Neutralino versus axion/axino cold dark matter in the 19 parameter SUGRA model
在一般的19参数超引力模型（SUGRA-19）中计算了热产生中性伴子冷暗物质的残余丰度。对大统一理论尺度参数的扫描表明，具有类双星中性伴子的模型通常会产生暗物质密度Ω_{\tz_1} h ^2 \sim 1 - 1000，即比测量值高1到4个数量级。使用希格西诺或维诺冷暗物质的模型可以得到正确的遗迹密度，但主要是700 - 1300 GeV的中性伴子质量。混合bino-wino或bino-higgsino CDM的模型，或占主导地位的共湮灭或A-共振湮灭的模型可以产生正确的丰度，但这种情况下是非常难以产生使用一般扫描在大统一理论尺度参数;这是高微调的遗迹丰度在这些情况下的指示。要求m_{\tz_1} \alt 500 GeV（作为一个粗略的自然要求）在测量的CDM丰度处引起参数空间中的最小可能下降。为了比较，我们还扫描了mSUGRA空间与四个自由参数。最后，我们研究了混合轴子/轴子冷暗物质的Peccei-Quinn增广MSSM。在这种情况下，遗迹丰度更自然地与测量值一致。根据我们的累积结果，我们得出结论，未来的轴子搜索应该探测更广泛的轴子质量，更深入的轴子耦合。
2010-09-15 astro-ph.HE hep-ph
Coupled Boltzmann calculation of mixed axion/neutralino cold dark matter production in the early universe
我们计算了混合轴子/中性伴子冷暗物质的残余丰度，它出现在R-宇称守恒超对称（SUSY）模型中，其中强CP问题由Peccei-Quinn（PQ）机制与一个concommitant轴子/轴子/axino超多重态解决.通过数值求解耦合波尔兹曼方程，我们包含了1的综合影响。热axino生产级联衰变到一个neutralino LSP，2。热saxion生产和生产通过相干振荡随着级联衰变和熵注入，3。热中性伴子的产生和再湮灭后的axino和saxion衰变，4。引力子的产生和衰变;轴子的产生都是热的和通过振荡。对于标准中性伴子热丰度太高的超对称模型，我们发现超对称PQ粒子的综合效应不足以将中性伴子丰度降低到其测量值，同时尊重来自BBN的晚衰变中性粒子的边界。然而，标准中性伴子丰度不足的模型现在可以允许中性伴子或轴子支配暗物质，而且，这些模型可以允许PQ破缺标度f_a被推高到10^{14}-10 15} GeV的范围，这是弦论模型通常预期的范围。
2011-12-28 hep-ph
Dark Matter Candidates - Axions, Neutralinos, Gravitinos, and Axinos
暗物质的存在为超越标准模型的物理学提供了强有力的证据。用佩切-奎因对称和/或超对称扩展标准模型，引人注目的暗物质候选者出现了。对于轴子，中性伴子，引力子，和axino，我审查原始生产机制，宇宙学和天体物理学的限制，实验搜索，和实验鉴定的前景。
2008-11-20 astro-ph hep-ex hep-ph
Exploring the Hadronic Axion Window via Delayed Neutralino Decay to Axinos at the LHC
在最小超对称标准模型中加入QCD轴子不仅解决了强CP问题，而且用新的暗物质候选者修正了暗区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子，但这项工作的重点是在大型强子对撞机（LHC）上可以检测到轴子的超伙伴，轴子，在从主顶点位移的中性伴子的衰变中。特别是，我们专注于强子轴子窗口内的KSVZ axino。在这种情况下，中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器，预计在14 TeV的LHC可测试。我们比较这个签名的位移衰变axinos其他动机良好的情况下，包含一个长寿命的中性伴子内的检测器衰变。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名，并在何种程度上，他们是可区分的讨论。我们也简要地评论这样一个场景的宇宙学可行性。
2015-12-21 hep-ph
Axion and Neutralinos from Supersymmetric Extensions of the Standard Model with anomalous U(1)'s
我们分析的条件下，一些超对称推广的一类模型下降到弦论允许在物理谱的轴子，由于存在异常阿贝尔规范相互作用。这些结构的规范结构涉及施图克尔伯格超多重态和超对称版本的Wess-Zumino项异常取消。虽然这些条件不满足的MSSM超势，我们表明，一个轴子状粒子出现在光谱中，如果额外的标准模型单。我们证明了单重态超场在反常U（1）下带电的简单超势满足最小要求。这些模型的暗物质部分包括一个轴子和几个带有轴子成分的中性伴子。
2009-01-23 hep-ph hep-th
Mainly axion cold dark matter in the minimal supergravity model
我们研究的最小超引力（mSUGRA）模型的假设下，强CP问题是解决的Peccei-Quinn机制。在这种情况下，遗迹暗物质（DM）丰度由三个组分组成：{ \it i}）。冷轴子，{ \it ii}）。来自中性伴子衰变的暖轴伴子，以及{ \it iii}）。冷或热产生的轴突。为了维持足够高的再热温度（T_R \agt 10^6 GeV），以使许多重子发生机制发挥作用，我们发现DM的主体应该由冷轴子组成，而冷热轴子的混合应该相当轻微，质量为\sim 100 keV的非常轻的轴子。对于mSUGRA与主要轴子冷DM（CDM），最DM优选的参数空间区域正是那些最不优选的中性伴子DM的情况下。因此，相当不同的超对称性签名预计在大型强子对撞机的情况下，主要是轴子CDM的mSUGRA相比，中性子CDM的mSUGRA。
2009-08-12 astro-ph.HE hep-ph
On the possibility of mixed axion/neutralino dark matter in specific SUSY DFSZ axion models
本文提出四个SUSY轴子模型，通过引入轴子作为部分暗物质，结合最新缪子反常磁矩和LZ实验约束，证明轴子与Higgsino型LSP可共同解释观测到的暗物质遗留密度。
2024-04-18 hep-ph
Thermal leptogenesis and the gravitino problem in the Asaka-Yanagida axion/axino dark matter scenario
成功地实现热稀薄发生需要膨胀后的再加热温度T_R超过~2 \times 10^9 GeV。如此高的T_R值通常会导致早期宇宙中引力子的过度产生，这将引起主要与BBN约束的冲突。Auburn和Yanagida（AY）提出，如果采用质量等级m（sparticle）>m（gravitino）> m（axino），m（axino）keV，则这两个问题可以在Peccei-Quinn增广MSSM（PQMSSM）的上下文中得到调和。我们计算了AY方案中混合轴子/轴子暗物质的残余丰度，并研究了在什么条件下可以产生足够的热稀薄生成T_R值。高的PQ破缺尺度fa可以抑制轴子的产生，而小的真空失准角θ i可以抑制轴子的产生。大的f_a值导致中性伴子的衰变较晚。为了避免BBN的限制，AY方案需要低的中性伴子热丰度和高的中性伴子质量值。我们把晚期衰变的萨克逊介子的熵产生包括在内，发现萨克逊介子通常至少要比引力子重几倍。一个可行的AY方案表明，LHC应该发现一个与弱尺度超引力相一致的超对称粒子谱;表观中性伴子丰度很低;应该出现一个可能的轴子探测信号（可能具有亚微电子伏特范围内的m_axion），但不应该观察到WIMP暗物质的直接或间接信号。
2011-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Neutralino, axion and axino cold dark matter in minimal, hypercharged and gaugino AMSB
基于反常介导超对称破缺（AMSB）的超对称模型通常会产生一个中性的wino作为WIMP冷暗物质（CDM）的候选者，其热丰度远低于测量值。在这里，我们调查了四个方案，以调和AMSB暗物质与测量丰度：1。由于标量场（{ \it e.g}模量）的衰减而产生的非热wino，2.非热wino生产由于衰变的引力子，3。非热wino生产由于重axino衰变，和4。轴子LSP的情况，其中CDM的大部分由轴子和热产生的轴子组成。在情况1和2中，我们期望wino CDM构成整个测量的DM丰度，并且我们调查wino样WIMP的直接和间接检测率。Wino直接探测率可以很大，更重要的是，从下面限定，使得吨级稀有液体探测器应该访问m_{\tz_1} \alt 500 GeV的所有参数空间。通过中微子望远镜和太空宇宙射线探测器的间接wino探测率也很高。在情况3中，DM将由轴子加维诺混合物组成，其确切比例非常依赖于模型。在这种情况下，轴子和类似wino的WIMP都有可能被实验检测到。在案例4中，我们计算出宇宙膨胀后的再加热温度。在这种情况下，没有直接或间接的WIMP信号应该看到，虽然直接检测遗迹轴子可能是可能的。对于每一个DM的情况下，我们显示的最小AMSB模型的结果，以及超荷和gaugino AMSB模型。
2010-06-18 astro-ph.HE hep-ph
Relic Densities of Dark Matter in the U(1)-Extended NMSSM and the Gauged Axion Supermultiplet
在一个具有规范反常U（1）对称性的超对称模型中，计算了超荷$U(1)_Y$动力学混合的中性伴子和轴子的暗物质残余密度。该模型是USSM（U（1）扩展的NMSSM）的变体，包含额外的U（1）对称性和相对于MSSM的超势中的额外单线态，其中规范不变性通过使用Stuckelberg多重态的Peccei-Quinn相互作用恢复。这种方法在光谱中引入了轴子（Im b）和撒克逊子（Re b），并产生了中性伴子的axino分量。Stuckelberg轴子（Im b）在电弱对称破缺后发展出一个物理成分（规范轴子）。我们分类的拉格朗日函数的所有相互作用，并进行了完整的模拟研究的频谱，使用micrOMEGAs确定的中性伴子遗迹密度。我们讨论的唯象影响的模型分析质量值的轴子从毫电子伏特到兆电子伏的区域。我们分析的可能的情况下，显着约束的WMAP数据的组合，从直接轴子搜索和否决权的排斥限制在核合成的时候晚熵释放。
2012-04-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Some necessary conditions for allowing the PQ scale as high as M_{GUT} in SUSY models with an axino or neutralino LSP
我们研究了在PQMSSM中，无论是轴伴还是中性伴LSP，使Peccei-Quinn标度（f_a）达到超对称大统一尺度（M_{GUT} \sim 10^{16} GeV）所需的条件.在非超对称模型中，由于真空失准的存在，使得具有f_a \sim M_{GUT}的模型中产生了过多的轴子暗物质（\sim f_a^{7/6}）。我们指出，一旦包含了轴子超多重态的所有分量，由于轴子衰变的大熵注入，f_a的上限是可以避开的。这种大熵注入也稀释了所有其他准稳定的遗迹密度，自然地避开了BBN约束并解决了引力子问题。我们发现，在剩余密度/BBN约束下，f_a \sim M_{GUT}是允许的，条件是：介子质量m_s> 50 TeV，初始介子场值为PQ量级，初始轴子失准角θ_i \alt为0.05 .对于f_a \sim 10^{15} GeV，这些限制可以大大放宽。再加热温度（T_R）的允许范围在很大程度上取决于LSP的性质。对于轴子LSP，T_R \gtrsim 10^8 GeV，而对于中性子LSP，任何值都是允许的。在后一种情况下，f_a \sim M_{GUT}可以比在axino LSP场景中更容易适应。对于超对称模型中的f_a \sim M_{GUT}，暗物质丰度应该由轴子主导，尽管质量m_a \sim为10^{-10} eV，远低于目前实验探测到的区域。
2011-05-25 astro-ph.HE hep-ph
Reconciling thermal leptogenesis with the gravitino problem in SUSY models with mixed axion/axino dark matter
成功实现热稀薄生成需要再加热温度T_R \agt 2 \times 10^9 GeV，这显然与具有TeV尺度引力子的超对称模型相冲突，后者需要更低的T_R以避免大爆炸核合成（BBN）约束。我们发现，混合轴子/轴子暗物质可以在m_{\tG} \agt为30 TeV、具有相当高的Peccei-Quinn破缺标度和初始失准角θ i < 1的模型中协调热稀薄生成和引力子问题.我们计算了轴子和轴子暗物质生产从四个来源，并施加BBN约束的长寿命引力子和中性子。此外，我们讨论了几个超对称模型，自然有几十TeV的数量级的引力子质量。我们发现，在汤川统一超对称性和AMSB与一个葡萄酒般的最轻的neutralino难以调和。然而，T_R \sim 10^{10}-10 12} GeV可以很容易地在有效超对称性和基于混合模异常调解的模型中实现。这种情况的后果包括：1.大型强子对撞机超对称性的发现应该与具有大引力子质量的超对称性模型相一致。表观中性伴子残余丰度Ω_{ \tz_1 }h^2 \alt 1，3.不应发现WIMP直接或间接检测信号，以及4.轴子质量应小于\sim 10^{-6} eV，略低于微波腔轴子探测实验探索的常规范围。
2010-12-07 astro-ph.HE hep-ph
Mixed axion/gravitino dark matter from SUSY models with heavy axinos
我们研究了超对称轴子模型中的暗物质产生率，该模型以质量等级m_引力伴子<< m_中性伴子<< m_轴子为代表。在这样的模型中，人们期望暗物质由轴子/引力子混合物组成。在提出这样一个质量层次可能出现的动机，我们研究暗物质生产的SUSY金-Shifman-Vainshtein-Zakharov（KSVZ）模型，SUSY Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky（DFSZ）模型和混合模型包含KSVZ和DFSZ的贡献。引力伴子可以通过热或非热的方式从axino、saxion或neutralino衰变中产生。我们得到了由于引力子产生过剩而导致的T_R的上界，包括热过程和非热过程。当T_R接近上界时，则暗物质倾向于引力子主导，但当T_R远低于上界时，则轴子主导更为典型，尽管在许多情况下我们发现了可比较的轴子和引力子的混合物。在这类模型中，我们最终期望检测到遗迹轴子，但没有WIMP信号，尽管超对称性最终应该在对撞机上被发现。
2015-04-17 hep-ph
Prospects for axion detection in natural SUSY with mixed axion-higgsino dark matter: back to invisible?
在自然界是自然界的假设下，我们扩展了标准模型，使之包含了超对称性来稳定电弱扇区，包含了PQ对称性来稳定QCD扇区。自然超对称性产生于超对称性μ问题的Kim-Nilles解，它允许一个小的层次，其中μ ~ f_a^2/M_P ~ 100-300 GeV，而超对称性粒子质量尺度m（SUSY）~ 1-10 TeV >> μ。这样，暗物质就由两种粒子组成：一种是类希格西诺的弱相互作用粒子，另一种是超对称的DFSZ轴子。允许的轴子质量值m（轴子）的范围取决于混合轴子higgsino遗迹密度。在这种情况下，m（轴子）的范围实际上受到直接和间接检测实验中WIMP的限制。我们在微波腔实验中绘制了预期的轴子检测率。轴子-光子-光子耦合被带电希格西诺对反常耦合的贡献严重削弱。在这种情况下，轴子可能会撤退，至少暂时，回到近不可见的状态。从我们的研究结果，我们敦促新的想法的技术，探测更深入和更广泛的轴子耦合与轴子质量参数空间。
2017-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Electroweak Axion as the Fuzzy Dark Matter -- A Proposal for the Mixed Fuzzy and Cold Dark Matters
电弱轴子与质量为$m\simeq 10^{-20}$ -- $10^{-19}\,{\rm eV}$的模糊暗物质相同。该模型预测了暗物质的两种成分，一种是超轻物质，另一种是类似WIMP的物质。预言了模糊暗物质与光子之间的Chern-Simons型相互作用和质子的$B+L$破缺衰变。
2022-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Probing a Mixed Neutralino Dark Matter Model at the 7 TeV LHC
分析了在目前7 TeV运行的LHC上探测混合双希格辛暗物质的非普适高更质量模型的前景。它提供了宇宙相容的暗物质遗迹密度在两个宽波段的参数，对应于$m_{\gl} < m_{\sq}$和$m_{\gl} \sim m_{\sq}$。这个模型的超对称谱有两个显著的特征：（i）较轻的电荷伴子和中性伴子质量之间的近似简并性，（ii）夸克质量的倒置质量等级。我们发现，这些功能可以被利用，以获得一个可行的信号高达$m_{\gl} \sim$ 800 GeV的两个参数带与积分亮度5/fb。
2011-09-29 hep-ph
Modified Supersymmetric Dark Sectors
具有修改的暗扇区的超对称模型需要重新解释约束，这可能允许低调谐的场景。修改后的暗区也可以极大地改变现象学。在最小超对称标准模型（MSSM）中加入QCD轴子解决了强CP问题，并用新的暗物质候选者修改了暗扇区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子，但这项工作的重点是轴子的超级伙伴，轴子可能在大型强子对撞机（LHC）中被发现的情况下，在从主顶点位移的中性伴衰变中。特别是这项工作的重点是KSVZ axino。在这种情况下，中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器，预计在14 TeV的LHC可测试。这个签名的位移衰变到axinos相比，其他动机良好的情况下，包含一个长寿命的中性伴衰变内的检测器。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名，并在何种程度上，他们是可区分的讨论。这种情况下的宇宙学的可行性也被认为是简要。
2015-06-27 hep-ph
Comparing the Predictions of two Mixed Neutralino Dark Matter Models with the Recent CDMS II Candidate Events
我们考虑两个最佳混合的中性伴子暗物质模型，基于非普适的高根质量，这是我们最近提出的，以实现WMAP兼容的遗物密度在很大一部分的MSSM参数空间。我们比较了自旋无关DM散射截面与最近的CDMS II数据，假设两个报告的候选事件的可能性信号事件的预测。对于一个模型，预测的横截面同意与假定的信号在一小部分的参数空间，而对于其他协议持有整个WMAP兼容的参数空间的模型。
2010-02-19 hep-ph
Mixed Neutralino Dark Matter in Nonuniversal Gaugino Mass Models
我们已经考虑了非普适的超引力的高更诺质量模型，产生于两个超场的混合物的规范动力学项的贡献，属于一个单线态和一个非单线态表示的大统一理论群。特别地，我们分析了两个模型，其中贡献的超场属于SU（5）的单线态和75维，以及单线态和200维表示。最轻的超粒子在第一种情况下是混合的bino-higgsino态，在第二种情况下是混合的bino-wino-higgsino态。在这两种情况下，我们都可以在参数空间的广阔区域内得到宇宙学上相容的暗物质遗迹密度。我们预测有希望的信号，在直接的暗物质探测实验，以及在间接探测实验中，通过高能量中微子来自他们的对湮灭在太阳。此外，我们发现有趣的$γ$ -射线的信号率，将在费米伽玛射线空间望远镜探测。我们还预计在这两种情况下，在大型强子对撞机有希望的对撞机信号。
2009-05-08 astro-ph.HE hep-ph
SUSY dark matter and the LHC
弱尺度超对称性是标准模型的一个非常有意义的扩展，它有很强的数据支持。它提供了几个可行的暗物质候选者：最轻的中性伴子（WIMP），引力伴子和轴子/轴伴子超多重态。LHC即将启动在大型强子对撞机上发现的超对称性将大大有助于建立暗物质的性质。我提出的论点，为什么主要是轴子冷暗物质是一个更好的适合超对称模型比neutralinos。我还认为，基于SO（10）和混合轴子/轴子冷暗物质的汤川统一超对称大统一理论是非常令人信服的，并提出了在大型强子对撞机上产生胶子对的独特特征。
2009-12-04 hep-ph
Dark matter in the Kim-Nilles mechanism
Kim-Nilles机制将$μ$项与轴子尺度$f_a$联系起来，导致$μ/f_a$级的轴-希格斯-汤川耦合。这可能会带来危险的热产生axinos。如果轴子是稳定的，它的质量必须小到${\cal O}$（0.1 keV），或者再热温度应该低于${\cal O}$（10 GeV），取较低的轴子尺度$10^{10}$ GeV，这样才不会使宇宙过于接近。如果轴子衰变为中性伴子，如果湮灭率为$10^{11}$ GeV以上的$10^{-8}{GeV}^{-2}$量级，则过度产生的中性伴子可以适当地重新湮灭，使观测到的暗物质密度饱和。因此，具有相当大的比诺混合物的最轻的类希格斯诺超对称粒子成为一个很好的暗物质候选者，其核子截面为$10^{-45}$ cm $^2$。
2011-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Mixed axion-wino dark matter
各种超对称模型产生分裂质谱，其特征在于非常重的标量，但亚TeV的高吉诺，通常与酒样LSP。这样的模型预测热产生的wino一样的WIMP暗物质丰度不足，使非热DM生产机制是必要的。我们研究的情况下，理论与葡萄酒般的LSP增加了一个Peccei-Quinn部门，包括一个axion-axino-saxion超多重态的超对称性KSVZ或超对称性DFSZ模型和/或没有saxion衰变到axion-axino。我们给出了各种情况下PQ破缺尺度f_a的允许范围，这些情况是通过求解必要的耦合玻尔兹曼方程产生的。我们还提出了一个模型的结果与辐射驱动的自然，但与葡萄酒一样的LSP。
2015-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Improved Mixed Dark Matter Halo Model for Ultralight Axions
提出了一个完整的混合暗物质晕模型，该模型由冷暗物质（CDM）和超轻类轴子粒子（ULA）组成。我们的模型将ULAs视为CDM的有偏见的示踪剂，类似于大质量中微子和中性氢的治疗。该模型考虑了CDM主机晕周围ULA的聚类，并完全模拟了两个组件的互相关性。模型的输入数据包括孤子的Jeans尺度和孤子密度分布。我们的模型可以用来预测的物质功率谱，$P(k)$，在非线性尺度上的ULAs在整个质量范围$10^{-33}\text{ eV}\leq m\leq 10^{-21}\text{ eV}$的子群体，并可以校准对未来的混合DM模拟，以提高其准确性。混合DM晕模型还允许我们评估各种近似的重要性。
2023-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Leptogenesis scenarios for natural SUSY with mixed axion-higgsino dark matter
具有辐射驱动的电弱自然性的超对称模型需要质量约为100-300 GeV的轻希格辛。QCD扇区中的自然性通过Peccei-Quinn（PQ）轴子引起，导致混合轴子-higgsino暗物质。超对称DFSZ轴子模型提供了超对称μ问题的一个解决方案，而小层次μ m_{3/2}可能是PQ和隐藏扇区质量尺度不匹配的结果。传统的引力子问题现在被axino和saxion问题所扩展，因为后者的粒子也可以导致WIMP或暗辐射的过度产生，或者违反BBN约束。我们计算区域的T_R与m_{3/2}平面允许的BBN，暗物质和暗辐射的限制，为各种PQ尺度的选择f_a。这些地区相比，热leptogenesis，非热leptogenesis，振荡sneutrino leptogenesis和阿弗莱克-丁leptogenesis所需的值。后三个在PQ尺度f_a~ 10^{10}-10 12} GeV的参数空间的宽范围内是允许的，这也是自然性所支持的：f_a~ \sqrt{μM_P/λ_μ} \sim 10^{10}-10 12} GeV。这些f_a值对应于稍高于投影ADMX搜索区域的轴子质量。
2015-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Well-Mixed Dark Matter and the Higgs
在具有MSSM谱的模型中，通过重整化群流的电弱对称性的破坏被发现产生“良好混合”的中性伴子暗物质，其残留密度与WMAP数据一致，并且与直接暗物质搜索的电流限制一致的核的弹性散射截面。这些模型预测希格斯玻色子的质量在（125-126）GeV之间。混合良好的中性伴子暗物质主要是类双星物质，但也有大量的希格斯诺和维诺物质，每种物质的体积都相当。自然模型具有~1 TeV的胶子质量和相当大的中性中微子-核子散射截面，将通过大型强子对撞机和未来的暗物质直接探测实验进行全面测试。
2013-03-27 hep-ph
WIMP and Axion Dark Matter
宇宙学家们几乎一致认为宇宙中的大部分物质都是暗物质，并且有充分的理由相信这些暗物质中的大部分都是非重子物质。这种暗物质的两个主要候选者是轴子和弱相互作用大质量粒子（WIMP），例如标准模型超对称扩展中的中性伴子。我讨论了这两个暗物质候选人的论点，并审查这些暗物质粒子的发现技术。
1997-10-24 astro-ph hep-ph
Non-Baryonic Dark Matter
存在几种非重子冷暗物质的候选者，包括中性伴子、轴子、轴伴子、引力伴子、温姆兹拉。本文综述了中性伴子的暗物质性质及其探测的现状。我还讨论了axino作为一个新的有趣的选择。
2001-02-27 astro-ph hep-ph
Mixed Wino-Axion Dark Matter in String/M Theory and the 130 GeV Gamma-line "Signal"
具有低能超对称性的弦/M理论紧化倾向于预测暗物质有两个组成部分：轴子和WIMP \cite{1004.5138,1204.2795}。在符合这一点，我们表明，暂定130 GeV的伽玛线信号报告\cite{1204.2797}可以解释为所产生的湮灭145 GeV的质量，Wino类WIMP到Z玻色子和光子。在这种情况下，信号意味着暗物质的第二个组成部分，我们解释为由轴子组成-相对Wino/Axion丰度近似相等。进一步的预测是隐含的：在这两个扩散和单色光子从矮球状星系的信号;单色光子能量为145 GeV;对于大型强子对撞机，希格斯玻色子的质量已经预测在这个框架\cite{1112.1059}，和目前的希格斯极限提供有趣的约束质量的Gluino。
2012-05-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Non-thermal Dark Matter in String Compactifications
非热宇宙学历史能够极大地增加不同粒子物理学暗物质（DM）模型的可用参数空间，并且受到像弦论这样的UV理论中普遍存在的晚期衰变引力耦合标量的充分激励。本文在IIB型弦论的大体积情形下提出了一个非热DM模型。该模型能够解决模诱导的引力子问题，以及生产过剩的轴子暗辐射和/或DM的问题。我们表明，正确的丰度的中性伴子DM可以得到在热下和生产过剩的情况下，DM质量之间的O（GeV）O（TeV）。在后一种情况下，QCD轴子对残余密度的贡献是完全可以忽略的，而在前一种情况下，它可以与中性伴子的贡献相比较，从而导致多分量DM方案。
2013-07-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Mixed WIMP-axion dark matter
我们研究了一个双组分暗物质模型的实验约束，该模型由QCD轴子和标量粒子组成，两者都对宇宙的暗物质遗迹丰度有贡献。该理论的整体Peccei-Quinn对称性可以自发地分解为剩余的$\mathbb{Z}_2$对称性，从而将该标量识别为稳定的弱相互作用大质量粒子，即，一种暗物质的候选者，除了轴子。我们进行了全面的研究模型使用的最新数据从暗物质直接和间接的探测实验，以及新的物理搜索在大型强子对撞机。我们发现，虽然该模型主要是由暗物质探测实验的约束，它仍然是可行的周围的一个小区域的参数空间的标量暗物质是一半的重的标准模型希格斯粒子。在这个允许的范围内，由于暗物质-希格斯耦合的抵消机制，这些实验的边界被规避了。然而，对撞机的搜索结果，施加弱边界的模型。
2020-02-27 astro-ph.CO hep-ph
One-loop Dirac neutrino mass and mixed axion/WIMP dark matter
我们认为Peccei-Quinn（PQ）机制是狄拉克中微子质量背后的机制，当这些质量是通过$d=5$有效算符$\bar{L}\tilde{H}N_Rϕ$在一个回路水平上产生的，其中$ϕ$是标准模型的单重标量。在这种设置中，PQ对称性保证了这样一个有效算子的单圈实现对狄拉克中微子质量的主要贡献，因为它禁止了从树级实现中产生的贡献。单圈中微子质量图中的所有介质都可以被PQ对称性破缺的剩余$Z_N$对称性所稳定，从而在轴子扇区之外形成一个暗扇区，并导致混合的轴子/WIMP暗物质场景。
2019-04-03 hep-ph
Target dark matter detection rates in models with a well-tempered neutralino
在LEP 2之后的时代，根据WMAP最近对宇宙中冷暗物质（CDM）丰度的测量，许多超对称模型倾向于预测1。CDM过多; 2.中性伴子暗物质的直接探测率低得令人悲观。然而，在具有“温和的中性伴子”的模型中，中性伴子的组成被调整以给出CDM的测量丰度，中性伴子通常是混合的bino-wino或混合的bino-higgsino状态。随着必要的增强中性伴子湮灭率，这些模型往往会给升高的直接检测散射率相比，预测超对称模型与普遍的软破缺条款。我们提出了中性伴子直接检测截面从各种模型包含一个良好的回火中性伴子，并找到截面渐近线与可检测的散射率。这些渐近速率提供了各种直接CDM检测实验应该瞄准的目标。相比之下，在中性伴子质量而不是其成分变化的模型中，通过共振湮灭或共湮灭来给出WMAP遗迹密度，中性伴子基本上保持着双星的性质，直接探测率可能低于所有拟议实验的预期范围。
2006-11-30 astro-ph hep-ph
Collider, direct and indirect detection of supersymmetric dark matter
我们提出了一个概述的超对称搜索，无论是在对撞机实验和通过搜索暗物质（DM）。我们专注于三个DM的可能性在超对称性的背景下：热产生的中性伴子，混合物的轴子和axino，和引力子，并比较和对比信号，可能会预期在对撞机，在直接检测（DD）实验搜索DM遗迹遗留下来的大爆炸，和间接检测（ID）实验旨在检测DM湮灭的产品在太阳内部或星系晕。使用多种策略检测DM粒子提供了互补的信息，可以揭示与暗物质部门相关的新物理学。与mSUGRA模型相比，在mSUGRA模型中，测量到的冷DM遗迹密度将我们限制在主要位于m_0- m_{1/2}平面边缘的特殊区域，如果在仅具有一个附加参数的模型中放松普适性假设，则整个参数平面变得允许。然后，热产生的中性伴子，如果是wino、bino和higgsino成分的混合，或者是调整了质量，使得它们在早期宇宙中的湮灭是希格斯共振增强的，那么这些中性伴子就可能是DM。与最小超引力的一般预测相比，温和的中性伴子通常会提高DD和ID实验的速率。如果DM由轴子（可能与轴子一起）或引力子组成，那么在碰撞束实验中存在检测准稳定的次轻超对称粒子的可能性，如果NLSP带电，但没有DD或ID检测，则会产生特别惊人的后果。混合轴子/轴子DM的例外是轴子的DD是可能的。
2009-03-03 hep-ph
Cosmology of the DFSZ axino
我们研究了超对称DFSZ轴子模型的宇宙学影响。扩展最近的工作，我们首先提供了一个全面的分析热生产的DFSZ axino考虑所有可能的散射，衰变和逆衰变过程取决于各种质量参数和再热温度。虽然DFSZ轴伴很难达到热平衡，但它的耦合仍然足够大，可以产生巨大的轴伴布居数，从而形成过剩的中性伴密度。我们检查中性伴子参数空间，以确定暗物质属性取决于Peccei-Quinn标度。当Peccei-Quinn标度变高导致轴子寿命变长时，中性伴暗物质出现在较轻的类希格斯诺LSP区域或更受限制的类比诺LSP区域，允许通过CP-奇希格斯玻色子共振湮灭以满足更强的再湮灭。
2012-01-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter from SUGRA GUTs: mSUGRA, NUSUGRA and Yukawa-unified SUGRA
引力介导的超对称破缺模型在R宇称守恒下产生宇宙中的暗物质。我回顾中性伴子暗物质的最小超引力模型（mSUGRA），模型与非通用的软超对称性破缺项（NUSUGRA），产生一个良好的回火中性伴子，和统一的汤川耦合模型在大统一的GUT尺度（可能会发生在SO（10）超对称性大统一理论）。后一种模型很难容纳中性伴子暗物质，但如果暗物质粒子是轴子和轴伴子，则可以很好地工作。
2008-12-12 astro-ph hep-ph
A Model For Halo Formation With Axion Mixed Dark Matter
在标准的$Λ$ CDM宇宙学中，矮星系的预测有几个问题需要解决，这些问题引起了最近关于暗物质性质可能改变的争论。我们探索了一种新的解决方案，涉及超轻轴子，可以潜在地解决失踪的卫星问题，尖点核心问题，和“太大而不能失败”的问题。我们讨论了近似的非线性结构形成的暗物质模型包含一个组成部分的超轻轴子在四个数量级的质量，$10^{-24}\text{ eV}\lesssim m_a \lesssim 10^{-20}\text{ eV}$，范围太重，不能很好地约束线性宇宙学探测器，如CMB和物质功率谱，太轻/非相互作用的其他天体物理或地球轴子搜索。我们发现，一个轴子的质量$m_a\approx 10^{-21}\text{ eV}$贡献约$85\%$的总暗物质可以引入一个显着的kpc规模的核心在一个典型的银河系卫星星系形成鲜明对比的热遗迹与传递函数切断在相同的规模，同时仍然允许这样的星系形成的显着数量。因此，超轻的轴子不会受到\emph{Catch 22}的影响，\emph{Catch 22}适用于使用温暖的暗物质作为冷暗物质的小尺度问题的解决方案。我们的模型同时允许足够的高红移星系的形成，以允许与观测约束和解，也降低了大质量矮星的最大圆周速度，使重子反馈可能更合理地解决预测的大质量MWG矮星卫星的生产过剩。
2017-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Radiative natural supersymmetry with mixed axion/higgsino cold dark matter
自然超对称性模型试图解决这个小的等级问题，方法是假定一个由\lesssim 200 GeV的轻希格斯介子和\lesssim 500 GeV的轻顶方子以及非常重的方子和TeV尺度的胶子组成的光谱。这样的模型有低的电弱微调，是安全的LHC搜索。然而，在MSSM的上下文中，他们预测的m（h）值太低，热产生的类希格斯诺WIMP的残余密度远低于暗物质（DM）的测量值。考虑到Higgs质量m_{H_u} > m_0的高尺度软超对称性破缺，在RG运行过程中会产生自然的抵消，并在电弱尺度下产生辐射诱导的低精细调谐。这个模型的辐射自然超对称性（RNS），与大的混合在顶部的squark部门，允许微调在5-10%的水平与TeV规模的顶部的squark和125 GeV的轻希格斯标量h。如果强CP问题是通过PQ机制解决的，那么我们期待一个暗物质的轴子-希格西诺混合物，其中一个或两个DM粒子可能被直接检测到。
2012-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Mixed Non-Gaussianity from Axion-Gauge Field Dynamics
研究了在暴胀过程中由相互作用的轴子和SU（2）规范场动力学产生的标量-张量-张量互相关$\langle ζhh \rangle$.我们考虑了二次作用，并通过非微扰的方式考虑混合项来求解线性方程组。结合在形式主义，我们计算的贡献，从立方相互作用的双谱$B_{ζhh}$。我们发现双谱在折叠构型处达到峰值，这是由标量混合和张量模的局域化产生编码的独特特征。通过我们的参数选择，双谱的幅度为$k^6 B_{ζhh} \sim 10^{-16}$。独特的形状依赖性，以及宇称违反的性质，因此是一个显着的特点，以寻找在CMB观测。
2018-11-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
SO(10) SUSY GUTs with mainly axion cold dark matter: implications for cosmology and colliders
基于规范群SO（10）的超对称大统一理论具有很高的发展前景。在最简单的模型中，除了规范统一、物质统一和希格斯统一之外，人们还期望t-b-τ汤川耦合统一。汤川统一只发生在非常特殊的GUT尺度边界条件下，导致光谱具有~10 TeV的第一代和第二代标量，TeV尺度的第三代标量和轻gauginos。中性伴子冷暗物质的残余密度被计算为观测值的10^2-10^4倍。如果我们将PQWW解的理论扩展到强CP问题，那么，在测量到的丰度下，暗物质是由轴子和轴子组成的。这样的解决方案解决了几个宇宙学问题。我们预测一个相当轻的胶子，m（胶子）~300-500 GeV，应该可以在Tevatron或即将到来的LHC运行1数据中看到。我们也期望最终从遗迹轴子搜索实验中得到积极的结果。
2010-02-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Mixed Axion/Axino Dark Matter in mSUGRA and Yukawa-unified SUSY
在最小超引力（mSUGRA）和汤川统一超对称大统一理论（SUSY GUT）模型中研究了轴子/轴子暗物质（DM），得到了令人惊讶的结果.对于这种类型的情景，遗迹DM丰度有三个组成部分：{ \it i}。）冷轴子，{ \it ii.}}）来自中性伴子衰变的暖轴伴子，以及{ \it iii.}）冷或热产生的轴突。需要超过$10^6$ GeV的再加热温度$T_R$，以解决引力子/大爆炸核合成（BBN）问题，同时还允许通过非热稀薄发生的重子发生。为了获得足够高的再热温度，我们还需要$10^{11}$ - $10^{12}$ GeV量级的高Peccei-Quinn（PQ）破缺标度$f_a$值。
2009-10-15 hep-ph
Non-Baryonic Dark Matter -- A Theoretical Perspective
我回顾了轴子，中性伴子，轴伴子，引力伴子和超大质量Wimpzillas作为暗物质的候选者。
1999-03-24 astro-ph 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
Natural SUSY with mixed axion/axino dark matter
University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；University of Wisconsin, Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
研究自然SUSY中混合轴子/轴子暗物质的可能性，探讨轴子和轴子的质量范围及对暗物质丰度的影响。
2026-04-06 hep-ph
Neutralino dark matter in mSUGRA/CMSSM with a 125 GeV light Higgs scalar
最小超引力（mSUGRA或CMSSM）模型是描述中性伴子（WIMP）冷暗物质（CDM）性质的常用框架。然而，最近来自Atlas和CMS的关于质量为m_h \simeq 125 GeV的轻Higgs标量的证据高度限制了超粒子质量谱，这反过来又限制了早期宇宙中的中性伴子湮灭机制。我们发现，stau和停止共同湮灭机制-已经高度强调的最新阿特拉斯/CMS结果超对称搜索-几乎消除，如果确实轻希格斯标量的质量m_h \simeq 125 GeV。此外，在mSUGRA中基本上排除了通过A共振的中性伴子湮灭，因此在测量的丰度下产生热产生的纯中性伴子暗物质非常困难。剩余的可能性在于焦点区域，由于需要大的三线性软超对称性破缺项A_0，该焦点区域现在移出到m_0 \sim 10-20 TeV范围。剩余的HB/FP区域由于通常较大的顶夸克质量而比以前更精细地调整。我们提出了更新的直接和间接的检测率中性伴暗物质，并表明吨级的稀有液体探测器将发现混合higgsino CDM或基本上排除热产生的中性伴只有CDM的mSUGRA模型。
2012-02-17 astro-ph.HE hep-ph
Panglossian Prospects for Detecting Neutralino Dark Matter in Light of Natural Priors
在大多数全球拟合的约束最小超对称模型（CMSSM）的间接数据，先验的可能性的任何两个点在tan β被视为平等的，和更基本的μ和B希格斯位参数是固定的潜在的最小化条件。我们发现，如果相反，一个平坦的（“自然”）事先措施亩和B放置，一个强烈的偏好存在的焦点区域，从粒子物理和宇宙学数据的拟合。特别地，我们发现最轻的中性伴子是混合的双希格西诺（~10%希格西诺）。这种混合的中性伴子与原子核有很大的弹性散射截面，这为地下直接探测实验和中微子望远镜带来了非常有前途的前景。特别地，后验概率分布的大部分落在当前直接检测约束的数量级内的参数空间内。此外，太阳中的中性伴子湮灭预计每年会在冰立方产生数千个中微子诱导的μ子事件。因此，假设框架的CMSSM和使用自然的先验措施，模数警告有关天体物理的不确定性，我们很可能生活在一个世界的直接和间接检测中性伴暗物质的良好前景。
2008-09-22 astro-ph hep-ph
Axion effects on quark matter and quark-matter cores in massive hybrid stars
本文利用三味NJL模型研究轴子场对夸克物质及混合星的影响，发现轴子虽略微降低混合星最大质量，但显著增大夸克物质核心，使2倍太阳质量的中子星可拥有可观夸克核心。
2025-03-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Opening a meV mass window for Axion-like particles with a microwave-laser-mixed stimulated resonant photon collider
本文提出微波-激光混合三束受激共振光子对撞机，可在meV质量范围探测类轴子粒子，结合高强度激光与速调管后灵敏度可达O(10^{-13}) GeV^{-1}，为独立验证ALPs暗物质本质开辟新途径。
2024-06-29 hep-ex hep-ph
PAMELA and FERMI-LAT limits on the neutralino-chargino mass degeneracy
利用间接探测技术对暗物质（DM）粒子的探测已经达到了重要的里程碑，特别是通过PAMELA和FERMI-LAT实验对反质子和伽马射线光谱进行了精确测量。虽然伽马射线的结果已经被用来测试热暗物质假设，并将暗物质湮灭截面限制为标准模型（SM）粒子，但PAMELA实验测量的反质子通量仍然相对未被利用。在这里，我们表明，后者可以用来设置一个约束的中性子电荷子质量差。为了说明我们的观点，我们使用了一个超对称模型，其中的高金诺是轻的，sfermions是重的，而超对称粒子（LSP）是中性伴子。在这个框架中，W^+ W^-的产生预计是显著的，从而导致大的反质子和伽马射线通量。在仅从反质子数据确定了暗物质对湮灭为W^+ W^-的截面的一般极限之后，我们表明，对于混合中性伴子（以及反质子传播方案的中间选择），可以限制中性伴子-荷子质量差高达~ 20 GeV的情况。该结果与使用FERMI-LAT数据获得的限值一致。因此，如果纯维诺中性伴子轻于450 GeV，并构成了所有的暗物质，我们就可以安全地排除它的假设。
2012-08-24 astro-ph.CO hep-ph
Mixed Higgsino Dark Matter from a Large SU(2) Gaugino Mass
我们观察到，在具有非普适GUT标度的超对称模型中，将GUT标度SU（2）的规范子质量|M_2|从统一值提高，会导致在弱标度下的- m_{H_u} ^2值变小。根据电弱对称性破缺条件，这意味着μ^2 { \it vis à vis}模型在高吉诺质量统一下的约化值。最轻的中性伴子可以与希格斯诺暗物质混合，其残余密度与测量到的冷暗物质（DM）丰度一致。我们探索这种高|M_2| DM模型的现象学。光谱的特点是一个非常大的维诺质量和伴随的大分裂之间的左和右sfermion质量。此外，较轻的电荷伴子和三轻中性伴子相对较轻，含有大量的希格斯成分。LSP的higgsino含量意味着中性伴子暗物质的直接探测率很高，相对于mSUGRA，其间接探测率也有所提高。我们发现，在大型强子对撞机的实验应该能够发现超对称性的参数空间的部分，其中m_{\tg} \alt 2350-2750 ~GeV，取决于夸克质量，而1 TeV的电子-正电子对撞机具有可比的大型强子对撞机的范围。在LHC的多喷流+ \ell^+ \ell^- + \eslt事件中的双轻子质谱可能会显示出不止一个质量边，而其形状应该为衰变中的中性伴子的大higgsino含量提供间接证据。
2007-08-29 hep-ph
Mixed Bino-Wino-Higgsino Dark Matter in Gauge Messenger Models
在弱标度下几乎简并的bino和wino质量是规范信使模型的一个独特特征。最轻的中性伴子是比诺、维诺和希格西诺的混合物，如果它是最轻的超对称粒子，它就能产生正确数量的暗物质密度。此外，由于超伴子的压缩谱是规范信使模型的典型特征，各种共湮灭和共振区域重叠，并且经常产生正确数量的中性伴子遗迹密度作为几个过程的相互作用。这一特征使得对观测到的暗物质密度的解释对基本参数的敏感性大大降低。我们计算了中性伴子遗迹密度假设热历史，并提出了自旋无关和自旋相关的截面的直接检测。我们还讨论了从B到S伽马和μ子g-2的唯象约束，并将规范信使模型的结果与众所周知的mSUGRA方案的结果进行比较。
2007-04-16 hep-ph
Particle Dark Matter Candidates
我简要概述了一些最受欢迎的粒子冷暗物质候选者，重点是那些具有可检测的相互作用的粒子：轴子，宇宙额外维度中的KK光子，小希格斯的重光子和超对称中的中性伴子。中性伴子仍然是最受欢迎的，今天有不同的版本：SUGRA，nuSUGRA，sub-GUT，Mirage mediation，NMSSM，有效MSSM，CP破坏的场景。其中一些场景已经处于直接DM搜索的当前敏感性水平。
2007-11-27 hep-ph
Axionic Hot Dark Matter in the Hadronic Axion Window
混合暗物质方案可以使COBE数据与观测到的大尺度结构相一致。到目前为止，质量只有几个电子伏特的大质量中微子是唯一被讨论过的热暗物质成分的候选者。我们指出，在混合暗物质的情况下，强子轴子窗口中的强子轴子（f_PDMATHABMM 10^6 GeV）是热暗物质的理想候选者.总结了目前强子轴子研究的局限性。在这个窗口中验证强子轴子的最有希望的方法是来自太阳中热激发的$^{57}$ Fe的M1跃迁的几乎单色太阳轴子的共振吸收，以及来自另一颗超新星的水Čerenkov探测器中的"轴子爆发“的观测。
1998-05-23 astro-ph hep-ph
Axinos as Dark Matter
标准模型的超对称扩展将轴子解纳入强CP问题，必然也包含轴子的费米子伙伴axino。与中性伴子和引力伴子相比，轴伴子的质量一般不属于超光速破缺标度的量级，而且可以小得多。因此，Axino是一个有趣的稳定超伙伴候选人。在前一封信[1]中，当轴伴子通过非热的非平衡中性伴子衰变产生时，它们是宇宙中冷暗物质的天然候选者。在这里，我们扩展了非热生产的研究，包括通过散射和衰变的粒子在等离子体中的竞争热生产机制。我们确定在几十兆电子伏到几个GeV（取决于情况）的范围内的轴子质量对应于冷轴子遗迹，如果再加热温度$\treh$小于约$5\times10^4\gev$。在较高的$\treh$和较低的质量，轴可以构成温暖的暗物质。在轴子作为遗迹的情况下，引力子问题找到了一个自然的解决方案。标准模型光谱中最轻的超伴子在高能探测器中保持有效稳定，但可能是中性的或带电的。通常对最轻的中性伴子的残余丰度的高度限制性约束$\abundchi\lsim1$变得无效。
2001-04-20 astro-ph hep-ph
Neutralino Dark Matter in Mirage Mediation
研究了超对称性破缺的海市蜃楼介导情形下的中性伴子暗物质的唯象，这种破缺是由某些弦/膜模型中的模稳定化引起的。根据模型参数，特别是由模稳定机制决定的反常与模的中介比，最轻超对称粒子（LSP）的性质通过Bino-Higgsino混合区从类Bino中性伴子转变为类Higgsino中性伴子.对于类Bino LSP，标准的热产生机制可以通过终止/stau中性伴子共湮灭或赝标量Higgs共振过程产生适量的残余DM密度。我们还研究了直接和间接的DM检测在海市蜃楼调解的各个参数区域的前景。在Bino-Higgsino混合LSP的情况下，星系晕中的中性子DM可能在不久的将来被直接探测到。如果DM密度剖面呈尖点形状，来自银河系中心的伽马射线通量也可能是可探测的。
2006-11-07 hep-ph
