，对于质量在$1~\mathrm{TeV}$附近的DM粒子，PBH丰度的约束可以降到$O(10^{-17})$，比河外γ射线背景下的约束更严格.
2021-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Decay of multiple dark matter particles to dark radiation in different epochs does not alleviate the Hubble tension
衰变的冷暗物质（CDM）被认为是解决哈勃膨胀率和物质聚集之间紧张关系的一种机制。然而，宇宙微波背景（CMB）的偏振测量严重限制了暗物质在重组前的衰变比例，而大尺度结构对CMB各向异性的透镜效应对暗物质在重组后的衰变有很强的限制。总之，这些限制使得用衰减的暗物质来解释哈勃张力不太可能。针对这种情况，我们研究了一个暗物质系综与CDM粒子衰变成自由流动的暗辐射在不同的时代，可以缓解这个问题。我们发现它没有。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Semianalytic model for decaying dark matter halos
本文在 Galacticus 中构建两体衰变暗物质半解析模型，刻画加热与质量损失对晕轮廓及子晕族群的影响，并经 N 体模拟验证。
2025-05-15 astro-ph.CO hep-ph
Warm Decaying Dark Matter and the Hubble Tension
如果一部分暗物质不稳定，在物质辐射相等的时候衰变成暗辐射，它可能会影响宇宙的膨胀历史，从而有助于改善哈勃常数的本地测量值与从宇宙微波背景和重子声学振荡的测量结果（假设标准的$Λ$ CDM宇宙学）推断的值之间长期存在的紧张关系。然而，如果衰变的暗物质的这一成分是冷的，它将改变引力势的演化，导致与这些相同的数据集不一致。考虑到这一点，我们在这里考虑一个组件的衰变温暖的暗物质，与自由流的长度是足够长的，以保持与现有的数据一致。我们研究了暖衰变暗物质的背景和微扰演化，并利用宇宙学数据来约束这种粒子的质量、丰度和衰变率。我们发现，温暖的衰变暗物质的一个组成部分，可以显着降低本地和宇宙学测定的哈勃常数之间的紧张关系。
2020-06-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic Gamma-ray from Inverse Compton Process in Unstable Dark Matter Scenario
受宇宙射线电子和正电子通量中PAMELA异常的启发，我们研究了不稳定暗物质中逆康普顿（IC）散射过程诱导的宇宙γ射线，假设这种异常是由于暗物质衰变产生的电子和正电子辐射所致.本文计算了银河系中的IC感应γ射线通量和从宇宙学距离计算的IC感应γ射线通量，表明两者都是有意义的。如果费米伽马射线太空望远镜能精确测定不同视线方向的伽马射线通量，这将为衰变暗物质的假设提供一个重要的检验。
2009-05-28 astro-ph.CO hep-ph
Updated constraints on decaying cold dark matter
本文更新了以暗辐射（DR）为衰变产物的简单衰变冷暗物质（DCDM）模型的约束条件。我们考虑了两种不同的寿命机制，即短寿命和长寿命，并使用普朗克（2018）的最新CMB数据来推断衰变参数的新约束，并与之前的普朗克数据（2015）推断的约束进行比较。我们在此表明，最新的CMB数据约束的DCDM的分数的两倍，在长寿命的制度，导致我们目前最好的2 $σ$上限的$f_{\rm dcdm}<2.44\%$。在短寿命的制度，我们得到一个稍微宽松的2 $σ$上限的$f_{\rm dcdm}<13.1\%$相比，以前的CMB数据。如果我们包括来自BOSS DR-12的重子声振荡数据，则长寿命和短寿命区域中的约束分别放松到$f_{\rm dcdm}<2.62\%$和$f_{\rm dcdm}<1.49\%$。我们还研究了这个模型如何影响哈勃和$σ_8$的紧张局势，我们发现，每个衰变制度可以稍微缓解不同的紧张局势之一。因此，该模型不能同时适应这两种紧张局势，对每一种紧张局势的改进都不显著。我们进一步改进以前的工作，通过彻底分析短寿命DCDM的辐射密度的影响，并推导出短寿命DCDM和校正，$ΔN_{\rm eff}$，有效数量的无质量中微子物种之间的映射。
2021-05-12 astro-ph.CO
Indirect searches of dark matter
如果暗物质衰变或湮灭为电子和正电子，它会影响辐射和宇宙射线背景。我们回顾了一个新的，更一般的分析衰减暗物质模型的约束，通过引入响应函数的基础上，目前的无线电，伽马射线和正电子观测。通过要求响应函数与小于衰变寿命（10^{26}s）和质量（100 GeV）的乘积的电子和正电子的实际衰变谱的卷积，可以简单地获得约束。响应函数只依赖于传播模型等天体物理输入，而不依赖于微观衰变情景。此外，全天空无线电发射的各向异性分析，以确定河外暗物质湮灭。本文讨论了从暗物质湮灭到正负电子对的宇宙学同步辐射的角功率谱，并将它们与天体物理背景和银河系前景进行了比较。我们发现，在GHz左右的频率和在200 <l <3000的范围内的无线电通量的角功率谱打开了一个最佳的窗口，从共同的天体物理背景解开的暗物质信号。
2011-09-12 astro-ph.CO hep-ph
Fermi Constrains Dark Matter Origin of High Energy Positron Anomaly
费米测量的高纬度伽玛射线背景强烈约束衰变暗物质的起源为1- 100 GeV的银河系正电子异常测量PAMELA。出射的正电子对微波背景的逆康普顿散射会在100-200 MeV的伽马射线背景中产生一个凸起，这个凸起会在这些能量下从观测到的背景中突出。因此，正电子被限制在衰变过程中以约100 GeV和约250 GeV之间的典型能量出现。通过只考虑多余的正电子和电子的γ射线发射，我们得到一个最小的扩散γ射线通量，除了正电子光谱假设，是独立的实际衰变模式。任何由暗物质衰变直接产生的伽马射线都会导致一个额外的信号，使观测极限更加严重。根据最近对低质量暗物质子结构增强的估计，暗物质子结构中湮灭产生的正电子能量存在类似的约束，对这种子结构的改进模拟将进一步加强这一约束。
2010-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hazma Meets HERWIG4DM: Precision Gamma-Ray, Neutrino, and Positron Spectra for Light Dark Matter
我们提出了一个新的开源软件包，Hazma 2，计算准确的光谱相关的间接暗物质搜索光子，中微子和正电子生产矢量介导的暗物质湮灭和自旋一暗物质衰变。该工具跨越了两个最先进的代码的有效性制度：Hazma 1，它提供了一个准确的描述强子共振以下的质量中心的能量约250 MeV，和HERWIG4DM，这是基于矢量介子的优势和测量的形状因子，并准确到几个GeV的范围。组合代码的适用性扩展到约1.5 GeV，超过这个数量的最终状态强子，我们单独计算的光子，中微子和正电子产额增长非常迅速。我们提供的例子分支比，粒子光谱和保守的观测约束，从现有的伽马射线数据的动机良好的情况下，衰变的暗光子暗物质和矢量介导的费米子暗物质湮灭。最后，我们将我们的结果与其他现有的代码在其各自的适用范围的边界。Hazma 2在GitHub上免费提供。
2022-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Decaying into a Fermi Sea of Neutrinos
我们研究了相干振荡标量场（解释为暗物质）衰变为轻费米子的可能性。具体地说，我们考虑一个标量场与亚电子伏的质量衰变成费米海的中微子。我们认识到我们的情况和暴胀预热之间的相似性，在暴胀预热中，相干振荡的标量场衰变为标准模型粒子。像费米子预热的情况下，我们发现泡利阻塞控制的暗物质衰变到中微子海。费米球的半径取决于宇宙的膨胀，导致暗物质的时变状态方程。这使得场景非常丰富，我们表明，衰变率可能是不同的宇宙学时期。我们将其分为两个有趣的区域，然后研究宇宙学扰动对结构形成的影响。我们发现这种衰变可能有助于缓解一些与冷暗物质有关的标准问题。
2010-07-13 astro-ph.CO hep-ph
Decaying warm dark matter and structure formation
我们从结构形成的角度研究了暖暗物质（WDM）的宇宙学，包括稳定和衰变。我们比较了与WDM质量为1.5 keV和0.158 keV的物质功率谱，与稳定的冷暗物质$Λ$ CDM $\equiv$ SCDM范式的预期，作为我们的参考模型。我们仔细研究了与暗物质的温暖性质相关的影响，以及它衰变的事实。衰变的暖暗物质（DWDM）的情况是动机良好的，出现在一个广泛的粒子物理理论类中微子质量产生的连续的全球轻子数对称性的自发破缺。大强子以南部-戈德斯通玻色子的形式出现，并从引力效应中获得质量，这明显违反了全局对称性。majoron必然衰变为中微子，其幅度与它们的微小质量成正比，这通常使它具有宇宙学上的长寿命。使用N体模拟，我们表明，我们的DWDM图片导致一个可行的替代方案的$Λ$ CDM的情况下，预测，可以在小尺度上有很大的不同。
2018-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Do you smell something decaying? Updated linear constraints on decaying dark matter scenarios
宇宙汤中粒子的稳定性是影响宇宙演化的重要性质。在这项工作中，我们更新的约束条件的衰变冷暗物质的情况下，当衰变产物是有效的无质量。我们假设，作为一个基本的情况下，所有的暗物质是不稳定的，它可以在宇宙学的时间尺度上衰变。然后，我们扩展的分析，包括的情况下，只有一小部分的暗物质是不稳定的，而其余部分是由标准的，稳定的，暗物质。我们考虑在线性尺度上观测宇宙学探测器，即，普朗克2018宇宙微波背景温度，偏振和透镜测量，以及来自SDSS DR 7，BOSS DR 12，eBOSS DR 16和6dFGS的重子声学振荡（BAO）测量的几何信息，以推导出对暗物质衰变率的保守约束。我们分别考虑这些数据集，以评估每个数据集的相对约束能力，以及一起评估联合约束。我们发现衰变冷暗物质粒子的衰变率的最严格上限是$\Gammadm < 0.129 \times 10^{-18}\,\mathrm{s}^{-1}$（或等价地，暗物质寿命$\taudm > 246$ Gyr）在95\%C. L.普朗克一次各向异性、透镜效应和BAO的组合。我们进一步探索我们的基线DCDM模型的单参数扩展。也就是说，我们改变中微子质量的总和，曲率密度参数，张量与标量的比例以及DCDM参数。当改变张量-标量比时，我们还加入了BICEP/Keck实验的数据。
2022-10-24 astro-ph.CO
Dark Matter Decay and Cosmic Rays
暗物质的衰变被许多理论模型所预测，并且可以对宇宙射线通量产生可观测的贡献。我简短地讨论了PAMELA和费米LAT在衰变暗物质方面观察到的正电子和电子过剩的解释，并指出费米LAT观测伽马射线通量的意义，重点是其偶极样各向异性。
2009-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the limits on dark matter annihilation cross-section and decay lifetime in light of electron and positron fluxes
Yokohama National University（横滨国立大学）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences(iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS)）；National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ)（日本国立天文台）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；The University of Tokyo（东京大学）；KEK（高能加速器研究机构）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学柏校区卡弗里宇宙物理学与数学国际研究中心）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
该研究通过五个通道重新审视500 - 10^{14} GeV稳定暗物质湮灭截面上限及10^3 - 10^{16} GeV不稳定暗物质衰变寿命下限，利用多种观测通量约束，明确不同质量范围各通量的约束效果及对暗物质研究的意义。
2026-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Microwave Background constraints of decaying dark matter particle properties
如果宇宙学暗物质的一个组成部分是由大质量粒子组成的--比如无菌中微子--它们在宇宙学寿命内衰变并发射光子，那么宇宙的再电离历史就会受到影响，而宇宙微波背景各向异性可以用来约束这种暗物质的衰变粒子模型。光学深度相当敏感地取决于衰变的暗物质粒子质量m_{dm}、寿命tau_{dm}以及它们在该模型中所占的冷暗物质质量分数f。假设没有其他再电离源，并使用WMAP的7年数据，我们发现250 eV < m_{dm} < 1 MeV，而2.23*10^3 yr < tau_{dm} < 1.23*10^18 yr。m_{dm}和tau_{dm} /f的最佳拟合值分别为17.3 keV和2.03* 10 ^16 yr。
2012-06-19 astro-ph.CO
Discovering a new well: Decaying dark matter with profile likelihoods
大量的研究，所有使用贝叶斯参数推断马尔可夫链蒙特卡罗方法，限制了衰减的暗物质成分的存在。所有这些研究都发现了一种强烈的倾向，要么是寿命很长，要么是寿命很短的暗物质。然而，在这封信中，我们证明，这种偏好是由于参数体积效应，驱动模型对标准的$Λ$ CDM模型，这是已知的，提供了一个很好的适合大多数观测数据。使用配置文件的可能性，这是免费的体积效应，我们反而发现，最佳拟合参数与中间制度，周围$3 \%$的冷暗物质衰变之前重组。使用两个附加参数，该模型产生了优于具有\textit{Planck}和BAO的$Δχ^2 \approx -2.8$和具有SH0 ES $H_0$测量的$Δχ^2 \approx -7.8$的$Λ$ CDM模型的总体偏好，同时仅略微减轻了$H_0$张力。最终，我们的研究结果表明，衰变的暗物质比以前假设的更可行，并说明了危险的分析扩展时，完全依赖于贝叶斯参数推断的$Λ$ CDM模型。
2022-11-03 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Formulation and constraints on decaying dark matter with finite mass daughter particles
衰变暗物质宇宙学模型已经被提出来弥补标准冷暗物质范式中小尺度下的过度生产问题。我们考虑一个衰变的暗物质模型，其中一个CDM母粒子衰变为两个具有任意质量的子粒子。导出了一套完整的暗物质粒子的玻尔兹曼方程组，这是计算它们的能量密度演化和密度扰动所必需的。通过比较该模型中宇宙的膨胀历史和子粒子的自由流尺度与天文观测数据，给出了母粒子$Γ^{-1}$寿命和子粒子与母粒子质量比$m_{\rm D}/m_{\rm M}$的约束条件.从宇宙微波背景最后一个散射面的距离，我们得到的$Γ^{-1}>$ 30 Gyr的子粒子的无质量限制，另一方面，我们得到的$m_{\rm D} >$ 0.97 $m_{\rm M}$的限制$Γ^{-1}\to 0$。自由流约束收紧了对质量比的限制，如$(Γ^{-1}/10^{-2}{\rm Gyr}) \lesssim ((1-m_{\rm D1}/m_{\rm M})/10^{-2})^{-3/2}$对$Γ^{-1} < H^{-1}(z=3)$。
2011-10-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Reconstruction of the dark matter density profile from cosmic positron anomaly data
National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；Novosibirsk State University（新西伯利亚国立大学）
通过数学方法从宇宙正电子异常数据中重建暗物质密度分布，揭示了暗物质空间分布对解释正电子异常的潜力。
2025-12-08 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Decaying axinolike dark matter: Discriminative solution to small-scale issues
最新的莱曼- $α$森林数据严重限制了传统的温暖的暗物质解决方案，在冷暗物质范例的小规模问题。另据报道，不受约束的天体物理过程可能会解决这些问题。针对这种情况，我们重新审视了衰减的暗物质解决方案的问题，讨论可能的签名，以区别衰减的暗物质从天体物理过程作为一个解决方案，以小规模的问题。我们考虑类轴子粒子（ALPino）衰变为类轴子粒子（ALP）和引力子，其寿命大约在宇宙年龄附近。ALPino的质量低于PeV，比引力子的质量稍大（$Δm/m\sim 10^{-4}$），因此在ALPino衰变后，暗物质的丰度几乎不会改变。另一方面，从ALPino衰变产生的引力子获得了$\sim 30 \,{\rm km / s}$的反冲速度，这比矮星系的圆周速度大得多，足以影响它们的暗物质分布。$α$森林约束被解除，因为只有一小部分（$\sim10$ %）的暗物质在那时经历衰变。因此，衰变的暗物质被提升为解决小尺度问题的可行方案。ALPino遗迹的丰度主要取决于最轻的普通超对称粒子的衰变。在银河系磁场的作用下，由ALPino衰变产生的单色ALP辐射被转换为$\sim 50 \,{\rm GeV}$光子。伽马射线通量的形态显示了该模型的一个独特特征，与直接衰变为光子的衰变暗物质相比。一旦被探测到，这种独特的信号就能将小尺度问题的衰减暗物质解决方案与不受约束的天体物理过程区分开来。
2019-01-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Can decaying modes save void models for acceleration?
Ia型超新星（SNe）出人意料的暗淡，显然是由于某种形式的暗能量或修正的引力驱动的加速膨胀，导致人们试图仅使用重子和冷暗物质的广义相对论来解释观测结果，但放弃了哈勃尺度上均匀性的标准假设。特别是，如果我们生活在哈勃尺度空洞的中心附近，SN数据就可以得到解释。然而，这种空洞模型已被证明是不一致的各种观察，假设空洞由一个纯粹的增长模式。在这里，它表明，今天的模型具有显着的衰减模式的贡献，可以排除预期的宇宙微波背景光谱失真的基础上。这基本上填补了试图排除空洞模型的为数不多的漏洞之一，并加强了哈勃尺度均匀性的证据。
2011-12-01 astro-ph.CO gr-qc
