Sensitivity to Dark Sector Scales from Gravitational Wave Signatures
我们考虑一阶相变产生的引力波信号，在一个理论与一个通用的重整化热有效势的幂律形式。我们发现，引力波信号的频率和振幅可以以一种直接的方式与热有效势的参数。这导致了一个普遍的结论;如果暗希格斯粒子的质量小于暗希格斯真空期望值的1%，那么引力波信号将在所有即将到来的和计划中的引力波观测站都无法观测到。
2022-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Signatures of Superheavy Dark Matter
我们讨论了两种可能的情况，即曲率机制和暗物质密度调制，在那里超重暗物质的引力产生的非高斯信号可以被增强和观察。在这两种情况下，超重的暗物质耦合到一个额外的光场作为中介。在导数耦合的情况下，光场诱导的非高斯性可以很大，这可以为超重暗物质的存在提供暴胀的证据。
2020-02-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
More is Different: Non-Minimal Dark Sectors and their Implications for Particle Physics, Astrophysics, and Cosmology -- 13 Take-Away Lessons for Snowmass 2021
短语“更多就是不同”经常被用来指新的，意想不到的集体现象，当一个给定系统中的状态数量很大时，可能会出现这种现象。在对Snowmass 2021研究的贡献中，我们描述了13种意想不到的集体现象，这些现象可能在暗区包含大量状态时出现，与通常的假设相反。这13个外卖课程涵盖了暗物质物理学的所有相关领域，包括对撞机签名，直接检测签名，间接检测签名，暗物质互补性的新观点，甚至是意想不到的天体物理和宇宙学现象，超越了那些通常与单组分暗物质场景相关的现象。因此，这些经验教训-以及它们所依据的现象-表明，在考虑与非最小暗区有关的可能特征和理论可能性时，需要保持一种广泛的视角。
2022-03-31 astro-ph.CO hep-ph
Signatures from Scalar Dark Matter with a Vector-like Quark Mediator
我们提出了一个全面的研究模型中的暗物质是由一个单线态实标量耦合到标准模型主要通过汤川相互作用与轻夸克和彩色矢量类费米子。这种情况的一个显著特征是，早期宇宙中的热冻结可能是由湮灭成单圈胶子对（$gg$）和胶子的虚内部韧致辐射（$q \bar{q} g$）驱动的。这样的暗物质候选者也可以通过直接和间接的检测以及在LHC上进行测试;可行的候选者要么质量接近费米子介质的质量，要么质量超过约2 TeV。
2016-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Production of Superheavy Dark Matter and Associated Cosmological Signatures
我们研究了超哈勃质量暗物质在极早期宇宙中的引力产生。我们首先回顾最简单的情况下，暗物质主要是在慢卷膨胀。然后，我们继续考虑暗物质在暴胀和随后的宇宙演化之间的过渡期产生的情况。分别研究了光滑过渡和突变过渡的极限。计算了遗迹丰度和宇宙对撞机信号。
2019-03-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Signatures of Compact Halos of Sterile-Neutrino Dark Matter
我们研究了无菌中微子暗物质的致密晕，并研究了中微子和光子发射的可观测特征。首先，我们考虑两种情况：原始黑洞晕和超紧凑的迷你晕。在这两种情况下，我们发现，存在一个广泛的可能的参数选择，这样的检测在不久的将来与X射线和伽马射线望远镜可能是很有可能的。事实上，当能量超过$10\,{\rm TeV}$时，中微子望远镜IceCube将是探测这种宏观暗物质候选者的绝佳机器。
2017-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signature of polarized ultralight vector dark matter in pulsar timing arrays
Kyoto University（京都大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
极轻矢量暗物质通过其极化特性在脉冲星计时阵列中产生独特方向依赖性的计时残差，其四极子性质使Hellings-Downs曲线更明显，为区分暗物质与引力波提供了新的观测手段。
2025-12-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Signatures of WIMPless Dark Matter
我们认为新的签名WIMP无暗物质，特别是那些可以用来测试模型与低暗物质质量。我们专注于在强子对撞机的检测前景，通过生产新的重QCD耦合粒子，衰减到无WIMP的暗物质加上喷流。我们发现，Tevatron可以探测低质量参数空间的一个重要部分，已经采取的数据，LHC将有更好的探测前景与其第一次物理运行。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for Light Inelastic Dark Matter with Low-Energy Ionization Signatures in PandaX-4T
本文利用PandaX-4T低能电离数据探测放热非弹性暗物质，将质量劈裂探测能力推至0.05 keV、质量范围推至亚GeV，并对暗光子混合参数给出严格限制。
2025-08-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Asymmetric Dark Matter: Theories, Signatures, and Constraints
本文综述了非对称暗物质（ADM）的理论及其宇宙学意义和探测。虽然在文献中有许多ADM模型，我们对现有模型的回顾将集中在突出暗区和可见区之间的物质-反物质不对称性的产生和转移的一些共同特征和重要机制上。我们还调查了ADM隐藏的部门，ADM的遗迹丰度的计算，以及DM不对称性如何在后期通过振荡被消除。我们认为宇宙学的约束ADM从宇宙微波背景，中子星，太阳，棕矮星和白矮星。最后，我们回顾间接和直接检测方法ADM，碰撞签名和约束。
2013-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Atomic clocks and dark-matter signatures
综述了利用原子钟寻找暗物质候选者的最新进展。目标受众是原子钟社区。
2016-03-22 astro-ph.CO physics.atom-ph
A Straight Lightning Bolt?! Observation of a Predicted Macro Dark Matter Signature
最近，在澳大利亚珀斯的视频中，四个非常短的直线闪光被捕捉到，彼此相差不到0.5秒。直闪电最近被确定为宏观暗物质（宏）的预测-粒子暗物质的一大类替代候选者。一个足够大的宏穿过大气层产生一个直柱的等离子体将产生荧光，或者，在有利于闪电的大气条件下，种子一个非常直的闪电罢工肉眼可见。其他解释也被考虑过，但存在问题。
2022-03-01 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Signature of the interaction between dark energy and dark matter in observations
我们研究了暗能量与暗物质相互作用对星系团动力学的影响。这种效应是通过Layser-Irvine方程计算的，该方程描述了天体物理系统如何达到维里平衡，并被修改为包括暗相互作用。利用来自近100个据称是松弛的星系团的观测数据，我们对暗区的耦合强度进行了限制。我们将我们的结果与其他观测结果进行了比较，发现一个正的（从暗能量到暗物质的能量流的意义上）非零相互作用在几个标准差内与数据一致。
2010-07-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological direct detection of dark energy: non-linear structure formation signatures of dark energy scattering with visible matter
我们考虑最近提出的可能性，暗能量（DE）和重子可能会通过一个纯粹的动量交换过程，离开背景演化不受影响。早期的工作已经表明，即使对于谷仓尺度的截面，这种散射过程在线性宇宙学观测值上的印记也太小而无法观察到。因此，我们把我们的注意力转向非线性尺度，并第一次调查的DE重子散射的宇宙结构的非线性形成的签名，通过运行一套大型N体模拟。我们提取的观测量包括非线性物质功率谱、晕质量函数以及晕的密度和重子分数分布。我们发现，在非线性制度的DE-重子散射的签名显着大于其线性对应物，由于角动量在坍缩结构中的重要作用，和潜在的观察。在这个意义上，最有前途的观测是重子密度和重子分数分布的晕，这可能是由动力学的Sunyaev-Zeldovich（SZ），热SZ，和弱透镜测量的组合约束。总的来说，我们的研究结果表明，未来的前景，宇宙学和天体物理学直接检测的非引力签名的暗能量是非常光明的。
2022-03-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值，标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明，这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of Dark Matter Microhalos on Signatures for Direct and Indirect Detection
当暗物质流经地球上的探测器时，探测它依赖于对它的相空间密度的了解，其规模相当于我们太阳系的大小。数值模拟预测，我们的星系晕包含一个巨大的层次结构，流和焦散，合并层次的残余，开始与微小的地球质量微晕。如果这些束缚或相干结构持续到现在，它们可能会大大改变弱相互作用基本粒子暗物质（WIMP）的探测特征。使用数值模拟，遵循粗粒度的潮汐中断内的银河系的潜力和细粒度的恒星遇到加热，我们发现，微晕，流和焦散影响直接检测签名的可能性可以忽略不计，这意味着暗物质的约束，使用简单的光滑晕模型是相对稳健的。我们还发现，许多密集的中央尖生存，产生一个小的增强信号的间接检测实验。
2010-08-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Signatures of Dark Star Remnants in the Galactic Halo
最早的恒星可能是由暗物质微晕中心不含金属的氢分子冷却气体形成的。在核聚变之前，这些恒星可能是由恒星湮灭产生的暗物质加热所支撑的，在这种情况下，它们可能在坍缩成黑洞之前已经成长到相当大的质量。许多残留的黑洞和它们周围的暗物质密度尖峰可能是我们今天银河系晕的一部分。在这里，我们探索的伽马射线签名的暗物质湮灭在暗物质尖峰围绕这些黑洞的恒星形成的情况下，黑洞质量，和暗物质湮灭模式的范围。来自费米伽马射线太空望远镜的数据被用来约束暗物质湮灭和第一批恒星形成的模型。
2010-12-01 astro-ph.CO
On cosmological signatures of baryons-dark energy elastic couplings
我们考虑了一个暗能量和重子在没有任何能量转移的情况下动态耦合的情况。在这种情况下，背景宇宙学是不受影响的，在微扰水平，耦合只出现通过相应的暗能量和重子的欧拉方程。然后，我们探讨了这种情况下的一些现象学后果和他们的签名在几个宇宙学观测。特别是，我们展示了它抑制宇宙结构生长的能力。我们还约束模型的参数与宇宙学数据，并表明，暗能量与重子的相互作用在宇宙学尺度上是温和的青睐。
2020-05-12 astro-ph.CO
Leptophilic dark matter from gauged lepton number: Phenomenology and gravitational wave signatures
新的规范对称性经常出现在超越标准模型的理论中。本文研究轻子数提升为规范对称性的模型。反常的消除需要引入额外的轻子，其中最轻的是自然的亲轻子暗物质候选者。我们对对撞机和暗物质现象学进行了全面的研究。此外，我们发现该模型在参数空间的大范围内存在一阶轻子数破缺相变。计算了相应的引力波信号，并评估了它在LISA和其他未来GW探测器上的可探测性。最后，我们评论暗物质，对撞机和引力波观测的互补性，并对未来对撞机的潜在影响。
2019-02-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Energy, with Signatures
我们提出了一类简单的暗能量模型，该模型预测了晚时间暗辐射分量和红移$z < 3$的独特的含时状态方程$w(z)$。暗能量场可以与标准模型粒子足够强地耦合，从而在对撞机中被检测到，并且该模型只需要适度的额外粒子含量，除了毫电子伏特数量级的新能量尺度之外，几乎不需要微调。
2010-05-17 astro-ph.CO
Collider Signatures of Higgs-portal Scalar Dark Matter
在最简单的希格斯门标量暗物质模型中，暗物质的质量被限制在共振质量（$m_h/2$）附近，或者在LHC运行1和LUX的直接检测中被限制在大质量区域。虽然未来的氙1T实验可以探测到大约3 TeV以下的大质量区域，但大部分共振质量区域都超出了氙1T的范围。本文研究了在14 TeV大型强子对撞机和未来的100 TeV强子对撞机上直接探测窄共振质量区的标量暗物质。我们展示了$2σ$排除和$5σ$发现所需的光度。
2016-03-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Signatures of Self-Interacting Dark Matter in the Matter Power Spectrum and the CMB
我们考虑一个自相互作用的暗物质模型，在这个模型中，介导自相互作用的大质量暗光子衰变为亮暗费米子，以避免宇宙的过度封闭。我们发现，如果该模型被约束，以解释暗物质晕推断的螺旋星系和星系团同时，有一个强有力的迹象表明，暗物质产生不对称的早期宇宙。这也意味着暗辐射的存在，后期动力学解耦的暗物质，和抑制的线性功率谱由于暗声阻尼。Lyman- $α$森林功率谱测量对阻尼尺度提出了一个很强的上限，模型几乎没有减少卫星星系丰度的空间。未来在物质功率谱和宇宙微波背景中的观测，再加上星系晕中自相互作用的影响，使得即使在传统的暗物质搜索信号不存在的情况下，也有可能测量暗扇区粒子的规范耦合和质量。
2018-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark radiation as a signature of dark energy
我们提出了一个简单的暗能量模型，该模型具有以下性质：该模型预测了一个未被当前观测数据排除的晚期暗辐射分量，但它产生了一个独特的依赖于时间的状态方程w（z），z < 3。暗能量场可以与标准模型粒子足够强地耦合，从而在对撞机中被检测到，并且该模型只需要适度的额外粒子含量，除了毫电子伏特数量级的新能量尺度之外，几乎不需要微调。
2009-05-06 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Searching for Signatures of Dark matter-Dark Radiation Interaction in Observations of Large-scale Structure
在本文中，我们在最新的大尺度结构测量中搜索由Escher-Abad等人（2015）提出的暗物质-暗辐射相互作用的特征。我们发现，先前的索赔检测这种相互作用依赖于使用的SZ集群质量函数，忽略了质量可观测关系的不确定性。包括这种不确定性，我们发现推断的相互作用水平与数据保持一致，但零相互作用也是如此;即，不再有检测。我们还指出，从Ly $α$森林测量的物质功率谱的形状和幅度的推断是高度不一致的预测的$Λ$ CDM模型的普朗克CMB温度，偏振和透镜功率谱的条件下，和暗物质-暗辐射模型可以恢复的一致性。我们还从现象学的角度概括了Escher-Abad et al.（2015）的模型，以允许相互作用速率与温度的不同比例，并发现原始比例是数据的首选。
2018-01-22 astro-ph.CO
GeV Scale Asymmetric Dark Matter from Mirror Universe: Direct Detection and LHC Signatures
镜像宇宙是在弱相互作用中恢复宇称对称性的基本途径。它自然地提供了最轻的镜像核子作为一个独特的GeV尺度的非对称暗物质粒子候选者。我们推测镜像宇称受基本相互作用拉格朗日量的影响，其可能的软破缺仅来自规范单重态扇区中的非相互作用项。通过极小化真空Higgs势实现了自发镜像宇称破缺，并导出了相应的Higgs谱。我们证明了CP破坏的共同起源在可见和镜像中微子跷跷板可以产生适量的物质和镜像暗物质通过leptogenesis。我们分析了TEXONO和CDEX实验对GeV量级镜像暗物质的直接探测。我们进一步研究预测的独特的希格斯签名在LHC。
2012-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological and astrophysical signatures of dark matter annihilations into pseudo-Goldstone bosons
我们研究了一个模型，其中暗物质粒子是一个手征费米子场下的全球$U(1)$对称性，假设是自发破缺，导致伪戈德斯通玻色子（PGB）。我们认为，暗物质湮灭成PGB决定了暗物质遗迹丰度。此外，我们还注意到，对PGB的实验搜索允许非常长寿命的PGB，其寿命比宇宙的年龄长得多，或者相对短寿命的PGB，其寿命短于一分钟。因此，出现了两种不同的情况，产生了非常不同的签名。在长寿命PGB的情况下，PGB可能对宇宙的辐射能量密度有很大的贡献。另一方面，在短寿命的PGB的情况下，由于衰变长度短于1秒差距，s波湮灭成PGB和$CP$甚至暗标量在银河系中心可能会导致在伽马射线能谱中的一个强烈的盒子功能，提供PGB衰变分支比成两个光子是相当大的。我们还分析了这两个方案的限制，从热生产，希格斯粒子的不可见衰变宽度和直接暗物质搜索。
2014-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Cosmic-Ray Signatures of Dark Matter from a Flavor Dependent Gauge Symmetry Model with Neutrino Mass Mechanism
我们提出了一个扩展的标准模型容纳两个家庭的狄拉克中性费米子和马约拉纳费米子在额外的${U(1)_{e-μ} \times Z_3\times Z_2}$对称性，其中${U(1)_{e-μ}}$是一个风味依赖的规范对称性相关的轻子部门的第一和第二家庭，其特点是一个双圈诱导中微子质量模型。这两个族的优点是最小限度地再现了当前的中微子振荡数据和两个质量差平方，同时消除了规范异常。因此，我们对中微子的质量有了一个预测。最轻的狄拉克中性费米子是暗物质的候选者，其树能级相互作用仅限于电子、μ子和中微子，这使得在直接的暗物质搜索以及集中于$τ$ -通道的间接搜索（例如通过$γ$ -射线）中难以检测到。然而，它可以通过在电子和正电子宇宙射线中搜索暗物质特征来探测，并允许解释出现在CALET电子+正电子谱中的350-400 GeV附近的结构作为其特征，增强因子$\approx$ 40 Breit-Wigner增强湮灭截面。
2020-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Signatures of Dark Radiation in Neutrino and Dark Matter Detectors
我们认为宇宙的能量预算包括某种形式的相对论或半相对论暗辐射（DR）与非引力相互作用的标准模型（SM）粒子的一般可能性。这种暗辐射可能由SM单线态或中微子的非热高能成分组成。如果这样的DR是在相对较近的时期产生的，它可以携带足够的能量，在旨在寻找相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的印记：暗物质和地下中微子实验。我们分析了这种可能性在一些一般性，假设相互作用的暗辐射是由不稳定粒子的后期衰变，潜在的暗物质的组成部分，并考虑各种可能的暗辐射和SM粒子之间的相互作用。集中在次GeV的能量区域，我们得出的限制不同形式的DR使用最敏感的中微子和暗物质直接探测实验的结果。特别是，对于相互作用的暗辐射携带一个典型的动量$\sim30$ ~MeV $/c$，这两种类型的实验提供了竞争性的限制。这项研究还表明，非标准的中微子发射源（例如，通过暗物质衰变）能够为暗物质直接检测创造一个“中微子底”，该“中微子底”比标准中微子源的预期更接近当前的界限。
2018-04-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Impacts of Dark Stars on Reionization and Signatures in the Cosmic Microwave Background
我们对暗恒星对宇宙再电离历史的可能影响及其在宇宙微波背景（CMB）中的特征进行了详细而系统的研究。我们计算了包括暗星在内的一系列恒星星族的氢再电离历史、CMB光学厚度和各向异性功率谱。如果暗星通过核散射捕获大量的暗物质，再电离可以被大大延迟，导致综合光学深度下降，最后散射和大规模的EE偏振功率谱的功率。利用WMAP7观测到的积分光学深度，在我们的正则再电离模型中，我们排除了具有高散射诱导捕获率的暗恒星占据了所有第一批恒星形成重子的90%以上，并且寿命超过2.5亿年的参数空间部分。当核散射只提供了适量的暗物质时，再电离可以稍微加速，适度增加CMB的光学深度。如果暗星没有通过核散射获得任何暗物质，那么对再电离和宇宙微波背景辐射的影响可以忽略不计。暗星对再电离及其CMB标记的影响可以通过改变再电离模型的现有参数来很大程度上模拟或补偿，这使得暗星难以从天体物理学的不确定性中解脱出来，但也拓宽了再电离模型中标准参数的范围，这些参数可以与观测结果保持一致。
2011-09-01 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Dark Strings
最近的天体物理观测激发了暗物质领域的新理论模型。一类这样的模型预测GeV尺度的宇宙弦的存在，通过Aharonov-Bohm与带电粒子的相互作用与标准模型部门进行通信。我们讨论这些“暗弦”的宇宙学，并调查可能的观测签名。更复杂的暗扇区模型被认为包含混合拓扑缺陷，也可能有观测签名。
2009-02-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Signature of the interaction between dark sectors in the reionization process
我们考虑了暗物质与暗能量相互作用的宇宙学模型中的再电离过程。使用半解析再电离模型，我们计算的电离分数的空间平均和线性扰动方面的演变。我们发现，某些类型的相互作用之间的暗物质和暗能量可以显着影响再电离的历史。我们计算的21厘米的信号的相互作用模型，并比较结果与预测的${\rm ΛCDM}$模型。
2019-01-07 astro-ph.CO gr-qc
Novel Gamma-Ray Signatures of PeV-Scale Dark Matter
非常重的暗物质粒子的伽马射线湮灭和衰变产物可以通过产生对而衰减，导致电磁级联的发展。这不仅对伽马射线信号的光谱形状有显著影响，而且对所观察到的光子的角分布也有显著影响。这种现象在新的HAWC实验中尤为重要，该实验对多TeV光子以及非常重的暗物质粒子提供了前所未有的灵敏度。在这项研究中，我们专注于暗物质在100 TeV-100 PeV的质量范围内，并计算光谱和角分布的伽马射线从矮星系和附近的星系团在这类模型。
2017-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Chameleon dark energy models with characteristic signatures
在变色龙暗能量模型中，局部引力约束往往会排除可观测到的宇宙学特征中的参数，我们研究可行的变色龙潜力符合一些最近的观测和实验的界限。一个新的变色龙场势，由f（R）引力的动机，构造可观察到的宇宙学签名都存在于背景演化和扰动的增长率。我们研究了这种势的低红移上物质密度扰动的演化，并表明今天的增长指数gamma_0在与大尺度结构相关的尺度上可以有显着的色散。对于受局部重力检验约束的模型参数，在很低的红移上，γ的变化很大，γ 0甚至可以小于0.2。这为在未来的高精度观测中将这些变色龙模型与λ冷暗物质模型明确区分开提供了可能性。
2010-10-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Precision measurement noise asymmetry and its annual modulation as a dark matter signature
暗物质可能由自相互作用的超轻量子场组成，这些场形成宏观物体。其中一个例子包括Q球，紧凑的非拓扑孤子预测的一系列理论是可行的暗物质候选人。当地球在银河系中移动时，与这些物体的相互作用可能会在地面实验中留下短暂的扰动。在这里，我们提出了一种新的暗物质特征：不对称性（和其他非高斯性），从而可能在精密量子传感器（例如原子钟、磁力计和干涉仪）的噪声分布中引起。此外，我们还证明，由于地球速度相对于暗物质晕的年度变化，这些签名将有相当大的年度调制。作为我们的形式主义的一个例子，我们将我们的方法应用于来自GPS卫星上的原子钟的6年数据，并对半径R < 10^4 km的宏观暗物质对象的耦合施加限制，该区域是使用相对稀疏的全球网络无法访问的。
2021-03-02 astro-ph.CO physics.atom-ph
Specific Dark Matter signatures from hidden U(1)
有几种结构激发了暗$U(1)_D$规范玻色子的存在，它只通过动力学混合或环诱导过程与标准模型相互作用。我们描述了两个典型的例子，具体的签名，特别是我们表明，一个区域相对较轻的WIMPS，$M_{Z_D}\lsim 40$ GeV和动力学混合$10^{-4} \lsim δ\lsim 10^{-3} $还没有被排除在最后的实验数据，似乎在不久的将来给有希望的信号。我们还表明，从异常抵消条件产生三矢量耦合$Z_D Z γ$导致一个特定的伽马射线线观测费米望远镜。
2011-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter and Dark Energy Interactions: Theoretical Challenges, Cosmological Implications and Observational Signatures
暗物质和暗能量相互作用的模型已经被提出来解决巧合问题。我们回顾的动机需要引入这样的相互作用，它的背景动力学的影响，以及它如何修改的线性扰动的演变。我们使用最新的观测数据来测试模型，我们发现这种相互作用与当前的天文学和宇宙学数据是兼容的。最后，我们描述了即将到来的数据集，从当前和未来的设施，正在建设或设计，将允许更清楚地了解暗区的物理。
2016-04-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Decaying dark matter at IceCube and its signature on High Energy gamma experiments
在冰立方中观测到的中微子流的起源仍然是未知的。通常假设两个通量分量，即：大气中微子和一个未知的天体物理项。原则上，后者也可能包含自上而下的贡献，例如来自衰变的暗物质。在这种情况下，我们也应该期待瞬发和次级伽马。这导致了多信使分析的基础上，同时比较的暗物质假设与中微子和高能伽马射线数据的可能性。在本文中，我们分析，不同的衰变暗物质通道，7.5年的冰立方HESE数据，并比较结果与以前的排斥限制来自费米数据。最后，我们测试是否暗物质的假设可以通过使用即将到来的高能伽马射线实验进一步审查。
2020-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
The signature of the scattering between dark sectors in large scale cosmic microwave background anisotropies
我们通过考虑暗物质在暗能量流体中弹性散射引起的动量转移来研究暗扇区之间的相互作用。描述暗散射类比耦合重子和光子的汤姆逊散射，我们研究的暗散射在CMB观测的影响。通过对最新观测数据进行全局拟合，发现对于一个暗能量状态方程$w<-1$，CMB对暗物质-暗能量弹性散射给出了严格的约束.假设暗物质粒子的质子质量，我们推导出一个弹性散射截面的$σ_D < 3.295 \times 10^{-10} σ_T$，其中$σ_T$是截面的汤姆逊散射。然而，对于$w>-1$，约束很差。对于$w=-1$，$σ_D$在形式上可以采用任何值。
2012-03-23 astro-ph.CO gr-qc
Deep learning the astrometric signature of dark matter substructure
我们研究了机器学习技术在探测暗物质子结构的天体测量特征中的应用。在这个原理的证明中，银河系中的一群暗物质暗晕将充当星系外起源源（如类星体）的透镜。我们训练{ \it ResNet-18}，这是一种最先进的卷积神经网络，用于将类星体群体的角速度图分类为透镜类和非透镜类。我们表明，一个类似SKA的调查与扩展的操作基线可以用来探测银河系的子结构内容，并演示了公理属性可以用来定位子结构透镜地图。
2021-11-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
From Origins to Observables: Distinguishing Dark Compact Objects with Population-Level Microlensing Signatures
Institute for Gravitation and the Cosmos, The Pennsylvania State University（宇宙与引力研究所，宾夕法尼亚州立大学）；Department of Physics, The Pennsylvania State University（物理系，宾夕法尼亚州立大学）
研究通过群体级微透镜效应区分暗物质致密天体，探讨不同形成通道对微透镜观测特征的影响，提出微透镜信号与其它引力探测的互补性。
2026-03-25 astro-ph.CO
The signature of dark energy perturbations in galaxy cluster surveys
所有的动态暗能量模型都具有波动，这会影响宇宙中星系团的数量。我们已经研究了暗能量集群上的集群数量的影响，使用推广的球形坍缩模型和Press-Schechter形式主义。我们的统计分析是在一个7参数空间中使用Fisher矩阵方法，几个假设的Sunyaev-Zel'dovich和弱透镜（剪切图）调查。在某些情况下，这些波动的影响足够大，当南极望远镜的数据与WMAP和SDSS相结合时，它们的影响已经可以被现有的仪器检测到。未来的观测可以走得更远，通过区分不同模型的扰动，而不仅仅是它们的膨胀历史，来探测暗能量的本质。
2009-02-18 astro-ph.CO
Right-handed sneutrino dark matter in $\mathbf{U(1)'}$ seesaw models and its signatures at the LHC
我们建议一个真正的右手sneutrino，$\tilde N_1$，作为一个很好的暗物质候选人在超对称$Z'$模型实现了跷跷板机制。当额外的加真子$\tilde Z'$比$Z'$轻时，暗物质湮灭为右旋中微子$ \tilde{N}_1 \tilde{N}_1 \to NN$的热冻结通过$t$通道$\tilde Z'$交换被证明产生正确的暗物质密度。在这个过程中必须包括$N$的衰变和逆衰变，否则$N$过早地衰变，从而产生过量的暗物质。在大型强子对撞机上，通过观测$pp \to \tilde Z' \tilde Z' \to NN + \ptmiss$的特征，可以寻找跷跷板机制，因为$\tilde Z'$可以从胶子/夸克的级联衰变中大量产生，这与$pp\to Z' \to NN$的寻找是互补的。这也可能开辟一个有希望的新渠道，找到希格斯玻色子从位移$N$衰变。
2011-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Robust Constraints and Novel Gamma-Ray Signatures of Dark Matter That Interacts Strongly With Nucleons
由于屏蔽，直接探测实验在某些情况下对具有非常大的核子散射截面的暗物质候选者不敏感。在本文中，我们重新审视这类模型，并推导出一个简单的分析标准保守，但强大的直接检测限。虽然大的自旋无关的横截面似乎被排除，我们确定潜在的可行的参数空间的暗物质与自旋相关的横截面的范围内的$10^{-27} {\rm cm}^2 < σ_{{\rm DM}-p} < 10^{-24} \, {\rm cm}^{2}$的核子。有了这些参数，宇宙射线与银河系扩展晕中的暗物质的散射可以在银河系高纬度地区产生一种新颖而独特的伽马射线信号。这样的信号可以被费米望远镜或未来的太空伽马射线望远镜观测到。
2018-03-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The observational signatures of high-redshift dark stars
小晕中心暗物质粒子的湮灭可能导致所谓的暗星的形成，暗星比传统的第三族恒星更冷，更大，更大，可能更长寿。在这里，我们调查的前景检测高红移暗星与现有的和即将到来的望远镜。我们发现，质量低于~ 1 e3 Msolar的个别暗星本质上太暗了，即使是即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）。然而，通过利用前景星系团作为引力望远镜，某些种类的暗星应该在JWST的z=10范围内。如果更多的大质量暗星能够形成，即使在没有透镜的情况下，它们也可能被JWST探测到。事实上，最近提出的一些超大质量（~ 1 e7 Msolar）暗星在z=10时足够明亮，即使用现有的设施也可以探测到，如哈勃太空望远镜和地面上的8-10米望远镜。最后，我们认为，由于最热的暗恒星（Teff > 30000 K）可以产生自己的HII区，他们可能会大大亮于恒星大气光谱的基础上估计会建议。
2011-01-14 astro-ph.CO
Gravitational wave signatures from dark sector interactions
我们证明了由广义相对论性黑洞的微扰产生的引力波可以被看作是暗扇形相互作用存在的直接探测。在Horndeski理论和线性微扰的框架内工作，我们表明，暗扇区相互作用有效地减少到一个相互作用电荷，影响标量和张量波形。此外，我们表明，总的暗物质领域，包括暗扇区相互作用的影响，满足守恒方程体现的等效原理。利用这一认识建立了Schwarzschild-（anti）de Sitter黑洞的Regge-Wheeler方程以及耦合Zerilli和标量波动方程。然后，我们提出了数值积分的耦合偶宇称波方程的情况下，一个暗物质粒子下降到史瓦西黑洞。
2021-07-05 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Signatures from Warm Dark Energy
受最近一些沼泽地模型的启发，我们研究了一个暗能量模型，在这个模型中，由于与U（1）或SU（2）规范场的相互作用，一个精粹轴子在一个陡峭的势场中缓慢地滚动。由这种相互作用产生的规范场可以产生频率在$f \sim \left(10^{-16} - 10^{-14}\right)\; {\rm Hz}$范围内的随机引力波背景。在这个范围内的引力波原则上可以用CMB光谱畸变来探测。我们表明，在这个模型中产生的信号的幅度是以上的水平，只有在非常有利的参数选择的检测。
2020-11-12 astro-ph.CO gr-qc
Finding new signature effects on galactic dynamics to constrain Bose-Einstein-condensed cold dark matter
如果宇宙学冷暗物质（CDM）由足够轻的玻色子组成，它们的相空间密度超过1，它们将构成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。这种BEC-CDM作为量子流体的性质可以动态地将其与CDM的标准形式区分开来，后者涉及纯引力相互作用的非相对论粒子的无碰撞气体。我们总结了一些BEC-CDM的动力学性质，可能会导致可观察到的签名在星系晕和粒子质量和自相互作用耦合强度，结果与观察到的星系的比较，目前的一些界限。
2014-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.quant-gas
