Confronting nuclear equation of state in the presence of dark matter using GW170817 observation in relativistic mean field theory approach
利用中子星并合产生的引力波约束，我们面对中子星内部暗物质的混合。本文考虑一个包含$σ-ω-ρ$介子相互作用的相对论平均场模型。我们研究了费米暗物质与核子物质通过Higgs门机制的相互作用。我们发现，中子星内部的暗物质的混合物软化了方程状态，降低了潮汐形变的值。引力波GW 170817观测在90%置信水平上给出了低自旋先验双星中子星的潮汐形变上限，这不利于采用NL3参数化的Walecka模型等刚性物态方程。然而，我们表明，Walecka模型与NL3参数化与费米暗物质组件满足潮汐变形约束来自GW 170817观测。
2019-03-12 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
The nuclear physics of OHe
最近的一个复合暗物质方案假设暗物质的主要部分由O-氦（OHe）暗原子组成，其中一个轻子样的双电荷粒子O与原始氦核结合。它将暗物质物理学从新物理学的未知特征中解放出来，但它需要对已知的核和原子物理学的细节有深入的理解，这些细节仍然不清楚。在这里，我们详细考虑的物理绑定OHe的各种感兴趣的原子核直接暗物质搜索。我们表明，标准的量子力学导致束缚态的千电子伏区域，但似乎没有提供一个简单的机制，稳定他们。在OHe核势中的屏障的关键作用被确认为这样的稳定。
2012-11-24 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Nuclear physics insights for new-physics searches using nuclei: Neutrinoless $ββ$ decay and dark matter direct detection
使用原子核探测标准模型之外的新物理的实验，例如测试中微子是否是其自身反粒子的无中微子$ββ$衰变搜索，以及旨在识别暗物质性质的直接探测实验，需要准确的核物理输入以优化其发现潜力并正确解释其结果。这就要求对与这些过程有关的原子核结构有详细的了解。例如，无中微子$ββ$衰变核矩阵元对初核和末核的核关联非常敏感，而暗物质散射的自旋相关原子核结构因子依赖于核子自旋的精细分布.此外，核子是复合的和强相互作用的，这意味着多核子过程是正确描述核及其相互作用所必需的。因此，至关重要的是，理论研究和实验分析考虑$β$衰变和暗物质与两个核子耦合的相互作用，称为双核子流。
2017-03-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Nuclear Fusion Inside Dark Matter
在暗物质和原子核之间发现了一种新的动力学。被复合暗物质的内部势能加速到MeV能量的原子核可以进行核聚变。这种效应出现在由轻标量场束缚的重费米子组成的复合暗物质的简单模型中。宇宙学和探测前景的复合材料，催化核反应在地下探测器和恒星，包括韧致辐射的核散射对电子在复合材料内部形成的热等离子体。如果被发现并收集起来，这种复合暗物质原则上可以作为一个现成的、紧凑的核聚变发电机。
2022-01-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Nuclear response to dark matter signals in Ge and Xe odd-mass targets
本文在SUSY最小扩展框架下，利用BCS+QRPA及准粒子-声子耦合方法计算了WIMP与奇质量数Ge、Xe靶核弹性散射的核自旋含量，并与已有文献结果进行了比较。
2023-02-10 hep-ph nucl-th
The hottest superfluid and superconductor in the Universe: Discovery and nuclear physics implications
我们介绍了最近的工作，利用中子星的天文观测，揭示了独特的见解核物质，不能从地球上的实验室。首先，我们讨论了我们对银河系中最年轻的中子星的快速冷却的测量，这为中子星的超核核心中的超流性和超导性提供了第一个直接证据。我们表明，观测到的热核X射线爆发的中子星可以用来约束性质的中子超流性和中微子发射。我们描述了快速中子星自转速率对核物理和超流体物理的影响。最后，我们表明，夹带之间的中子超流和核晶格的耦合导致一个不太流动的地壳超流，这一结果提出了问题的脉冲星故障的传统图片仅仅是由于地壳超流，并建议核心超流也参与。
2013-03-15 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Nuclear target effect on dark matter detection rate
在有效低能最小超对称标准模型中计算了若干暗物质核靶的预期事件率，假设最轻的中性伴子是暗物质弱相互作用大质量粒子（WIMP）.这些计算允许直接比较不同的暗物质探测器的灵敏度，从暗物质（DAMA）实验的测量预期的中间质量WIMP。
2005-06-20 hep-ph
Dark-Matter-Induced Nuclear Deexcitation at the Short Baseline Near Detector with Ab Initio Nuclear Theory
Texas A&M University（德州农工大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
SBND实验利用从头计算的核理论，研究暗物质与氩核相互作用产生的低能电磁信号，探索轻暗物质参数空间的新区域。
2026-10-27 hep-ex hep-ph nucl-ex
Diffusion of dark matter in a hot and dense nuclear environment
计算了在热密核环境中，质量在$\sim$ GeV的候选费米暗物质通过标量和矢量有效耦合与核子相互作用的平均自由程.我们集中在核介质中的密度和温度的影响，以评估散射过程中的末态阻塞的重要性。我们讨论了定性的恒星核的情况下，暗物质可能是引力吸积的不透明度可能的影响。
2016-07-21 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Uncertainties in tellurium-based dark matter searches stemming from nuclear structure uncertainties
该研究以二氧化碲为靶，量化核壳模型不确定性对Galilean EFT–WIMP耦合90%上限及年度调制预测的影响，发现其可与氙相比、部分超100%，但调制相位稳健。
2025-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Effects of dark matter on the nuclear and neutron star matter
研究了暗物质对表征超密丰中子核子物质状态方程的核物质参数的影响。本文利用扩展的相对论平均场模型，分析了对称和非对称核物质在有暗物质存在时的不可压缩性、对称能及其高阶导数等核物质的可观测量。计算还扩展到β稳定物质，探索中子星的属性。利用NL 3、G3和IOPB-I力分析了暗物质对对称核物质、纯中子物质和中子星的影响。在考虑和不考虑暗物质与核物质相互作用的情况下，计算了每个粒子的结合能和压强。分析了暗物质对对称能及其各系数的影响。由于核物质介质中暗物质的存在，对不可压缩性和偏度参数有很大的影响。将计算结果推广到中子星，得到了有无暗物质贡献的静态和旋转中子星的质量、半径和转动惯量。旋转的中子星的质量由于以质量脱落极限的频率快速旋转而发生显著变化。暗物质的影响被发现是重要的一些核物质参数，这是至关重要的天体物理对象的属性。
2021-11-25 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
The role of nuclear form factors in Dark Matter calculations
本文研究了冷暗物质候选者，即最轻的超对称粒子（LSP）与原子核弹性散射总截面的动量转移依赖关系。我们发现，即使能量转移是小的（$\le 100 KeV$）的动量转移可以是相当大的大质量的LSP和重核。在这种情况下，总的截面可以减小约五倍。
1995-09-15 hep-ph nucl-th
Variation of the quadrupole hyperfine structure and nuclear radius due to an interaction with scalar and axion dark matter
本文研究标量和轴子暗物质引起的核半径与电四极矩变化，发现电四极超精细结构敏感度比磁结构高1-2个数量级，并提出利用Yb$^+$光钟跃迁限制夸克质量、QCD参数及暗物质相互作用的变化。
2023-09-14 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Nuclear spin structure in dark matter search: The finite momentum transfer limit
综述了弱相互作用大质量暗物质粒子（WIMP）离核的自旋相关弹性散射。在不同的核模型中，给出了有限动量转移（q>0）的结构函数S（q）。这些函数描述了由于自旋相关的WIMP-核子相互作用引起的微分事件率的反冲能量依赖性。本文与前一篇文章"暗物质搜索中的核自旋结构：零动量转移极限“一起，完成了我们对直接暗物质搜索问题中涉及的核自旋结构计算的回顾。
2006-08-09 hep-ph
Probing Earth-Bound Dark Matter with Nuclear Reactors
本文提出利用核反应堆快中子上散射地球束缚暗物质、并由邻近屏蔽探测器探测的方案，表明现有实验可约束暗物质与核子的自旋相关相互作用。
2024-07-06 hep-ex hep-ph nucl-th
Time-Varying Nuclear Decay Parameters and Dark Matter
最近公布的数据表明，太阳可能影响某些核衰变率，包括地球与太阳距离的变化导致的年度变化的证据。在这里，我们认为DAMA合作所看到的年度信号的可能性，并解释为暗物质的证据，实际上可能是由于放射性污染物K-40，这是已知的存在于他们的检测器。我们还考虑了部分DAMA信号可能来自遗留大爆炸中微子的可能性。
2013-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Isospin Violating Dark Matter Search by Nuclear Emulsion Detector
通过在小质量区的一些直接搜索观测到了暗物质信号及其事件数的年调制。然而，这些区域被其他区域排除在外。违反同位旋的暗物质是解释这种差异的一个有希望的候选者。我们研究了未来利用核乳胶寻找暗物质的计划通过破坏同位旋的暗物质到达有利区域的可能性。由于检测器具有方向灵敏度，因此期望检查包括调制特性的区域。
2012-05-31 hep-ph
Directional Search for Isospin-Violating Dark Matter with Nuclear Emulsion
一些直接的暗物质搜索不仅报告了正信号，而且还报告了信号事件的年度调制。然而，参数空间已被其他实验排除在外。同位旋破坏的暗物质通过假设与质子和中子的不同耦合解决了这一矛盾。研究了利用核乳胶作为未来暗物质探测器，检验同位旋破坏暗物质模型有利参数区的可能性。由于核乳胶探测器具有方向灵敏度，预计该探测器将检查其他实验观测到的年度调制是否由暗物质或背景信号引起。
2012-05-22 hep-ph
Towards Nuclear Physics of OHe Dark Matter
宇宙中的非重子暗物质可以由新的稳定带电粒子组成，通过普通的库仑相互作用束缚在重“原子”中。如果稳定粒子$O^{--}$的电荷为-2，而反粒子的电荷为+2，那么在大爆炸核合成过程中形成的原初氦将所有的$O^{--}$捕获到中性的氦氧（OHe）原子中。与核的相互作用在OHe的宇宙学演化以及这些暗原子作为核相互作用暗物质的效应中起着至关重要的作用。在地球物质中减慢OHe原子在地下探测器中引起的核反冲效应可以忽略不计，但可以经历核的辐射捕获。OHe在探测器物质中的局部浓度迅速调整以适应宇宙OHe的入射通量，并且由于地球绕太阳的轨道运动而具有年度调制。OHe与核相互作用的势取决于库仑力和靠近核的核力对OHe的极化。核的库仑力的类斯塔克效应使该势在较大距离处具有吸引力，而核力的作用使极化发生变化，从而产生势垒，阻止核与OHe原子的氦壳层合并.原子核外相应浅阱的存在提供了条件，使得DAMA/NaI和DAMA/LIBRA探测器物质中的原子核与OHe的结合能只有几keV，对应于该阱中的能级。每年调节辐射捕获率到这个水平可以重现DAMA结果。OHe假说可以通过OHe核与地下探测器物质相互作用的细节定性地解释直接暗物质搜索结果中的争议。
2011-11-15 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Constraints for rare electron-capture decays mimicking detection of dark-matter particles in nuclear transitions
首次利用核壳模型和先进β衰变理论计算了三种同位素的罕见电子俘获衰变分支，为地下实验中区分核跃迁暗物质信号与背景衰变提供了关键理论约束。
2024-12-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
Dark matter directional detection in non-relativistic effective theories
我们将暗物质定向探测的形式推广到任意的单体暗物质-核子相互作用。新的理论框架推广了目前所使用的理论框架，该框架仅基于两种类型的暗物质-核子相互作用。它包括14个暗物质-核子相互作用算符，8个同位素相关的核响应函数，以及暗物质速度分布前2阶矩的Radon变换。利用最近通过数值原子核结构计算得到的核响应函数，计算了由CF $_4$、CS $_2$和$^{3}$ He构成的暗物质定向探测器对14个暗物质-核子相互作用的反冲能谱.我们突出了新的功能，提出的理论框架，并提出了我们的球形暗物质晕和流的暗物质粒子的结果。该研究为暗物质定向探测实验的模型无关分析奠定了基础。
2015-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter search by exclusive studies of X-rays following WIMPs nuclear interactions
结果表明，弱相互作用大质量粒子（WIMPs），这是可能的冷暗物质的候选人，可以研究的唯一测量的X射线以下WIMPs核相互作用。内壳层原子电子通过WIMP-核相互作用电离，然后当它们被外壳层电子填充时发射单能X射线。在中重靶核与100-300 GeV弱相互作用中，K壳层的内壳层孔数高达1/5，L壳层的内壳层孔数高达数/1。然后在5-50 keV区域出现K和LX射线峰。因此，对X射线与核反冲和电离电子的一致性的专门研究为探测WIMP提供了极好的机会，如LiNbO 3超对称粒子（LSP）
2006-03-14 hep-ex hep-ph nucl-th
Light Dark Matter Accumulating in Planets: Nuclear Scattering
本文首次完整处理了行星中强相互作用轻暗物质的俘获问题，通过Monte-Carlo模拟揭示了“乒乓效应”等关键动力学过程，从而获得了基于地球加热与直接探测实验的改进界限。
2023-09-13 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Directly detecting sub-GeV dark matter with electrons from nuclear scattering
质量在亚GeV范围内的暗物质（DM）粒子是较重的弱相互作用大质量粒子的有吸引力的替代品，但直接检测这种轻粒子是具有挑战性的。然而，如果DM-核散射导致反冲原子的电离，即使核反冲是不可观测的，产生的电子也可以被检测到。我们证明，包括这种效果显着提高直接检测灵敏度亚GeV DM。现有的实验设定了世界领先的限制，未来的实验可能会探测与热冻结相关的截面。
2018-08-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Nuclei II: Nuclear Spectroscopy in Two-Colour QCD
我们考虑了含有两种夸克的双色QCD作为复合暗物质的一种可能理论，并利用格点场论方法研究了自旋$J=0$和$J=1$多重子扇区中的核谱学.我们发现令人信服的证据表明，$J=1$系统与重子数$B=2,3$（和他们的混合介子重子对应物）是束缚态-在这个理论中的核的类似物。此外，我们估计的$σ$ -条款的$J=0$和$J=1$单重子状态是重要的耦合理论的标量电流，可以调解与可见扇区的相互作用。
2014-06-16 hep-lat hep-ph nucl-th
Determining the nuclear form factor for detection of dark matter in the relativistic mean field theory
本文利用相对论平均场理论，导出了WIMP与原子核自旋无关碰撞的原子核形状因子。与文献中常用的传统形状因子进行了比较，发现对于0 $\sim $ 100 keV的整个反冲能谱，我们的结果比2 PF模型的结果略高4%~ 8%，但偏离Helm形状因子15%~ 25%.此外，以锗和锗为例，我们显示了形状因子对反冲能的依赖关系。
2011-01-16 hep-ph nucl-th
Absorption of Fermionic Dark Matter by Nuclear Targets
在暗物质直接探测和中微子实验中，费米暗物质的吸收导致了一系列独特而新颖的特征。我们研究了核靶对费米吸收的可能信号，我们将其分为两类四个费米算符：中性和带电电流。在中性电流信号中，暗物质被目标原子核吸收并发射中微子。这导致了一个与弹性散射不同的核反冲能谱。带电电流通道导致在真空中稳定的同位素中的诱导$β$衰变以及不稳定同位素中的$ β$谱的运动学端点的移动。为了确认观察这些信号的可能性，在其他约束条件下，我们介绍了UV完成的例子高维运营商，导致费米子吸收信号，并研究其现象。最突出的是，表现出费米吸收信号的暗物质必然是不稳定的，从而导致间接检测搜索的严格界限。然而，我们发现一个大的可行的参数空间，其中暗物质是足够长的寿命和检测在当前和未来的实验。
2020-03-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Nuclear spin structure in dark matter search: The zero momentum transfer limit
本文综述了与弱相互作用大质量粒子在核上散射有关的自旋相关矩阵元的计算。一个全面的列表，据我们所知，质子和中子的总自旋期望值（$<{\bf S}_{p}>$和$<{\bf S}_{n}>$）计算在不同的核模型。这些值允许一个结论的事件率预期在直接的暗物质搜索实验由于自旋相关的中性伴子核子相互作用，中性伴子是一个暗物质粒子。
2004-06-21 hep-ph
Inelastic nuclear scattering from neutrinos and dark matter
能量为10 MeV量级的中微子，例如来自π介子静止衰变源的中微子，是研究低能中微子与原子核相互作用的宝贵工具-以前首次测量了相干弹性中微子-原子核散射。除了弹性散射，中微子和暗物质在这个能量范围内也会激发原子核到它的低核态，提供了一个额外的物理通道。在这里，我们考虑中性流非弹性中微子核和暗物质（DM）核散射$^{40}$ Ar，$^{133}$ Cs，和$^{127}$ I核相关的一些低阈值中微子实验在π衰变在休息设施。本文采用大尺度核壳模型计算了考虑全电弱多极算符的非弹性截面。我们的结果表明，伽莫夫-泰勒跃迁提供的主要贡献的截面和长波长的限制提供了一个合理的近似的总截面的中微子源。我们表明，未来的实验将是敏感的这个通道，因此这些结果提供了额外的中微子和DM散射通道，探索在π衰变在休息设施。
2022-12-20 hep-ph nucl-th
Nuclear uncertainties in the spin-dependent structure functions for direct dark matter detection
研究了核自旋相关结构函数的不确定性对直接探测实验中确定暗物质参数的影响。我们表明，不同的核模型，描述特定的目标核的自旋相关的结构功能，可以导致DM质量和散射截面的重建值的变化。我们提出了自旋结构函数的参数化，使我们能够将这些不确定性视为三个参数的变化，其中心值和偏差取决于特定的核。锗和氙探测器的曝光量为300公斤，假设一个假设的检测DM和研究的DM属性的一系列基准点的方法进行说明。我们发现，这些不确定性的影响可以是类似的振幅的天体物理学的不确定性，特别是在那些情况下，自旋相关的弹性散射截面的贡献是相当大的。
2012-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Nuclear and dark matter heating in massive white dwarf stars
最近，Cheng等人发现了一些大质量白矮星（WD），它们似乎有一个额外的热源，在$\approx 10^{-3}L_\odot$附近提供了多个Gyr的光度。在本文中，我们探讨加热从电子捕获和致密核反应。我们还探讨加热从暗物质湮灭。WD星似乎太小，无法捕获足够的暗物质，因此这很重要。最后，如果暗物质在WD内部凝聚到非常高的密度，这可能会引发核反应。我们计算了一个非常密集的暗物质核心的引力势中WD的增强中心密度。虽然这可能会引发超新星，但似乎不太可能长时间提供适度的加热。我们的结论是，电子捕获，pycnonuclear，和暗物质反应是不可能提供显着的加热在大规模的WD，程认为。
2020-08-07 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Migdal Ionization as a Probe of Light Dark Matter from Nuclear Transition
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
研究利用锗探测器中米格达尔效应探测反应堆产生的轻暗物质，通过TEXONO实验开-关剩余光谱，在0.01 MeV≤mχ≈2.6 MeV质量范围对暗物质与原子核相互作用设新限制，补充现有相关限制。
2026-10-06 hep-ph
Probing Dark Photons from Nuclear De-excitation in Reactor Neutrino Experiment
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Nanjing Key Laboratory of Particle Physics and Astrophysics（南京粒子物理与天体物理重点实验室）
本文研究反应堆中通过中子俘获后核退激产生MeV尺度可见暗光子，利用TEXONO CsI(Tl)探测器数据，在0.1-6.9 MeV质量范围内给出了新的动力学混合参数约束，并证明核退激过程能扩展质量搜索范围且提供更强限制。
2026-06-16 hep-ph
Direct Detection of Dark Matter Electromagnetic Dipole Moments
具有电磁偶极矩的暗物质候选者可以在规范介导或人工色模型中作为暗重子出现。这些暗物质候选者在直接探测实验中主要通过磁和/或电偶极矩与原子核相互作用。散射截面依赖于核的磁矩和核电荷，并具有红外增强相比，典型的WIMP常数接触相互作用，导致独特的核反冲能谱。这些特征导致DAMA实验与CDMS或XENON实验相比信号增强。DAMA的正结果，以及CDMS和XENON的零结果，与具有磁偶极矩和质量约为10 GeV的暗物质粒子一致。质量高达数十TeV的偶极暗物质可以产生显著的直接探测信号。
2010-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Nuclear Double Beta Decay, Fundamental Particle Physics, Hot Dark Matter, And Dark Energy
核双β衰变是一种极其罕见的放射性衰变过程，它是标准模型之外粒子物理学研究中最令人兴奋的方法之一。在过去的二十年里，在寻找无中微子双β衰变的实验灵敏度方面取得了很大的进展--主要是基于在“活性源实验”中使用大量的浓缩源材料--导致了对自然界中发生这种过程的观察（在6.4 σ水平上），具有对于核衰变过程所观察到的最大半衰期（2.2 x 10^{25} y）。这对粒子物理学有着根本性的影响-轻子数的违反，中微子的马约拉纳性质。这些结果与核基质元素（NME）* 的任何信息无关。它进一步导致了超对称理论、超中微子质量、右手W玻色子质量、超重中微子质量、复合性、轻夸克、洛伦兹不变性的破坏和中微子区的等效原理等方面的严格限制。轻中微子的质量是简并的，至少为0.22 ± 0.02 eV。这将中微子作为热暗物质的贡献固定在总观测到的暗物质的>=4.7%。中微子质量的测定也可能解决暗能量之谜。* （简要讨论了NME对0 nubb衰变的重要性。）
2010-07-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter direct detection from the single phonon to the nuclear recoil regime
针对暗物质直接探测中自由核反冲描述在低质量等区间失效的问题，研究首次计算了keV-GeV质量范围暗物质的多声子散射率，给出了单声子、多声子到核反冲区间的解析描述，并将结果集成于公开软件包DarkELF。
2023-08-25 hep-ph
Nuclear recoil energy scale in liquid xenon with application to the direct detection of dark matter
我们第一次表明，在液体氙中的核反冲的电子激发的淬灭是很好地描述了Lindhard理论，如果核反冲能量重建使用的组合（闪烁和电离）的能量尺度提出的Shutt { \it et al.}。我们主张通过这种观点，有利于现有的偏好重建核反冲能完全从初级闪烁。我们表明，信号划分成闪烁和电离是很好地描述了由Mesquas-Imel盒模型。我们讨论了直接探测暗物质的液体氙探测器的影响。
2011-01-31 astro-ph.IM hep-ph
Quantum Monte Carlo calculations of dark matter scattering off light nuclei
用量子蒙特卡罗方法计算了暗物质（DM）粒子与轻核（$^2$ H，$^3$ H，$^3$ He，$^4$ He和$^6$ Li）弹性散射的矩阵元.我们专注于标量介导的DM核相互作用，并使用标量电流获得的下一个到领先的手征有效理论。核基态是从一个唯象的核哈密顿量，其中包括阿贡$v_{18}$两体相互作用和三体厄巴纳IX相互作用。在这种方法中，我们研究了一个和两个体电流的影响，并讨论了核不确定性的大小，包括第一次在$A=4$和$A=6$系统的两体效应。我们的研究结果提供了原子核结构输入需要评估的灵敏度，未来的实验搜索（轻）暗物质使用轻核，如$^3$他和$^4$他。
2019-02-12 hep-ph nucl-th
Oscillating nuclear electric dipole moment induced by axion dark matter produces atomic and molecular EDM
根据希夫定理，中性原子中的原子核电偶极矩（EDM）被电子完全屏蔽。这使得静态的核电偶极矩（EDM）不可观测。与轴子暗物质场的相互作用产生以频率$ω= m_a c^2/\hbar$振荡的核EDM $d=d_0 \cos (ωt)$。此EDM生成与$ω^2$成比例的原子EDM。这种效应在分子中强烈增强，因为原子核移动缓慢，并且不像电子那样产生振荡核EDM的有效屏蔽。一个额外的强增强是由于旋转分子能级之间的能量间隔很小。最后，如果核EDM振荡频率与分子跃迁共振，则可能存在显著的共振增强。
2019-10-24 hep-ph quant-ph
Direct detection of dark matter polarizability
我们指出，通过电磁极化率直接探测暗物质是由两个新的核形状因子来描述的，这两个形状因子是由2-核子核密度控制的。该信号表现出对靶核的原子数和质量数以及动量传递的特殊依赖性，并且在不同的实验中可能会有显著差异。我们还讨论了我们的场景的UV完成。
2015-08-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Effects of nuclear symmetry energy on eta meson production and its rare decay to the dark U-boson in heavy-ion reactions
利用相对论输运模型ART1.0，我们探讨了核对称能对η介子产生及其稀有衰变到暗U玻色子的影响，在重离子反应中，从0.2到10 GeV/核子，在几个当前和未来的设施。在阈下能区，η介子的产额对核对称能的密度依赖性非常敏感。在Au+Au反应中，当束流能量超过5GeV/核子时，对称性能量的敏感性消失。利用文献中的稀有η衰变（η-> γ U）的分支比，我们估计了在所考虑的能量范围内产生U玻色子的最大截面，为今后利用重离子反应寻找U玻色子提供了有用的参考.
2013-05-24 hep-ph nucl-ex nucl-th
Dark Matter Nuclear Magnetic Resonance is Sensitive to Dark Photons and the Axion-Photon Coupling
本研究证明基于核磁共振的暗物质搜寻实验CASPEr-Gradient对暗光子和轴子-光子耦合具有内在强灵敏度，三种相关信号可探测且能区分，若达到QCD轴子核子耦合预言精度，可同时探测对应参数的暗光子与轴子-光子耦合。
2025-05-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Ionization Yield from Nuclear Recoils in Liquid-Xenon Dark Matter Detection
在keV核反冲能区研究了两相液态氙暗物质探测器的电离产额。新获得的核猝灭以及最近测量的产生电子-离子对所需的平均能量被用来计算产生的总电荷。为了估计收集到的电子电荷的分数，将Escheras-Imel模型推广到描述液体氙中核反冲的场依赖性。利用实验测量的56.5keV核反冲的自由参数，预测了核反冲电离产额的能量依赖性，随反冲能量的减小而增大，在2~3 keV时达到最大值。这一预测与现有数据吻合良好，并可能有助于降低核反冲的能量检测阈值~1 keV。
2013-10-08 hep-ex hep-ph physics.ins-det
First-Principles Nuclear Modeling for Light Dark Matter Experiments at the Intensity Frontier
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
该研究针对强度前沿轻暗物质实验，采用多体从头算方法结合手征有效场论，计算三种核的轻暗物质信号率，发现准弹性处理可使信号产额最多提升两个数量级。
2026-08-28 hep-ex hep-ph nucl-th
Low-Energy Signals from the Formation of Dark Matter-Nuclear Bound States
如果存在足够强度的引力，暗物质粒子可能与原子核结合。我们发现，一个暗光子介质的质量$\sim (10 - 100)$兆电子伏，动力学混合标准模型电磁在$\sim 10^{-3}$的水平产生千电子伏级的结合能之间的暗物质和重元素，而禁止的能力，结合轻元素。在地下直接探测实验中，这种束缚态的形成以电子和光子的形式释放出keV级的能量，产生具有时间结构的单能量电子信号，其中可能包含每日和季节性调制。我们表明，从液体氙探测器的数据提供了精致的灵敏度，这种情况下，约束银河系的丰度，这样的暗粒子是在最$\sim 10^{-18} - 10^{-12}$的银河系暗物质密度为质量跨越$\sim (1 - 10^5)$ GeV。然而，这些暗粒子的指数小分数丰度足以解释在XENON 1 T观察到的电子反冲过剩。
2021-10-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Form factors for dark matter capture by the Sun in effective theories
在自旋为1或0的重粒子介导的等势和等矢量暗物质-核子相互作用的有效理论中，暗物质与核的散射可以产生8种同位素相关的核响应函数.通过数值壳层模型计算，计算了太阳中16种丰度最高的元素H，$^{3}$ He，$^{4}$ He，$^{12}$ C，$^{14}$ N，$^{16}$ O，$^{20}$ Ne，$^{23}$ Na，$^{24}$ Mg，$^{27}$ Al，$^{28}$ Si，$^{32}$ S，$^{40}$ Ar，$^{40}$ Ca，$^{56}$ Fe，$^{58}$ Ni的8种核响应函数。我们使用我们的响应函数来计算暗物质捕获率由太阳的所有等辐射和等矢量暗物质-核子有效的相互作用，包括几个运营商以前考虑的暗物质直接检测。我们详细研究了捕获率对特定的暗物质-核子相互作用算子的依赖关系，以及对太阳中不同元素的依赖关系。我们发现，到目前为止被忽视的动量依赖的暗物质耦合到核矢量电荷给出了一个更大的贡献比常数自旋依赖的相互作用通常包括在暗物质搜索中微子望远镜的捕获率。我们的研究为暗物质诱导的太阳中微子信号的模型无关分析奠定了基础。在这项研究中获得的核响应函数在附录中列出的解析形式，准备在其他项目中使用。
2016-10-19 astro-ph.CO hep-ph
Universal behavior in the scattering of heavy, weakly interacting dark matter on nuclear targets
与电弱标度（$M \gg m_W$）相比较重的粒子，以及在电弱SU（2）规范相互作用下带电的粒子，显示出普遍的性质，例如由电弱对称性破缺引起的质谱中的特征精细结构，以及在核靶上散射的近似普遍的截面。重粒子有效理论框架被开发来计算这些性质。作为例子，我们在$M \gg m_W$极限下计算了核子低速散射的自旋无关截面，包括夸克和胶子算符的完整的首阶匹配，重整化分析，以及微扰和强子输入不确定性的系统处理。
2012-01-18 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Constraint on ultralight Nelson-Barr dark matter from time-dependent nuclear decay
本文研究Nelson-Barr框架中超轻标量暗物质引起的核衰变率周期性变化，并通过氚衰变率数据给出暗物质参数的新排除界限。
2025-08-18 hep-ph
On the Effect of Nuclear Response Functions in Dark Matter Direct Detection
我们研究了核响应函数的影响，如[Fitzpatrick et al，arXiv：1203.3542]中所述，在动机良好的UV完成的背景下，对暗物质（DM）的直接检测，包括电偶极子和磁偶极子，anapole，自旋轨道和伪标量介导的DM。总之，这些包含了从[Fitzpatrick et al，arXiv：1203.3542]的非相对论有效理论中提取的六个核响应中的五个（第六个难以UV完成），其中六个组合中的两个对应于标准的自旋无关和依赖响应。从现有的直接检测实验的约束，我们发现，只有COUPP约束，由于其沉重的碘目标具有较大的角动量和不成对的自旋，其大的能量范围的灵敏度，是大大修改的新的响应相比，将推断使用标准的形状因子模型的响应的能量依赖性。对于氙和锗等重靶，反冲能增加时新的核反应行为可能与标准反应行为有很大不同，但这对LUX、XENON100和CDMS等实验的约束几乎没有影响，因为这些实验中检测到的最大核反冲能相对较低。我们利用新的核响应模拟80和250 GeV DM候选者的模拟数据，以突出它们可能如何影响假定的信号，并发现新的响应是最重要的动量抑制的相互作用，如磁偶极子或伪标量介导的相互作用时，目标是相对较重的（如氙和碘）。
2014-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Quenching and Channeling of Nuclear Recoils in NaI[Tl]: Implications for Dark Matter Searches
本文描述了一种新的实验评价方法--NaI[Tl]中核反冲的淬灭因子。系统影响以前的测量的中子源的发射光谱的仔细表征，使用一个小的闪烁体耦合到一个超双碱高量子效率光电倍增管，并通过康普顿散射的电子反冲响应的非线性评价解决。随着钠反冲能的降低，淬灭因子有迅速减小的趋势。此外，在已知晶体取向的闪烁体中没有发现低能反冲离子的晶格沟道的证据。关于这些发现如何影响采用NaI[Tl]的暗物质搜索的讨论（例如，DAMA/LIBRA）。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Accelerating Composite Dark Matter Discovery with Nuclear Recoils and the Migdal Effect
大的复合暗物质态来源于一个标量结合场，当它与标准模型核子耦合时，提供了一个势能，在这个势能下，原子核反冲并加速到能够进行电离、辐射和热核反应的能量。我们表明，这些动态是可检测的核子耦合小$g_n \sim 10^{-17}$在暗物质实验，其中最大的灵敏度是通过考虑Migdal效应。我们还探讨了Ia型超新星和行星加热作为发现这种类型的暗物质的可能手段。
2022-02-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Big Bang Synthesis of Nuclear Dark Matter
我们研究的物理暗物质模型具有复合束缚态携带一个大的保守的暗“核子”数。足够大的暗核的性质可能服从简单的标度律，我们发现，这种标度可以确定由大爆炸暗核合成产生的核的数量分布。对于非对称暗物质的合理模型，可以合成出核子数较大（例如> 10 ^8）的暗核，其核子数分布具有两种特征形式之一。如果小核子数的融合足够快，暗核的分布呈现出一种普遍的尖峰形式，与初始条件和小核子数相互作用的许多细节无关。在小暗核的核合成存在实质性瓶颈的情况下，我们发现了一个令人惊讶的结果，即使是大小>> 10^8的更大的核，最终也常常被合成出来，而且数量分布也很简单。我们简要地讨论所产生的约束，从新的黑暗部门的能量，和扩展的一套（通常参数光）黑暗部门的国家，可以发生在完整的模型的核暗物质。在一份配套文件中详细讨论了直接探测信号的相干增强物理学、伴随的暗扇区形状因子的性质以及对天体物理过程的可能修改。
2015-07-16 hep-ph
Measurement of the ionization produced by sub-keV silicon nuclear recoils in a CCD dark matter detector
本文报道了用电荷耦合器件（CCD）测量硅原子核在体硅中以亚keV动能反冲的电离效率。核反冲是由来自$^{124}$ Sb-$^{9}$ Be光中子源的低能中子（$<$ 24 keV）产生的，并且它们的电离信号被测量为低至60 eV电子当量。这个能量范围，以前未被探索过，与低质量暗物质粒子的探测有关。测量的效率被发现偏离外推到低能量的Lindhard模型。这一测量也证明了位于SNOLAB地下实验室的暗物质直接探测实验DAMIC所采用的CCD对核反冲的敏感性。
2016-11-10 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
