Dark Photon Dark Matter in Quantum Electromagnetodynamics and Detection at Haloscope Experiments
本研究在量子电磁动力学框架下构建暗光子与光子的低能相互作用，获得新的动力学混合项，并探讨了在射电望远镜实验中探测暗光子暗物质的策略。
2025-02-25 hep-ex hep-ph
Experimental targets for dark photon dark matter
本文研究暗光子作为暗物质的可行性条件，指出早期宇宙反作用可能使其失效，并提出新模型为实验探测设定明确目标。
2025-06-02 astro-ph.CO hep-ph
Dark Photons in the Solar Basin
太阳内部暗光子的产生是在大质量范围内探测这种粒子的最灵敏探测器的基础。一小部分暗光子被发射到引力束缚的轨道上，形成了一个“太阳盆地”，在天体物理学上存活了很长时间。我们表明，这个人口可能会导致现有的和拟议的暗物质探测实验中的信号，开辟了重要的新的参数空间独立于暗光子是否构成的暗物质。即使在保守的假设下，当前暗物质实验的结果已经限制了新的参数空间;在基准假设下，太阳盆地中的暗光子数量可能是XENON 1 T中观察到的过量事件的原因。未来的低阈值实验可能会对这些太阳系束缚的暗光子敏感到亚电子伏特的质量，在低于电流限制的耦合数量级。
2020-08-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
New Constraints on Dark Photon Dark Matter with Superconducting Nanowire Detectors in an Optical Haloscope
揭示暗物质的本质是粒子物理学最重要的目标之一。轻玻色子，如暗光子，是很有动机的候选者：它们通常寿命长，相互作用弱，在早期宇宙中自然产生。在这项工作中，我们报告的LAMPOST（光$A'$多层周期性光学SNSPD目标），一个概念验证实验寻找暗光子暗物质在eV质量范围内，通过相干吸收在多层介质晕圈。使用超导纳米线单光子探测器（SNSPD），我们实现了有效的光子探测与暗计数率（DCR）的$\sim 6\times10^{-6}$计数/秒。我们没有发现任何证据表明暗光子暗物质在$\sim 0.7$ - $0.8$电子伏特的质量范围内与动力学混合$ε\gtrsim 10^{-12}$，提高现有的限制在$ε$的两倍。随着SNSPD未来的改进，我们的架构可以探测暗光子和轴子暗物质在meV到10 eV质量范围内的重要新参数空间。
2022-05-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axion-photon-dark photon oscillation and its implication for 21 cm observation
研究了早期宇宙中类轴子粒子（ALP）或暗光子到电磁光子的共振转换，这种转换是由于背景暗光子规范场中ALP-光子-暗光子的振荡引起的.值得注意的是，相应的转换概率可以有一个不寻常的频谱特征，允许在低频域的强转换，但在高频以上的特定的临界频率，这是由ALP耦合到暗光子和背景暗光子规范场的强度确定的转换可以忽略不计。我们应用该方案加热了21 cm光子，而不影响宇宙微波背景，这可以解释最近EDGES实验探测到的21 cm光子的试探性吸收信号。
2019-11-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark Photon Dark Matter Produced by Axion Oscillations
尽管人们对以假想的暗光子形式寻找超轻暗物质的兴趣越来越大，并付出了大量努力，但它如何符合一致的宇宙学尚不清楚。已知先前提出的几种暗光子暗物质产生机制具有局限性，至少在某些实验感兴趣的质量范围内。在这封信中，我们探索了一种新的机制，相干振荡的类轴子场可以有效地转移其能量密度的暗光子场通过快子不稳定性。剩余的轴子残骸随后通过与可见部分的耦合而耗尽，只留下暗光子作为暗物质。我们保证了轴子和暗光子的宇宙学与现有的约束条件是一致的。我们发现，该机制适用于广泛的暗光子质量，包括正在进行的实验和拟议的检测技术的兴趣。
2019-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Constraining vector dark matter and dark photon with degenerate mass in a hidden local SU(2) model
本文在隐藏SU(2)模型中研究简并矢量暗物质与暗光子，通过维度六算子产生动力学混合，分析湮灭过程并确定遗迹密度，发现直接探测实验对暗光子相互作用给出最强约束。
2024-05-29 hep-ex hep-ph
Radio-frequency Dark Photon Dark Matter across the Sun
暗光子作为超轻暗物质的候选者，可以通过动力学混合与标准模型粒子相互作用。我们建议利用射电望远镜和太阳观测来寻找超轻暗光子暗物质。暗光子暗物质可以在太阳大气层的最外层区域，即日冕中有效地转换成光子，在那里光子的等离子体质量接近暗光子静止质量。由于强烈的共振转换，并受益于太阳和地球之间的短距离，射电望远镜可以在$4 \times 10^{-8} - 4\times 10^{-6} \, \rm{eV}$的质量范围内领先暗光子搜索灵敏度，对应于频率$10 - 1000 \, {\rm MHz}$。作为一个有希望的例子，运行中的射电望远镜LOFAR可以在1（100）小时的太阳观测内达到动力学混合$ε\sim 10^{-13}$（$10^{-14}$）。未来的实验SKA第1阶段可以通过$1$小时太阳观测达到$ε\sim 10^{-16} - 10^{-14}$。
2021-04-20 astro-ph.SR hep-ph
Effective photon mass and (dark) photon conversion in the inhomogeneous Universe
光子在非均匀宇宙中的宇宙学距离经历了介质诱导有效质量的巨大变化。使用EAGLE套件的流体动力学模拟，我们推断的自由电子分布，从而再电离后的有效光子质量。我们利用这些数据来研究动力学混合光子和暗光子的相互转换，这可能会发生在大量的共振红移，并获得“光学深度”对转换沿随机视线。使用COBE/FIRAS，普朗克，和SPT测量，我们约束暗光子参数空间从CMB光子耗尽到暗光子，导致光谱失真和额外的各向异性的CMB。最后，我们还考虑了亚电子伏暗辐射到普通光子的转换。我们公开了自由电子和暗物质的视线分布。
2020-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Searching for Dark Photons with Existing Haloscope Data
暗光子（或隐藏光子）是一种大质量的U（1）规范玻色子，理论上它是暗力的媒介，也是暗物质的候选者。暗光子可以通过探测暗光子与标准模型光子的动力学混合所引起的功率过剩来用轴子腔Haloscope检测。因此，通过计算相应的暗光子与光子耦合因子，可以将Haloscope轴子排除极限转换为竞争性暗光子参数极限。这种计算允许相对于其他暗光子排除的灵敏度提高大约四个数量级，并且可以使用现有数据来实现。我们提出了如何转换haloscope轴子搜索限制和相关的实验参数的摘要从已发表的搜索。此外，我们已经包括了代码，可以用来生成我们的暗光子排除限制的情况下，本文中描述的。最后，我们提出了限制暗光子和标准模型光子之间的动力学混合系数的基础上现有的haloscope轴子搜索。
2021-11-30 hep-ex hep-ph
The DarkStars code: a publicly available dark stellar evolution package
我们宣布公开发布“黑暗”恒星演化代码DarkStars。该程序在近似流体静力平衡的条件下，同时求解了恒星中WIMP俘获和湮灭方程和恒星演化方程。DarkStars包含迄今为止任何黑暗演化代码中最广泛的WIMP微观物理学。该代码采用了详细的治疗的捕获过程中的一系列的WIMP速度分布，以及复合WIMP分布和传导能量传输计划的基础上的WIMP平均自由路径的明星。我们给出了一个简短的描述的输入物理和实际使用的代码，以及它的应用程序的例子，在银河系中心的暗星。
2009-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Millicharged Relics Reveal Massless Dark Photons
本研究提出借助宇宙微荷遗迹产生的有效暗光子质量引发早期宇宙光子-暗光子振荡，为探测无质量动力学混合暗光子，并探讨缓解大质量暗光子宇宙学约束的可能，推动地面精密探测相关参数空间。
2023-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark Sunshine: Detecting Dark Matter through Dark Photons from the Sun
暗物质可能通过暗光子$A'$与标准模型光子的动力学混合与标准模型相互作用。这样的暗物质会在太阳中积累并湮灭成暗光子。然后暗光子可能离开太阳，衰变成可以被阿尔法磁谱仪探测到的带电标准模型粒子对。这种“暗阳光”的方向性与所有天体物理背景都不同，这为AMS发现明确的暗物质提供了机会。我们执行一个完整的分析，这种情况下，包括索末菲增强的暗物质湮灭和太阳的磁场对信号的影响，我们定义了一组削减，以优化信号的概率。利用已经收集的三年数据，AMS可能会发现质量为1 TeV $\lesssim m_X \lesssim$ 10 TeV的暗物质，暗光子质量为$m_{A'} \sim \mathcal O(100)$ MeV，动力学混合参数为$10^{-10} \lesssim \varepsilon \lesssim 10^{-8}$。建议的搜索扩展到现有的束流收集器和超新星的界限，它是互补的直接检测，探测弹性暗物质的参数空间的同一区域，但可能远远超过在非弹性暗物质的情况下。
2017-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Photon Dark Matter from Quantum Fluctuations during Starobinsky Inflation
The University of Tokyo（东京大学）
本研究针对Starobinsky暴胀模型，计算暴胀期间量子涨落产生的暗光子暗物质的残留丰度，结合观测约束得出其质量需在5.6至7.4 μeV范围内。
2026-09-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Constraints on the dark photon from deep inelastic scattering
我们调查的暗光子所产生的深度非弹性散射（DIS）数据的分析约束。我们进行提取的部分子分布函数（PDF）与和不存在的暗光子，并允许暗光子混合参数和质量的变化。我们还包括矢量介子优势的影响，以确保正确的光生极限。通过考虑从这样的提取所产生的总$χ^2$的变化，我们推断排除限制暗光子的动力学混合参数的暗光子质量高达$80\ {\rm GeV}$。
2022-02-05 hep-ex hep-ph
Probing ultra-light dark photon from inverse Compton-like scattering
暗光子不仅提供了一个连接暗区粒子和普通物质的入口，而且也是一个很好的暗物质候选者。我们提出通过逆类康普顿散射过程$p+γ^\prime \to p+γ$探测暗光子暗物质。由于超高能初级宇宙射线，我们发现这样的方法能够探测从$10^{-2}$ eV到$10^{-19}$ eV的暗光子质量，具有eROSITA $X$射线望远镜的预期灵敏度，这可以将木星磁场实验的暗光子质量下限扩展约三个数量级。
2022-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Light Dark Photon Dark Matter from Inflation
讨论了暗光子场与暴胀子耦合产生亮暗光子暗物质的可能性。在暴胀过程中，暴胀子的运动有效地产生了大波长的暗光子，并在物质辐射相等之前变为非相对论性的。我们用分析的方法计算产量.正确的遗迹丰度是通过暗光子质量向下延伸到$10^{-21} \, \rm eV$来实现的。
2020-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Waves and Dark Photon Dark Matter from Axion Rotations
在早期宇宙中，一个在场空间中旋转的轴子可以通过快子不稳定性产生暗光子。这种爆炸性粒子的产生创造了随机引力波的背景，可以在脉冲星定时阵列或其他引力波探测器上看到。这种情况为暗光子暗物质提供了一个新的历史。暗光子可能是温暖的，在未来的21厘米线调查中可以检测到。对于一个相容的宇宙学，包含轴子的复场的径向方向必须是热化的。我们详细探讨了一个具体的热化机制，并演示了这种设置可以负责所观察到的重子不对称性的产生。
2021-04-05 astro-ph.CO hep-ph
Superradiant Searches for Dark Photons in Two Stage Atomic Transitions
我们研究了一种发现暗光子场的新机制，即在冷气体制备中共振触发双光子跃迁。使用相干制备的冷仲氢，亚毫电子伏质量暗光子场的耦合灵敏度可以提高几个数量级，与修改后的光照射通过墙壁设置。计算了背景暗光子场对反向传输激光泵浦冷仲氢到第一振动激发态的偶极矩和跃迁速率的影响。数值模拟了低温仲氢样品中暗光子激发的双光子辐射的非线性放大，获得了预期的暗光子耦合灵敏度。
2020-03-19 hep-ex hep-ph
Comment on the paper "On the correlation between the local dark matter and stellar velocities"
我们简要评论了“关于局部暗物质和恒星速度之间的相关性”（Bozorgnia et al. 2018），该论文旨在测试我们之前关于恒星和暗物质运动学相关性的主张（Herzog-Arbeitman et al. 2017; Necib et al. 2018）。Bozorgnia等人（2018）没有准确地提出这些论文的结论，因此我们在这里澄清它们。
2018-12-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark Photons from Captured Inelastic Dark Matter Annihilation: Charged Particle Signatures
暗扇区可能包含一个暗光子，它与标准模型光子动力学混合，使暗物质与正常物质发生微弱的相互作用。在以前的工作中，我们分析了太阳捕获暗物质的这种情况的影响。暗物质将聚集在太阳的核心并湮灭为暗光子。这些暗光子从太阳中心向外传播，可能会衰变产生正电子，这些正电子可以被国际空间站上的阿尔法磁谱仪（AMS-02）探测到。我们发现，这种分析的暗光子参数空间在很大程度上受到强限制的自旋无关的WIMP-核子截面从直接检测实验。在本文中，我们建立在以前的工作，考虑的情况下，暗扇区包含两个物种的狄拉克费米子，几乎是质量简并耦合到暗光子的非弹性。我们发现，对于质量分裂$Δ\sim 100 ~\text{keV}$的小值，AMS-02处的预测正电子信号与先前考虑的弹性情况相比基本保持不变，而来自直接探测的约束被放松，留下一个具有暗物质质量$100 ~\text{GeV} \lesssim m_X \lesssim 10 ~\text{TeV}$，暗光子质量$1 ~\text{MeV} \lesssim m_{A'} \lesssim 100 ~\text{MeV}$，和动力学混合参数$10^{-9} \lesssim \varepsilon \lesssim 10^{-8}$，它不受超新星观测和固定目标实验的影响，但使用现有的AMS仍然可以发现非弹性暗扇区-02数据。
2017-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Non-thermally trapped inflation by tachyonic dark photon production
我们证明了在U（1）$_{\rm H}$规范对称性下荷电的暗Higgs场，如果暗光子是由轴子凝聚体通过快子预热产生的，那么暗Higgs场将长时间被囚禁在原点.被捕获的暗希格斯粒子可以驱动晚期暴胀，产生大量的熵。与热膨胀不同，暗希格斯势不需要非常平坦，因为暗希格斯的有效质量会被动量极低的暗光子的大场值所增强。在暴胀之后，暗希格斯粒子衰变为大量的暗光子，暗光子通过动力学混合进一步衰变为SM粒子。我们表明，一个可行的参数空间的很大一部分是在未来的暗光子的实验搜索，因为动力学混合是有界的成功再加热。当暗光子的质量不是Stückelberg质量，而是由Higgs机制产生时，我们还讨论了Schwinger效应对暗光子产生的阻碍作用.这种非热陷胀可以应用于其他宇宙学场景，如早期的暗能量，被称为哈勃张力的解决方案之一。
2021-11-22 astro-ph.CO hep-ph
First Scan Search for Dark Photon Dark Matter with a Tunable Superconducting Radio-Frequency Cavity
本研究首次利用可调谐铌基超导射频腔，结合创新数据分析技术扫描搜索暗光子暗物质，得到了动力学混合系数ε的迄今最严格约束。
2024-07-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Relaxing constraints on a broad dark photon
本文研究宽暗光子在衰变为轻暗物质时对混合参数约束的放宽效应，并以CMS数据为例，证明暗光子与暗物质的适度耦合可使混合参数上限提高一个数量级。
2025-08-18 hep-ex hep-ph
The Photon Spectrum of Asymmetric Dark Stars
不对称暗星，即，如果暗物质粒子通过与普通光子动力学混合的暗光子自相互作用，则由不对称暗物质的坍缩形成的致密物体可能潜在地产生可检测的光子通量。发射光谱的形态是显着不同的，因此区别于一个典型的黑体。考虑到上述事实，以及不对称暗星的质量可能超出中子星的范围，探测到这样的光谱可以被认为是这些奇异星存在的确凿证据。
2020-12-07 astro-ph.CO hep-ph
The Dark Photon
暗光子是一种新的规范玻色子，它的存在已被证实。它是暗的，因为它来自于一个假想的暗扇区的对称性，该暗扇区包括在标准模型相互作用下完全中性的粒子。尽管这种新的规范玻色子很暗，但由于它与普通可见光子的动力学混合，它可以被探测到。我们从理论和实验的角度来回顾它的物理。我们讨论有质量和无质量情况的区别。我们解释了暗光子如何进入实验室，天体物理学和宇宙学观测以及暗物质物理。我们调查了当前和未来的实验限制的参数的无质量和大质量的暗光子，以及相关的界限毫荷费米子。
2020-10-16 hep-ex hep-ph
Dark Photon Oscillations in Our Inhomogeneous Universe
暗光子可以与普通光子在动力学上混合，引起振荡，并在宇宙学上留下可观察到的印记。如果暗光子的质量等于普通光子等离子体的质量，它跟踪的自由电子数密度的振荡共振增强。以前的研究假设一个均匀的宇宙，在这封信中，我们首次介绍了一种分析形式主义的光子等离子体质量的不均匀性存在下的共振振荡治疗。我们应用我们的形式主义，以确定从宇宙微波背景光子振荡成暗光子，并从加热的原始等离子体由于暗光子暗物质转换成低能光子的约束。包括非均匀性的影响表明，以前的齐次约束是不保守的，同时扩展到一个巨大的新的参数空间，目前的实验限制。
2020-12-09 astro-ph.CO hep-ph
Direct Detection Constraints on Dark Photon Dark Matter
暗物质探测器主要用于探测WIMP在原子核上的弹性散射，同时也可以精确探测可能被探测器材料吸收的轻、弱耦合粒子。在本文中，我们推导出的极小模型的暗物质组成的长寿矢量态V（暗光子）在0.01-100 keV的质量范围内的约束。假设暗光子构成了暗物质的主要部分，在诸如XENON 10和XENON 100的直接探测实验中电离信号的缺失对暗光子混合角施加了非常强的约束，直到$O(10^{-15})$。这种对暗光子暗物质的敏感性超过了从恒星能量损失考虑得出的间接界限，超过了可用质量范围的很大一部分。我们还重新审视了间接约束$V\to 3γ$衰变，并表明，从修改宇宙电离历史的限制是可比的更新的限制从弥漫的伽马射线通量。
2015-07-22 hep-ex hep-ph
Dark photon portal dark matter with the 21-cm anomaly
EDGES协作组报告了强吸收曲线，这表明氢气比预期的要冷。这可能是正常物质和暗物质（DM）之间非引力相互作用的特征，一个可能的解释是，一小部分毫荷电DM与正常物质散射，DM质量为数十MeV。为了获得小部分的毫荷电DM，同时又能容忍这些约束，本文研究了暗光子门标量和矢量的毫荷电DM。我们认为暗光子的质量略高于毫荷电DM质量的两倍，因此毫荷电DM在冻结期间主要在p波中湮灭，并且在共振附近湮灭增强。暗光子主要衰变为毫荷电的DM，轻子碰撞实验允许暗光子与SM粒子耦合。导出了相应的参数空间。未来的轻子碰撞实验可以通过产生不可见的暗光子来寻找毫荷电DM。
2019-01-02 astro-ph.CO hep-ph
Measuring properties of a dark photon from semi-invisible decay of the Higgs boson
通过希格斯玻色子衰变为光子和不可见粒子，人们已经付出了相当大的努力来发现暗光子。一个尚未探索的问题是，如果在这个通道中发现过量的暗光子，那么在LHC上可以测量暗光子的哪些特性，以及我们是否可以确定这个信号是否确实是暗光子的信号。在本文中，我们试图解决这些问题的两个希格斯生产渠道：胶子融合和$Z$相关。首先，对无质量暗光子的质量上限和有质量暗光子的质量不确定性进行了展望。其次，我们研究了区分这个信号的希格斯衰变到一个引力伴子和一个中性伴子，衰变到一个光子和另一个引力伴子。最后，研究了观测希格斯粒子衰变为暗光子和$Z$玻色子的互补可能性。
2022-04-27 hep-ex hep-ph
Dark photon searches via Higgs boson production at the LHC and beyond
许多超越标准模型的方案，旨在解决长期存在的宇宙学和粒子物理学问题，表明暗物质可能会经历由未破缺的暗$U(1)$规范对称性介导的长距离相互作用，从而证实无质量暗光子的存在。与有质量的暗光子相反，无质量的暗光子只能通过有效的高维算子耦合到标准模型扇区。在对撞机上产生的无质量暗光子一般会在低能量下被紫外线能量尺度所抑制，这是连接黑暗和可观察扇区的门户（信使）场的质量的顺序。由于希格斯玻色子的非退耦性质，由希格斯玻色子介导的暗光子产生提供了对这一预期的违背。希格斯玻色子的生产在对撞机，其次是希格斯衰变成一个光子和一个暗光子，然后提供了一个非常有前途的生产机制，暗光子的发现，是不敏感的新物理学的紫外线标度在特定的制度。这个衰变通道产生了一个奇特的信号，其特征是一个单色光子，其能量是希格斯质量的一半（在希格斯静止框架中）加上丢失的能量。我们展示了这种共振光子加缺失能量特征如何与暗光子的产生独特地联系起来。根据CMS和ATLAS合作的相应签名的当前界限，在大型强子对撞机上回顾了希格斯玻色子的产生和衰变为光子和作为暗光子源的暗光子。对未来$e^+e^-$对撞机中希格斯粒子介导的暗光子产生的前景也进行了讨论。
2022-07-31 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark Photon Search at Yemilab, Korea
暗光子是一种动机很好的假想暗区粒子，可以解释粒子物理学的标准模型无法解释的观测结果。提出了一种寻找暗光子的方法，这种暗光子是由电子束撞击厚钨靶产生的，随后在韩国新的地下实验室Yemilab的3千吨级中微子探测器中相互作用。暗光子可以通过“暗辐射”或通过在目标中产生的普通光子的振荡产生，并通过它们的可见衰变、“吸收”或通过它们对普通光子的振荡来检测。通过探测吸收过程或振荡产生的光子，在95%置信水平（C.L.）下，获得了世界上最好的测量$ε^2 > 1.5 \times 10^{-13} (6.1 \times 10^{-13})$暗光子动力学混合参数的灵敏度。可以获得暗光子质量之间的80 eV和1 MeV的一年之久的曝光，以100 MeV-100 kW的电子束与零（$10^3$）的背景事件。平行地，从质量在1 MeV和$\sim$ 86 MeV之间的暗光子的衰变中探测$e^+e^-$对将在95% C. L.处具有$ε^2 > \mathcal{O}(10^{-17}) (\mathcal{O}(10^{-16}))$的灵敏度。具有零（$10^3$）背景事件。
2021-04-15 hep-ex hep-ph
Rate of dark photon emission from electron positron annihilation in massive stars
我们计算了超新星前身的热而致密的物质中电子-正电子对湮灭产生暗光子的速率。考虑到暗光子发射率对暗光子质量的非线性依赖性和当前天体物理对暗光子参数空间的约束，我们将重点放在1- 10 MeV的质量范围内。对于所考虑的条件下，混合与介质中的光子和等离子体的电子色散关系的影响是不可忽略的，并详细探讨。我们进行我们的计算，以领先的顺序在精细结构常数。横向和纵向光子模式被分开处理，给出它们不同的色散关系。我们认为，当暗光子衰变成粒子的标准模型或暗扇区的大质量恒星的演化的影响。
2019-04-23 astro-ph.SR hep-ph
Resonant production of dark photons from axion without a large coupling
本文提出一种新情景，通过trapped misalignment机制延迟轴子振荡，在无需大耦合的情况下高效产生暗光子，并显著降低暗光子极化不对称性及引力波。
2023-03-09 astro-ph.CO hep-ph
Is the decay of the Higgs boson to a photon and a dark photon currently observable at the LHC?
本研究通过希格斯信号强度、斜参数等多方面约束，得出希格斯玻色子衰变产生光子和暗光子的分支比远低于当前LHC搜索灵敏度的结论，提示需重新考量相关实验方向。
2023-05-06 hep-ex hep-ph
Detecting the disruption of dark-matter halos with stellar streams
银河系晕中狭窄的恒星流对暗物质晕下非常敏感，但许多暗物质晕下可能会被潮汐破坏。我计算恒星和暗物质流之间的相互作用，使用分析和$N$体计算，显示干扰对象可以检测到低浓度的subhalos。通过这种效应，我们可以限制晕的块状度，以及单个暗物质流的轨道和当前位置。这将对晕的形成以及对暗物质的直接和间接探测搜索产生深远的影响。
2016-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Faint Light from Dark Matter: Classifying and Constraining Dark Matter-Photon Effective Operators
即使暗物质（DM）在电磁作用下是中性的，它仍然可以通过来自高维算子的光子交换与标准模型（SM）相互作用。在这里，我们分类的一般有效运营商耦合DM光子，区分狄拉克/马约拉纳费米子和复杂/真正的标量DM。我们提供这些运营商的直接和间接检测模型无关的约束。我们还限制各种DM轻子运营商，诱导DM光子相互作用通过RG运行或通常出现在明智的UV完成。这提供了一种简单的方法来快速评估任何DM模型的约束，主要通过光子交换或耦合到SM轻子。
2019-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Searching for dark photon dark matter from terrestrial magnetic fields
Kyoto University（京都大学）；Hiroshima University（广岛大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Todai Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学前缘研究机构 Kavli宇宙物理数学研究所）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；College of Industrial Technology, Nihon University（日本大学生命理工学院）
本文提出利用地面100Hz以下磁场测量探测暗光子暗物质，通过地球表面与电离层形成的腔体共振放大信号，获得更严格的混合参数上限。
2026-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational production of dark photon dark matter with mass generated by the Higgs mechanism
我们研究了暗光子暗物质在膨胀过程中的引力产生，当暗光子通过希格斯机制获得质量时。在先前的研究中，假设暗光子具有施托克伯格质量，或者由希格斯机制产生的质量，具有足够重的希格斯玻色子。在本文中，我们考虑的情况下，希格斯玻色子是不完全解耦的，希格斯场改变其真空期望值后，通货膨胀。然后，暗光子的质量也随着时间的变化后，暴胀，和纵向模式的时间演化是不同的情况下与施托克伯格质量。因此，暗光子能量密度的光谱可以具有在中间尺度和小尺度处的两个峰。我们证明了暗光子可以解释暗物质，如果它的当前质量大于$6 \, μ{\rm eV} \times (H_I / 10^{14} \, {\rm GeV})^{-4}$和小于$0.8 \, {\rm GeV} \times (H_I / 10^{14} \, {\rm GeV})^{-3/2}$，与$H_I$是哈勃参数在暴胀。如果考虑较大的规范耦合常数，则需要较大的质量。在小规范耦合常数的限制下，可以再现施托克伯质量的结果。我们还评论了量子引力理论中各种猜想所设定的约束。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Quasi-degenerate dark photon and dark matter
我们引入了一个不含费米子的$SU(2)_X^{}$暗扇区，实现了$SU(2)_X^{}$暗规范场与标准模型$SU(2)_L^{}\times U(1)_Y^{}$规范场之间的非阿贝尔动力学混合.当其中一个暗规范玻色子成为暗光子时，其他玻色子可以保持稳定，形成暗物质粒子。如果将来能同时观测到暗光子和暗物质，就可以检验暗光子和暗物质的近简并质量。
2022-09-19 hep-ph
Dark Photon Dark Matter without Stueckelberg Mass
我们研究的情况下，暗光子暗物质的质量是通过希格斯机制，而不是恒定的Stueckelberg质量产生。在这种结构中，暗区必然包含额外的自由度和相互作用，导致非平凡的动力学，包括热化，相变，宇宙弦的产生。因此，斯图克尔伯格理论的预言被极大地修正了，这在很大程度上取决于与曲率的耦合，以及与自发对称性破缺的尺度$f$相比，膨胀的尺度$H_I$。我们特别发现，只有在极端地区的参数空间的Stueckelberg暗光子的现象再现。这些情况下，强烈约束等曲率扰动，除非黑暗的部门是近似外尔不变。
2022-06-06 astro-ph.CO hep-ph
Don't be left in the dark: Improving LHC searches for dark photons using lepton-jet substructure
暗光子的对撞机信号是对新规范力的一个令人兴奋的探测，其特征是伴随着增强的轻子喷流的事件。现有的技术是有效的，在寻找μ轻子喷流，但由于大量的背景有困难约束轻子喷流只包含电子。这是不幸的，因为即将到来的强度前沿实验是敏感的暗光子质量，只允许电子衰变。分析最近提出的动力学混合模型，与新的标量粒子衰变成暗光子，我们发现，现有的电子射流技术可以大大改善。我们表明，使用轻子喷流子结构变量，与提升决策树，提高了背景拒绝，显着增加了大型强子对撞机的达到暗光子在该区域的参数空间。
2017-03-10 hep-ex hep-ph
Dark photon limits from patchy dark screening of the cosmic microwave background
本文利用Planck CMB与unWISE星系巡天数据的互相关分析，通过斑块状暗屏蔽信号，对暗光子动力学混合参数给出了迄今最严格的限制，比先前限制强近一个数量级。
2024-06-05 astro-ph.CO hep-ph
Dark Photon Dark Matter Radio Signal from the Milky Way Electron Density
本文研究了银河系中暗光子暗物质与自由电子的类汤姆逊过程产生的射电信号背景，通过计算ALMA和SKA望远镜的灵敏度，证明可探测大范围暗光子质量的无约束参数空间。
2025-04-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Out of the darkness: probing the inflationary era with dark photon dark matter
本研究提出结合 TASEH haloscope、下一代 light-shining-through-a-wall 实验与宇宙学数据，重建暗光子性质并首次直接探测暴胀时期。
2025-07-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Detecting Dark Photon with Reactor Neutrino Experiments
我们建议寻找光$U(1)$暗光子，$A'$，通过与普通光子通过康普顿类过程，$γe^- \rightarrow A' e^-$，在核反应堆中的动力学混合产生的，并通过它们与反应堆中微子实验的活性体积中的材料的相互作用来检测。我们分别从近地天体和TEXONO的实验数据中推导出了$ε~< ~1.3\times 10^{-5}$和$ε~<~2.1\times 10^{-5}$暗光子质量低于1 $\sim$ MeV时$ε$的95%置信度上限，即$A'$-$γ$混合参数$ε$。这项研究证明了核反应堆作为低质量暗光子强通量的潜在来源的适用性。
2017-08-02 hep-ex hep-ph
Evidence for and implications of a dark photon
首次全局QCD分析包含暗光子的电子-核子深度非弹性散射数据，发现拟合优度显著提升，暗光子假设比标准模型更受青睐，提供了暗光子存在的间接线索，并探讨了其在多物理过程中的影响及作为暗物质门户的作用。
2025-06-27 hep-ex hep-ph
Dark photon dark matter from flattened axion potentials
本文提出利用大场值处扁平化的轴子势增强参数共振，并借助振荡子持续产生暗光子，格点模拟表明其可解释超轻暗光子暗物质。
2025-10-18 astro-ph.CO hep-ph nlin.PS
Inclusive Dark Photon Search at LHCb
我们提出了一个包容性的搜索暗光子$A'$在LHCb实验的基础上提示和位移双μ子共振。因为暗光子的耦合是通过动力学混合从光子继承的，所以暗光子$A' \to μ^+ μ^-$速率可以直接从离壳光子$γ^* \to μ^+ μ^-$速率推断，使得这是完全数据驱动的搜索。对于LHC的运行3，我们估计LHCb将对未探索的暗光子参数空间的大区域具有灵敏度，特别是在210-520 MeV和10-40 GeV的质量范围内。该搜索利用LHCb的优秀不变质量和顶点分辨率，以及其独特的粒子识别和实时数据分析能力。
2016-06-21 hep-ex hep-ph
Dark photon search status in $τ-c$ energy region
School of Physics, Sun Yat-sen University（中山大学物理学院）
本文综述了τ-c能区暗光子实验现状，指出该区域暗光子仍具潜力，需更大数据或新方法进一步研究暗物质相关基准。
2026-04-30 hep-ex hep-ph
Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields
众所周知，在宇宙磁场存在的情况下，引力子可以转换为光子，反之亦然。我们在原子暗物质的背景下研究这个转换过程。在这种情况下，我们可以期待宇宙学暗磁场，这是从宇宙微波观测的严格约束自由。我们发现引力子在宇宙暗磁场中可以有效地转化为暗光子。引力子-暗光子转换效应可能为超高频引力波的研究打开新的窗口。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Nanohertz gravitational waves from cosmic strings and dark photon dark matter
本文研究了PTA观测结果对宇宙弦及由其衰变产生的暗光子暗物质的物理意义，发现暗光子质量在m~10^{-6}--10^{-4}eV时可同时解释PTA引力波信号与暗物质丰度。
2023-06-30 astro-ph.CO hep-ph
One-Electron Quantum Cyclotron as a Milli-eV Dark-Photon Detector
本文提出利用束缚单电子作为高Q值谐振器探测毫电子伏特暗光子暗物质，并通过7.4天无背景原理验证实验在148 GHz处将限制强度提高了约75倍。
2025-08-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hidden Photon Dark Matter Interacting via Axion-like Particles
我们研究的情况下，宇宙中的暗物质是由非常轻的隐藏光子下的$Z_{2}$对称变换。与通常的情况相反，动力学混合被对称性所禁止，并且暗光子仅通过充当“信使”的类轴子粒子与标准模型光子相互作用。专注于签名涉及普通光子，我们的调查的现象学包括宇宙学的稳定性，CMB扭曲，天体物理能量损失，光照射通过墙壁实验，太阳镜和太阳X射线观测的限制。
2020-10-29 astro-ph.CO hep-ph
