A light scalar wimp, the Higgs portal, and DAMA
在这些论文中，我们报道了一个轻标量WIMP的可能特征，它是一个M_DM~几个GeV的暗物质候选者，被认为通过Higgs与标准模型粒子相互作用，并且可能与DAMA观测到的年度调制有关。
2009-06-16 hep-ph
Inelastic dark matter with spin-dependent couplings to protons and large modulation fractions in DAMA
我们讨论的情况下，DAMA调制效应是由弱相互作用的大质量粒子（WIMP）的非弹性向上散射到一个较重的状态，并主要耦合到质子的自旋解释。在这种情况下，由于抑制了WIMP与中子的耦合，来自氙和锗目标的约束被动态地规避，而来自氟目标的约束被运动学地规避，因为触发氟向上散射所需的最小WIMP入射速度超过了银河系中的最大WIMP速度，在这种情况下，钠的WIMP散射通常对大的-WIMP速度分布的速度尾部和接近于1的信号的调制分数以自然的方式出现。另一方面，一个更保守的假设的WIMP速度分布的晕独立的分析允许扩展的可行参数空间的配置，大调制分数是不是严格必要的。我们讨论大调制分数麦克斯韦的情况下，表明它们意味着偏离通常的余弦时间依赖的预期信号在DAMA。然而，我们明确表明，DAMA数据是不敏感的这种失真，无论是在时间和频率空间，即使在极端情况下的100%调制的分数。此外，同样的情况下提供了一个解释的最大能量谱的调制幅度检测DAMA在WIMP的最小传入速度匹配的非弹性upscatter的运动学阈值。对于弹性的情况下，这样的最大值的检测表明调制相位的反转低于本DAMA能量阈值，而这是不期望的非弹性散射。这可以允许在未来DAMA数据的低阈值分析中区分这两种情况。
2016-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Reevaluation of spin-dependent WIMP-proton interactions as an explanation of the DAMA data
我们重新审视的DAMA实验所观察到的年度调制信号的解释，由于WIMP与自旋相关的耦合主要是质子。我们考虑轴矢量和赝标量耦合，以及弹性以及吸热和放热的非弹性散射。我们的结论是，DAMA信号是在强大的张力与其他直接检测实验，特别是PICASSO和KIMS的零结果。
2015-07-10 hep-ph
Effective models of WIMP Direct Detection in DAMA/LIBRA-phase2
自从DAMA/LIBRA合作发布了他们在NaI探测器中搜索暗物质（DM）散射预期的年度调制信号的更新结果以来，我们已经为弱相互作用大质量粒子（WIMP）信号的调制幅度拟合了更新的DAMA结果，根据WIMP粒子自旋1/2的最一般有效拉格朗日量参数化了与核的相互作用，系统地假设主导的14个可能的相互作用项之一和一个标准的麦克斯韦的WIMP速度分布。我们发现，大多数的非相对论性的有效哈密顿量的耦合可以提供一个更好的拟合相比，标准的自旋无关的相互作用的情况下，并减少微调的三个参数（WIMP质量，WIMP-核子有效截面和WIMP-中子和WIMP-质子耦合之间的比率）。此外，有效的模型，其横截面明确地依赖于WIMP的传入速度可以提供一个更好的拟合的DAMA数据在大值的$m_χ$相比，标准的速度无关的横截面，由于调制振幅的不同相位。所有最佳拟合解决方案都与XENON 1 T和PICO 60的排除图存在张力。
2018-10-25 hep-ph
Proton-philic spin-dependent inelastic Dark Matter (pSIDM) as a viable explanation of DAMA/LIBRA-phase2
我们表明，亲质子自旋相关非弹性暗物质（pSIDM）的弱相互作用大质量粒子的情况下，仍然可以提供一个可行的解释所观察到的DAMA调制幅度符合其他实验的限制后，释放的DAMA/LIBRA-phase 2数据，包括最近的约束从COSINE-100，使用相同的$NaI$目标的DAMA。pSIDM方案提供了一个可行的解释DAMA/LIBRA-相位1麦克斯韦WIMP速度分布和在一个独立的方法。在方差与DAMA/LIBRA-相位1，其中的调制幅度表现出一个孤立的最大值在低能量，DAMA/LIBRA-相位2频谱是兼容的单调递减。此外，由于其较低的阈值，它是敏感的WIMP-碘相互作用在低WIMP质量。由于这两种效应的结合，pSIDM现在可以解释DAMA/LIBRA观察到的年度调制，只有当WIMP速度分布偏离标准麦克斯韦。在这种情况下，WIMP质量$m_χ$和质量分裂$δ$落在7 GeV $\lesssim m_χ\lesssim$ 17 GeV和18 keV $\lesssimδ\lesssim$ 29 keV的近似范围内。最近的COSINE-100界限在pSDIM场景中由于其大的预期调制分数而被自然回避。
2019-02-06 astro-ph.CO hep-ph
Can WIMP Spin Dependent Couplings explain DAMA data, in light of Null Results from Other Experiments?
我们检查是否年度调制发现的DAMA暗物质实验可以解释弱相互作用大质量粒子（WIMPs），根据新的零结果从其他实验。CDMS II已经排除了大多数WIMP-核自旋独立耦合作为DAMA数据的解释。因此，我们在这里专注于自旋依赖（轴向矢量; SD）耦合的WIMP核。我们扩大了以前的工作，（i）考虑耦合到质子和中子的一般情况下，（ii）纳入所有现有的实验的界限。我们注意到令人惊讶的事实，CMDS II的地方最强的边界上的WIMP-中子截面，并表明，SD WIMP-中子散射单独被排除在外。我们还表明，SD WIMP质子散射仅允许WIMP质量在5-13 GeV的范围内。对于一般的情况下，耦合到质子和中子，我们发现，对于WIMP质量高于13 GeV和低于5 GeV，有没有区域的参数空间是兼容的DAMA和所有其他实验。在（5-13）GeV范围内，我们找到了参数空间的可接受区域，包括WIMP-中子耦合与WIMP-质子耦合相当的区域。
2005-01-14 astro-ph hep-ph
Explaining the DAMA Signal with WIMPless Dark Matter
无WIMP的暗物质提供了一个框架，在这个框架中，具有广泛质量范围的暗物质粒子自然具有正确的热遗迹密度。我们表明，WIMP无暗物质与质量约2-10 GeV可以解释DAMA实验观察到的年度调制，而不违反其他暗物质搜索的约束。这个解释意味着其他直接探测实验，GLAST和LHC的独特和有希望的信号。
2011-06-02 astro-ph hep-ex hep-ph
WIMP search by the DAMA experiment at Gran Sasso
DAMA正在通过开发和使用几种放射性纯化剂来寻找稀有工艺：特别是NaI（Tl）、液体氙和CaF $_2$（Eu）。这里总结的主要结果，特别注意调查的WIMP年调制签名。
2001-12-03 astro-ph hep-ex hep-ph
Compatibility of the new DAMA/NaI data on an annual modulation effect in WIMP direct search with a relic neutralino in supergravity schemes
最近的DAMA/NaI实验的直接检测点的WIMP的检测率可能每年调制效果的结果。我们表明，这些结果，当解释的遗迹中性伴子，是兼容的超引力模型。连同通用的SUGRA计划，我们还考虑SUGRA模型中的统一条件，在大统一尺度的希格斯质量参数放宽。
1998-08-28 astro-ph hep-ph
Spin-independent elastic WIMP scattering and the DAMA annual modulation signal
我们讨论的年度调制信号的DAMA实验中看到的自旋无关的弹性WIMP散射的解释。考虑到晶体中的沟道以及调制信号的光谱特征，我们发现与DAMA数据一致的低质量WIMP区域仅限于接近$m_χ\simeq 12$ GeV的WIMP质量，与CDMS和XENON的约束不一致。我们的结论是，即使考虑到通道的DAMA调制信号的这种解释是不利的。在90% CL下，参数空间中没有重叠区域，一致性检验给出了$1.2\times 10^{-5}$的概率。我们研究的稳健性，这一结果相对于我们的银河系中的WIMP速度分布的变化，通过改变分布函数的各种参数，并通过使用一个现实的N体暗物质模拟的结果。我们发现，只有通过作出相当极端的假设晕属性，我们可以得到DAMA和CDMS/XENON之间的协议。
2008-12-19 astro-ph hep-ex hep-ph
DAMA and WIMP dark matter
我们研究了大质量弱相互作用粒子（WIMPs）与原子核的自旋无关散射是否可以解释DAMA报告的年度调制信号。我们考虑弹性和非弹性散射过程。我们发现WIMP参数空间中存在一个区域，可以同时容纳DAMA和CDMS、CRESST和XENON的零结果。这个区域对应于一个普通的、弹性散射的WIMP，它具有标准的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，质量为3 GeV < m_{DM} <8 GeV，自旋无关的截面为核子3 \times 10^{-41} cm ^2 < σ_p^{SI} < 5 \times 10^{-39} cm ^2。这个新的参数空间区域的关键取决于最近发现的效应的通道上的能量阈值的WIMP检测DAMA实验;不包括这种效果，DAMA允许的区域基本上是封闭的空实验。这种低质量WIMP出现在许多超越标准模型的物理学理论中，从MSSM的最小扩展到重子-暗物质符合问题的解决方案。我们发现，非弹性散射通道不打开一个重要的参数区域与所有的实验结果一致。未来的低能量阈值探测核反冲的实验，如CDMSII-Si和那些利用超低能量锗探测器，将能够探测参数空间的DAMA区域。
2008-07-11 astro-ph hep-ex hep-ph
New Limits on Dark Matter from Super-Kamiokande
在直接探测实验DAMA，CoGeNT和CRESST中观察到的信号可以用具有相当大的与核子自旋无关的截面的轻WIMP来解释。这些粒子在太阳中的捕获和随后的湮灭将引起GeV范围内的中微子信号，这可能会在超级神冈观测到。我们确定向上停止μ子和完全包含的事件在超级神冈各种可能的WIMP湮灭通道的速率。这使我们能够提供强有力的约束的截面的WIMP与核子。我们发现，DAMA和CoGeNT信号是不一致的标准热WIMP湮灭占主导地位的中微子或tau对。我们还提供了限制自旋相关的WIMP核散射的质量高达80 GeV。这些排除DAMA青睐的区域，如果WIMP湮灭，甚至占主导地位的中微子，金牛座，底部或魅力。
2011-04-04 astro-ph.CO hep-ph
COSINE-100 and DAMA/LIBRA-phase2 in WIMP effective models
假设一个标准的麦克斯韦的WIMP速度分布，我们得到的界限从零WIMP搜索结果的59.5天的COSINE-100数据的DAMA/LIBRA-相位2调制效应的背景下的WIMP核散射的非相对论有效理论。在这里，我们系统地假设，伽利略不变性允许的有效运营商之一，占主导地位的自旋1/2暗物质（DM）粒子的有效哈密顿量。我们发现，虽然DAMA/LIBRA和COSINE-100使用相同的碘化钠靶，但两个结果的比较仍然取决于粒子物理模型。这主要是由于两个原因：i）WIMP信号的频谱形状; ii）预期的调制分数，当COSINE-100中的时间平均速率的上限转换为DAMA/LIBRA中的年度调制分量的约束时。我们发现，后者的效果是占主导地位的。对于几个有效的运营商的预期调制分数大于在标准的自旋无关或自旋相关的相互作用的情况下。因此，DAMA/LIBRA中观察到的调制效应与COSINE-100的零结果之间的兼容性对于几个非相对论算子仍然是可能的。在低WIMP质量下，由于COSINE-100与DAMA/LIBRA相比具有更高的阈值，因此COSINE-100主要对WIMP-钠散射事件敏感。预计下一次COSINE分析对DAMA/LIBRA的5 $σ$区域具有完全灵敏度。
2019-07-01 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
WIMP Velocity Impact on Direct Dark Matter Searches
我们研究的影响，在输入天体物理参数的直接检测搜索的WIMP在星系晕的一些不确定性。我们集中讨论了DAMA协作组最近报道的可能的WIMP年调制信号。我们发现，允许一个合理的不确定性，在WIMP麦克斯韦速度分布导致显着放松的约束WIMP质量相比，原来的DAMA分析。
1999-03-24 astro-ph hep-ph
Scalar Dark Matter and DAMA
根据DAMA合作组的最新结果，研究了轻标量WIMP。在WIMP的湮灭和弹性散射都主要通过Higgs交换发生的情况下，建立了WIMP的残余密度与其自旋无关的直接探测率之间的一对一关系.如果考虑DAMA结果所允许的范围（m < 10 GeV），则相关截面的比值仅取决于暗物质质量。我们表明，如果这样一个轻标量WIMP具有直接的检测率兼容DAMA，它自然会获得与WMAP协议的遗迹丰度。从银河系中心的伽马射线和从太阳的中微子的间接探测为测试这种轻暗物质的情况提供了可能性。
2009-05-06 hep-ph
Probing DAMA/LIBRA in the full parameter space of WIMP effective models of inelastic scattering
我们讨论了DAMA/LIBRA-相位1和DAMA/LIBRA-相位2测量的组合年度调制效应的兼容性与解释的非弹性散射事件引起的最一般的伽利略不变的有效接触相互作用的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质粒子的自旋0，1/2或1。在有效理论的耦合常数空间中，通过对DAMA等信号椭球面相交的研究和其他实验，考虑了算子间可能存在的各种干扰。在我们的分析中，我们假设一个标准的麦克斯韦速度分布在银河系。我们发现，相比弹性的情况下，非弹性散射部分缓解，但不消除现有的DAMA效应和其他实验的零结果的约束之间的紧张局势。这样的张力是非常大的，在所有的参数空间中，除了一个小区域的WIMP质量$m_χ\simeq$ 10 GeV和质量分裂$δ\gtrsim$ 20 keV，在那里它是部分，但不完全缓解。在这样的区域中，氟目标的边界以运动学的方式被规避，因为触发氟上散射所需的最小WIMP入射速度超过了银河系中的最大WIMP速度，或者非常接近于它。因此，我们还发现DAMA和其他结果之间的剩余张力与弹性情况相比对天体物理参数更敏感。我们发现，具有最小张力的配置可以在一些DAMA箱中产生足够的年度调制，符合其他实验的约束，但随后的调制谱的形状与测量的相比过于陡峭。对于这样的配置，最近的COSINE-100的约束是逃避在一个自然的方式，由于其大的预期调制分数。
2019-05-31 hep-ph
Direct detection of WIMPs : Implications of a self-consistent truncated isothermal model of the Milky Way's dark matter halo
在基于无碰撞暗物质相空间分布函数“King模型”的银河系有限尺寸暗晕自洽截断等温模型的背景下，研究了直接探测暗物质的弱相互作用大质量粒子（WIMP）候选者的问题.我们的晕模型考虑到了由于观测到的可见物质的引力影响，以自洽的方式对晕的相空间结构进行了修改。晕模型的参数是通过拟合最近确定的银河系的圆形旋转曲线来确定的，该曲线延伸到$\sim$ 60 kpc。与通常用于分析WIMP直接探测实验结果的标准Halo模型（SHM）不同，在我们的模型中WIMP的速度分布是非麦克斯韦的，在最大速度处具有自洽的截止值。对于我们的晕圈模型，它提供了旋转曲线数据的最佳拟合，90% C.L.例如，根据CDMS-II实验的最新结果，在WIMP质量为$\sim$ 71 GeV时，WIMP-核子自旋无关截面的上限是$\sim 5.3\times10^{-8}\pb$。我们还发现，使用原来的2箱年度调制幅度数据的DAMA实验，存在一个范围内的小WIMP群众，通常为$\sim$ 2 - 16 GeV，在其中DAMA合作的声称年度调制信号据称是由于WIMP是兼容的空结果的其他实验。这些结果加强了低质量（$\lsim 10\gev$）WIMP作为暗物质候选者的可能性，正如在SHM背景下进行的几项早期研究所表明的那样。更严格的分析，使用DAMA箱在较小的间隔应该能够更好地约束“DAMA区域”在我们的模型的上下文中的WIM…
2010-08-17 astro-ph.CO hep-ph
PAMELA, DAMA, INTEGRAL and Signatures of Metastable Excited WIMPs
暗物质与~ GeV尺度力介质的模型提供了许多高能量异常的有吸引力的解释，包括PAMELA，ATIC和WMAP霾。同时，通过利用这些理论中自动存在的~ MeV尺度的激发态，这些模型自然地解释了DAMA/LIBRA和INTEGRAL信号分别通过非弹性暗物质（iDM）和激发暗物质（XDM）的情况。有趣的是，只有弱的动力学混合到超荷介导衰变，具有δ < 2 m_e的激发态的寿命比宇宙的年龄长。这些激发态的分数残余丰度取决于动力学退耦的温度，但可以是可观的。很容易就能找到其他快速衰变的机制，但这种长寿命状态的结果是耐人寻味的。我们发现，对于σ_n = 10^-40 cm ^2的1 TeV WIMP，CDMS将~100 keV态的残余粒子布居分数限制在~ 10^-2以下。CDMS以及氙、硅和氩靶即将进行的研究，可以将这一限制大大降低。我们还考虑了DAMA激发从亚稳态到XDM状态发生的可能性，XDM状态通过e+e-发射衰减，由于所需的小动能，这允许较轻的状态来解释INTEGRAL信号。这样的模型产生戏剧性的信号从向下散射，光谱峰值在高能量，有时高达~1 MeV，以及通常的搜索窗口之外。这样的信号将在未来的Ar和Si实验中可见，并且可能在Ge和SiO2实验中可见。我们还考虑了其他XDM模型涉及~ 500 keV的亚稳态，并发现他们可以让更轻的WIMP解释INTEGRAL。
2009-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Electron-interacting dark matter: Implications from DAMA/LIBRA-phase2 and prospects for liquid xenon detectors and NaI detectors
我们研究了在闪烁实验中直接探测低质量（GeV尺度）WIMP暗物质的可能性。这样的WIMP通常太轻而不能留下明显的核反冲，但可以通过它们散射原子电子来检测。特别是，DAMA协作[R。Bernabei等人，核物理Energy 19，307（2018）]最近提出了强有力的证据，证明在低至1 keV的能量下观察到的闪烁率每年都会发生调制。尽管在低能量的计算事件率的强烈增强，我们发现，在电子相互作用的WIMP的解释不能与现有的限制是一致的。我们还证明了正确处理原子波函数的重要性，并显示由此产生的事件率是非常敏感的低能量性能的探测器，这意味着它是至关重要的，探测器的不确定性被考虑在内。最后，我们证明，潜在的闪烁事件率可以远远大于否则可能是预期的，这意味着竞争性的搜索可以进行GeV规模的WIMP使用传统的提示S1闪烁信号。考虑到最近和即将推出的超大型液体氙探测器，这一点很重要。
2019-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos from WIMP annihilation in the Sun : Implications of a self-consistent model of the Milky Way's dark matter halo
WIMP与质子的自旋无关（SI）和自旋相关（SD）弹性散射截面的上限，由太阳中WIMP湮灭的中微子通量的超神冈（S-K）上限所施加，以及它们与WIMP参数空间的“DAMA兼容”区域的兼容性，在该区域内，DAMA/LIBRA实验与其他直接探测实验的零结果是兼容的，在银河系有限尺寸暗物质（DM）晕的自洽模型的框架内进行了研究，该模型的参数由银河系旋转曲线数据拟合确定。我们发现，作为WIMP质量的函数的WIMP-质子弹性截面上的S-K隐含上限对各种WIMP湮灭通道的分支分数施加严格的限制。对于SI相互作用，如果WIMP主要湮灭为$\bbarb$ \和/或$\cbarc$，则S-K上限与WIMP参数空间的DAMA兼容区域一致，如果WIMP湮灭为$\tautau$和$ν\anu$分别发生在大于约10%和0.1%的水平，则DAMA兼容区域的部分可以被排除。对于SD相互作用，对可能的湮灭通道的限制要严格得多，如果考虑中的相对低质量（$\sim$ 2 - 20 GeV）WIMP主要湮灭为$\bbarb$、\ $\cbarc$、\$\tautau$和$ν\anu$终态的任何混合，则基本上排除了WIMP参数空间的DAMA兼容区域。
2012-05-21 astro-ph.GA hep-ph
WIMP dark matter, Higgs exchange and DAMA
在WIMP方案中，如果暗物质的湮灭及其在核上的弹性散射均以Higgs交换为主，则暗物质残余密度与自旋无关的直接探测率之间存在一一对应的关系.特别地，对于比希格斯玻色子质量小得多的DM质量，相关截面的比率仅取决于DM质量。假设DM质量和直接探测率在最近DAMA合作结果允许的范围内-考虑到能量阈值的通道效应和其他直接探测实验的零结果-给出了遗迹密度的确定范围。对于标量DM模型，如希格斯门模型或惰性双重态模型，遗迹密度范围与WMAP一致。这种情况意味着希格斯玻色子对DM粒子对有很大的分支比，这一预测可能会挑战它在大型强子对撞机上的搜索。
2008-10-20 hep-ph
Lowering the Threshold in the DAMA Dark Matter Search
DAMA实验通过探测器内预期但罕见的相互作用来寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质，由于地球的轨道运动，相互作用速率将在全年进行调制。在超过10年的运行过程中，DAMA确实检测到了事件率高于2 keVee的检测器阈值的强烈调制。在关于暗物质晕和WIMP相互作用的标准假设下，这个信号与两种不同近似质量的WIMP的预期一致：~ 10 GeV和~ 70 GeV。我们研究如何降低阈值，允许最近升级的DAMA检测器，可能会揭示这种情况。我们发现，较低的阈值数据应该排除自旋无关耦合的两个质量范围之一（在最坏的情况下，不利于一个质量仍然超过2.6 $σ$），很可能，但不确定，做同样的自旋相关耦合。此外，数据可以指示在某些情况下相互作用主要是自旋无关的还是自旋相关的。我们的研究结果说明了调制搜索中低阈值的重要性。
2013-07-29 astro-ph.CO hep-ph
Using the Energy Spectrum at DAMA/LIBRA to Probe Light Dark Matter
一个只有几个GeV的弱相互作用大质量粒子（WIMP）被用来解释DAMA/LIBRA实验的信号。我们表明，DAMA/LIBRA的数据现在已经足够强大，可以强烈约束任何假定的WIMP的属性。考虑到详细的反冲光谱，具有麦克斯韦速度分布和自旋无关（SI）相互作用的轻WIMP不能解释这些数据。即使忽略频谱，大部分参数空间也被低能量的DAMA未调制信号的限制排除在外。对天体物理学或粒子物理学的重大修改可以打开轻质量窗口。
2008-08-01 astro-ph hep-ex hep-ph
A light scalar WIMP through the Higgs portal?
在这些诉讼中，我报告的一个简单的单重标量暗物质模型的地位，根据最近的结果从直接检测实验，特别是DAMA，CoGeNT，CDMS-II和氙10/100，和间接搜索，特别是费米-LAT。具体来说，我面对的光标量WIMP候选人，M_DM ~几个GeV，这是一致的CoGeNT和/或DAMA，约束，可能会被设置使用最近的费米-LAT数据的银河系矮球状星系（dSphs）和各向同性扩散伽马射线发射。我表明，后面的观察对最轻的WIMP候选者设定了相关的排除限制。
2010-12-02 hep-ph
Effect of the galactic halo modeling on the DAMA/NaI annual modulation result: an extended analysis of the data for WIMPs with a purely spin-independent coupling
DAMA/NaI合作观察到了4西格玛CL在不同的模型依赖性假设下，研究了NaI（Tl）装置（总暴露量为57986 kg/天）计数率中的年度调制特征及其影响。在本文中，我们扩展了以前的分析之一，一个WIMP的情况下，一个纯粹的自旋无关的耦合，详细讨论的影响结果的不确定性的暗物质星系速度分布。我们研究了一个系统的方式可能偏离等温球模型，这是通常采用的参数化来描述晕。我们特别考虑修改所产生的各种物质密度分布，由于各向异性的速度色散张量和旋转的星系晕的影响。WIMP年度调制的假设，已经赞成在以前的分析中使用的等温球，确认在所有的调查方案，和不同的晕模型的影响上的确定允许的最大似然区域的WIMP质量和WIMP-核子截面的推导和讨论。
2002-06-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Halo-independent analysis of direct detection data for light WIMPs
我们对“轻WIMP”（即质量接近或低于10 GeV/c^2的弱相互作用大质量粒子）的直接探测数据进行了与晕无关的分析。我们包括硅CDMS探测器（边界和过剩事件），最新的CoGeNT验收，和最近的测量低钠淬火因子碘化钠晶体的新结果。我们重点研究了具有自旋无关的同位旋守恒和同位旋破坏的轻WIMP与核子的相互作用。对于这些暗物质候选者，我们发现，一个低的淬火因子将使DAMA调制与一个合理的逃逸速度的暗物质晕不兼容，并在两个同位旋守恒和同位旋破坏的情况下，实验数据之间的紧张局势收紧。我们还发现，一个新的，虽然温和的紧张局势之间出现CoGeNT和DAMA的年度调制一侧和硅过剩事件的其他方面，在这似乎很难解释它们作为调制和未调制方面的相同的WIMP暗物质信号。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Implications of CoGeNT and DAMA for Light WIMP Dark Matter
本文研究了CoGeNT合作组最近观测到的低能事件，并讨论了这些事件起源于轻（mDM ~ 5-10 GeV）暗物质粒子弹性散射的可能性.我们发现，这样一个暗物质候选者也可能能够产生DAMA报告的年度调制，以及CDMS最近报告的小过量，而不与其他实验，如XENON 10的无效结果相冲突。一个暗物质的CoGeNT和DAMA观测的解释有利于参数空间的区域，这是特别有吸引力的非对称暗物质模型的背景下。在这样的模型中，宇宙学上的暗物质密度来自于宇宙的重子不对称性，自然导致了对m_DM ~ 1-10 GeV的期望。我们还讨论了中性伴子暗物质从扩展的超对称框架，如NMSSM。最后，我们探讨了这种暗物质候选者的间接搜索的影响，并发现探测中微子和伽马射线湮灭产物的这种粒子的前景是非常令人鼓舞的。
2010-04-05 hep-ph
The New DAMA Dark-Matter Window and Energetic-Neutrino Searches
最近，DAMA/LIBRA合作组织重申并加强了他们的声明，即在其信号速率中发现了年度调制，并将这一观察结果解释为暗物质粒子在8.2 sigma置信水平上的证据。此外，还注意到沟道效应可以使WIMP通过与原子核的自旋无关的相互作用弹性散射，产生DAMA/LIBRA观察到的信号，而不超过CDMS，XENON，CRESST，CoGeNT和其他直接检测实验的限制。然而，为了容纳这个信号，负责的暗物质粒子的质量必须相对较轻，m_{DM} \lsim 10 GeV。这样的暗物质粒子将以非常高的速率被太阳捕获和湮灭，导致潜在的大通量GeV级中微子。我们计算的中微子光谱产生的WIMP湮灭在太阳和现有的限制，从超级神冈可以用来关闭一个显着的DAMA区域的一部分，特别是如果暗物质粒子产生τ轻子或中微子在相当大的一部分，其湮灭。我们还确定了与DAMA一致的自旋相关的WIMP核弹性散射参数空间。Super-Kamiokande对自旋相关场景的限制更加严格-它们排除了DAMA区域中任何自湮灭的WIMP，这些WIMP在中微子，τ轻子或粲夸克或底夸克的任何组合中湮灭了1%或更多的时间。
2008-08-19 hep-ph
Pinning down neutralino properties from a possible modulation signal in WIMP direct search
我们分析了中性伴子的性质的假设下，一些初步的实验结果的DAMA/NaI合作可能是一个年度调制效应的指示。我们研究哪些超对称配置将被挑出来的DAMA/NaI数据。我们还讨论了调查这些配置的可能性，通过实验寻找遗迹neutralinos比其他直接搜索。最后，我们讨论的可能性，探测这些配置的加速器搜索。
1997-09-09 hep-ph
Comparison between DAMA/LIBRA and COSINE-100 in the light of Quenching Factors
关于DAMA/LIBRA合作组报告的年度调制信号是否是由星系暗物质晕中的弱相互作用大质量粒子~（WIMP）与NaI（Tl）晶体靶/探测器中的核素散射引起的，存在着长期的争论。这是因为在标准WIMP暗物质星系晕和同位旋守恒的~（正则）、自旋无关的~（SI）WIMP-核子相互作用的背景下，能够容纳DAMA/LIBRA-相位1调制信号的WIMP-质量与WIMP-核子截面参数空间的区域已经被许多其他暗物质搜索实验排除在外，包括COSINE-100，它使用相同的NaI（Tl）靶/探测器材料。此外，最近发布的DAMA/LIBRA-phase 2的结果是不一致的解释，作为WIMP-核素散射通过规范SI相互作用，而更喜欢，违反同位旋或自旋相关的相互作用。暗物质对DAMA/LIBRA信号的解释对NaI（Tl）对核反冲的闪烁效率很敏感，而NaI（Tl）对核反冲的闪烁效率的特征是所谓的淬灭因子~（QF），并且在以前的研究中使用的QF值与最近报道的测量值有很大的不同，这可能导致对DAMA/LIBRA信号的错误解释。在这篇文章中，DAMA/LIBRA和COSINE-100结果的兼容性，根据新的QF测量检查不同类型的WIMP-核子相互作用。与DAMA/LIBRA信号相关的所得到的允许参数空间区域与来自初始59.5天COSINE-100暴露的90%置信水平上限明确地进行比较。对于新测量的QF值，DAMA/LIB…
2019-10-23 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
On dark matter search after DAMA with Ge-73
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是遗迹暗物质（DM）的主要候选者之一，在有效低能最小超对称标准模型（effMSSM）下，计算了低质量区中性伴核子自旋和标量截面.计算的截面与几乎所有的实验目前可用的排斥曲线自旋相关的WIMP质子和WIMP中子截面进行了比较。它表明，在一般情况下，约两个数量级的改善目前DM实验的灵敏度需要达到（effMSSM）超对称性预测。在目前的精度水平上，在分析自旋非零目标的数据时，安全地忽略次主导自旋WIMP-核子的贡献看起来是合理的。为了避免误导数据和超对称性计算之间的差异，然而，最好是使用一个混合的自旋标量耦合approach.This方法应用于估计未来的前景与奇中子高自旋同位素Ge-73的实验。注意到DAMA证据支持effMSSM中的轻Higgs扇区，Ge-73探测器中的高事件率和地球和太阳中的遗迹中性伴子湮灭的相对高的上行μ子通量。
2004-04-12 hep-ph
Annual Modulation Signature for the Direct Detection of Milky Way Wimps and Supergravity Models
本文在超引力统一模型的框架内，对直接探测遗留中性伴子的年调制信号进行了分析。结果表明，无论是最小的和非最小的SUGRA模型可以产生中性中子质子横截面的水平兼容的信号中报道的DAMA实验在格兰萨索国家实验室。讨论了质子稳定性对最小和非最小SUGRA模型DAMA数据分析的影响。
1999-02-03 astro-ph hep-ph
Compatibility of DAMA/LIBRA dark matter detection with other searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA年度调制数据，这可能被解释为弱相互作用暗物质（WIMPs）的存在，在我们的星系晕的信号，检查从其他实验的零结果。我们使用的能量谱的组合DAMA调制数据在36箱，并包括沟道的影响。在我们的研究中实现了几种统计工具：全局拟合的似然比和WIMP质量和拟合优度（g.o.f.）中的光栅扫描。这些方法允许我们区分首选（全局最佳拟合）和允许（g.o.f.）参数区域很难找到与所有现有数据集一致的WIMP质量和耦合。对于自旋无关（SI）相互作用，最佳拟合DAMA区域被排除到3 $σ$ C.L.，即使考虑到通道效应。然而，对于~8 GeV的WIMP质量，这些区域之外的一些参数仍然产生适度合理的DAMA数据拟合，并与所有90% C.L.负面搜索的上限，当通灵包括在内。对于自旋相关（SD）的相互作用与质子只有耦合，质量低于10 GeV的范围是兼容的DAMA和其他实验，有和没有沟道，当SuperK的间接检测约束包括在内;没有SuperK的约束，质量高达~20 GeV是兼容的。对于SD中子耦合，我们发现没有参数兼容的所有实验。混合SD耦合检查：例如~8 GeV质量WIMP与a_n = +/- a_p被发现是符合所有的实验.简而言之，SI和SD相互作用在低质量下都存在幸存区域;如果放宽间接检测限，一些高质量的SD仅质子耦合也会幸存。
2009-01-27 astro-ph hep-ph
GENIUS and the Genius TF: A New Observatory for WIMP Dark Matter and Neutrinoless Double Beta Decay
介绍了GENIUS的提议，并概述了它的一些物理潜力。针对DAMA和CDMS实验结果的矛盾，提出了一种新的实验装置--Genius TF。Genius TF可以同时利用WIMP核反冲信号和WIMP年调制信号探测DAMA证据区。此外，它可以证明探测器技术在GENIUS装置中实施的长期可行性，从这个意义上说，这将是实现GENIUS实验的第一步。
2001-03-07 hep-ph
DAMA and the self similar infall halo model
DAMA协作组观测到的WIMP反冲率的年度调制具有很高的意义，通常在等温麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布的背景下进行分析。虽然这是最简单的模型，但有必要考虑其他动机良好的晕形成理论。在本文中，我们研究了一种不同的晕轮模型，即自相似坠落模型，其特征是存在许多冷流和焦散线，这在模拟中是看不到的。结果表明，当WIMP质量超过$\approx$ 250 GeV时，在99.7%的置信水平下，自相似模型与DAMA结果在振幅和相位上都是一致的.加入一个小的热分量使得$m_χ$ = 12 GeV附近的参数空间与自相似模型一致。每个自由度的最小$χ^2$为0.92（1.03），考虑（不考虑）沟道，表明拟合可接受。对于质量远大于靶核质量的WIMP，反冲率仅取决于比率$σ_{\rm p}/m_χ$，发现该比率为$\approx$ 0.06 femtobarn/TeV。然而，与等温晕的情况一样，允许的参数空间与CDMS和氙实验针对自旋无关弹性散射获得的零结果不一致。未来的实验与加速器实验的方向灵敏度和质量界限将有助于区分不同的晕模型和/或约束冷流的贡献。
2011-02-11 astro-ph.CO hep-ph
Extending a previous analysis on a possible modulation effect in WIMP direct search
在本说明中，我们提出了我们以前的分析的DAMA/NaI合作的一些初步实验结果，这可能是一个年度调制效应的指示扩展。在这里，我们提出了一个直接的方法，从实验数据中获得有关的宇宙学意义的遗迹中性伴子。我们发现，DAMA/NaI的结果所挑选出的一些配置将具有与中性伴子作为冷暗物质的主要组成部分相容的宇宙学性质（在宇宙和我们的星系晕中的平均值）。
1997-10-09 astro-ph hep-ph
Inelastic Dark Matter in Light of DAMA/LIBRA
非弹性暗物质，其中WIMP核散射发生通过过渡到一个激发的WIMP状态~ 100 keV以上的基态，提供了一个令人信服的解释DAMA年度调制信号。我们表明，各种暗物质直接探测实验的相对灵敏度进行修改，使DAMA年度调制信号可以与CDMS-Soudan，XENON 10，ZEPLIN，CRESST和KIMS的非弹性WIMPs质量O（100 GeV）的报告信号的情况下进行协调。我们回顾了这些实验的现状，并对即将到来的实验进行了预测。特别是，我们注意到，非弹性暗物质导致高度抑制的信号在低能量，与大多数事件通常发生在20至45千电子伏（未淬灭）在氙和碘的实验，一般没有事件在低（~ 10千电子伏）的能量。在这个高能量区域抑制背景对于测试这种情况是必不可少的。最近的CRESST数据表明观察到七个钨事件，这与该模型的预期一致。如果钨信号在未来的CRESST运行中持续存在，它将为非弹性暗物质提供令人信服的证据，而它的缺失应该排除它。
2008-10-31 astro-ph hep-ex hep-ph
Excluding Light Asymmetric Bosonic Dark Matter
我们认为，目前的中子星观测不包括非对称玻色子非相互作用的暗物质的范围从2千电子伏至16 GeV，包括5-15 GeV的DAMA和CoGeNT青睐的范围。如果玻色子弱相互作用粒子是费米子的复合粒子，那么只要复合尺度大于~10^12 GeV（弱相互作用粒子的质量为~1 GeV），同样的限制也适用。在排斥性自相互作用的情况下，我们排除了大范围的WIMP质量和相互作用截面，这补充了子弹状星系团的观测所施加的约束。
2011-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Combining the data of annual modulation effect in WIMP direct detection with measurements of WIMP indirect searches
在以前的论文中，我们表明，DAMA/NaI实验的数据的WIMP直接检测，这表明一个可能的年度调制效应，是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。在本说明中，我们讨论了相关的超对称中性伴子配置的可探测性的间接寻找遗迹粒子的两个最有前途的方法：测量宇宙射线反质子和测量中微子通量从地球和太阳。
1998-09-02 astro-ph hep-ph
Exploring the supersymmetric parameter space by direct search for WIMPs
结果表明，DAMA/NaI探测器的新数据，结合最近计算的原子核结构功能，提供了最严格的上限的WIMP核子截面的自旋相关和标量相互作用。它被证明，第一次，从直接搜索WIMP的实验数据允许探索的超对称参数空间的区域尚未充分调查在加速器。
1996-12-23 astro-ph hep-ph
Impure Thoughts on Inelastic Dark Matter
非弹性暗物质的情况下，提出了协调DAMA的年度调制与其他实验的零结果。在这种情况下，WIMP散射成激发态，从基态分裂出一个能量增量，相当于银河系WIMP的可用动能。我们注意到，对于大的分裂δ，DAMA的主要散射可能发生在A~205的铊核之外，它在NaI（Tl）晶体中作为10^-3能级的掺杂剂存在。对于质量为m~ 100 GeV，能量为delta~ 200 keV的WIMP，我们在delta-m参数空间中找到了一个与所有实验一致的区域。这些参数特别是可以探测在实验中与铊在其目标，如KIMS，但无法访问较轻的目标实验。根据WIMP速度分布的尾部，高度调制的信号可能会或可能不会出现在CRESST-II。
2010-12-09 hep-ph
Explaining DAMA with proton-philic spin-dependent inelastic Dark Matter (pSIDM): a frequentist analysis
亲质子自旋依赖非弹性暗物质是一种弱非弹性大质量粒子方案，它可以解释DAMA的年度调制效应，符合其他直接探测暗物质搜索的限制。我们获得更新的范围，其参数都在一个独立的方法，并采用截断麦克斯韦的WIMP速度分布构造近似的频率置信区间从一个有效的卡方，其中包括，除其他外，最新的实验约束从XENON 1 T，PANDAX-II，SuperCDMS和CDMSlite。在晕独立的分析，我们已经实现了WIMP速度分布的依赖，通过逐步参数化的晕函数。为了计算轮廓似然性，我们使用了马尔可夫链蒙特卡洛生成器，需要大量的预期利率的评估。为了减少计算时间，我们引入了预期的速率表达式，适合通过制表和插值进行快速评估。我们的频率论分析证实了目前的可行性的pSIDM方案作为一个可能的解释DAMA效应。在WIMP质量$m_χ$和质量分裂$δ$方面，我们发现1-sigma范围$\mbox{12.5 GeV} \le m_χ\le \mbox{15.7 GeV}$，$\mbox{22.1 keV} \le δ\le \mbox{26.1 keV}$的晕-独立的分析和$\mbox{11.4 GeV} \le m_χ\le \mbox{13.6 GeV}$，$\mbox{24.4 keV} \le δ\le \mbox{27.0 keV}$的麦克斯韦情况。我们发现，一整年的XENON 1 T数据采集应该允许开始探索pSI…
2018-01-09 hep-ph
Extending the DAMA annual-modulation region by inclusion of the uncertainties in the astrophysical velocities
原来的年度调制区域，挑选出的DAMA/NaI实验直接检测的WIMP，考虑到在银河系天体物理速度的不确定性扩展。也被认为是由于一个可能的整体旋转的暗物质晕的效果。我们发现，在1-sigma C. L下，WIMP的质量范围为30 GeV < m_x < 130 GeV.当考虑到暗物质晕的可能的体旋转时，在上限中进一步扩展。我们表明，当在标准模型的最小超对称扩展框架中解释时，DAMA结果与作为冷暗物质主要成分的残余中性伴子是一致的（平均而言，在我们的宇宙和我们的星系晕中）。最后讨论了在当代加速器上发现相关超对称组态的可能性。
1999-03-26 astro-ph hep-ph
A light scalar WIMP through the Higgs portal and CoGeNT
如果暗物质（DM）仅仅是一个标量粒子与希格斯玻色子的相互作用占主导地位，它的湮灭截面--这是相关的遗迹丰度和间接检测--和它的自旋无关的散射截面对核的比率只取决于DM质量。这是一个有趣的结果，固定的质量和直接检测率，以适应DAMA实验观察到的年调制，一个得到的遗迹密度与其观测值完全一致。在这封简短的信中，我们更新了这一结果，并面对最近的CoGeNT数据的模型，试探性地解释过剩的事件在反冲能谱是由于DM。CoGeNT，作为DAMA，指向轻DM候选者，具有稍微不同的（但不一定不相容的）质量和截面。对于CoGeNT区域，我们发现标量DM遗物密度和直接检测约束之间的一个有趣的协议。我们给出了一个$σ$区域有利于CDMS-II事件，我们的排除限制的氙10（2009年）和氙100的数据，这取决于闪烁效率，可能会排除CoGeNT和DAMA。假设CoGeNT和/或DAMA是由于标量单重DM导致关于间接检测和碰撞器的明确预测。我们特别强调的限制模型，可能是由目前的{ \it费米}-LAT数据矮星系，并在大型强子对撞机的希格斯粒子的搜索的影响。
2010-06-03 hep-ph
Light neutralino dark matter with a very light Higgs for CoGeNT and DAMA/LIBRA data
最近，CoGeNT协作组报道了WIMP候选信号事件，其超出了支持具有大截面的光WIMP的已知背景。基于这个问题，我们分析了一个轻中性伴子暗物质在弹性散射过程中具有非常轻的CP-偶希格斯介导的情况，它提供了质量和直接探测截面来解释CoGeNT的结果.为了与LEP实验的结果相一致，轻CP偶希格斯粒子的能量宜在9 ~ 10 GeV之间。这种情况可以在“超越MSSM”的背景下实现。通过湮灭截面的共振增强，当中性伴子质量的两倍接近轻Higgs质量时，可以得到与WMAP结果一致的残余丰度。因此，中性伴子的质量预计在5至6 GeV左右。
2010-12-29 hep-ph
Searching direction dependent daily modulation in dark matter detectors
反冲离子在各种晶体中的散射强烈地依赖于它们的方向。这，连同由于银河圆盘的旋转而产生的WIMP风一起，产生了{ \it daily}对通道的调制。由于沟道效应影响了WIMP引起的反冲事件的特性，这些调制可以在单晶探测器中观察到，并作为WIMP的签名。我们特别建议在DAMA闪烁数据中寻找这种调制。
2008-07-23 hep-ph
Anapole Dark Matter after DAMA/LIBRA-phase2
我们重新审视的情况下，作为一个解释的DAMA年度调制的DAMA/LIBRA-phase 2的结果和改进的上限从其他DM搜索的阿那普尔暗物质。如果WIMP速度分布被假定为麦克斯韦分布，则无极暗物质无法提供与其他搜索兼容的DAMA调制的解释。尽管如此，由于其与钠靶的磁耦合，阿那普尔暗物质提供了一个更好的适合DAMA-相位2调制数据比一个等腰自旋独立的相互作用。一个与晕无关的分析表明，解释DAMA调制在2 keVee以上的阿那普尔暗物质方面基本上是不可能的，在面对其他零的结果，而DAMA/LIBRA相位2调制测量低于2 keVee是勉强允许的。我们的结论是，根据目前的测量，anapole暗物质似乎并不是一个可行的解释DAMA调制的整体。
2018-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Light neutralino dark matter in light Higgs scenario related with the CoGeNT and DAMA/LIBRA results
最近，CoGeNT协作组报道了WIMP候选信号事件，其超出了支持具有大截面的光WIMP的已知背景。基于这个问题，我们分析了一个轻中性伴子暗物质在弹性散射过程中具有非常轻的CP-偶希格斯介导的情况，它提供了质量和直接探测截面来解释CoGeNT的结果.为了与LEP和B工厂等实验结果相一致，轻CP偶Higgs粒子的能量宜在9 ~ 10 GeV。这种情况可以在“超越MSSM”的背景下实现。通过湮灭截面的共振增强，当中性伴子质量的两倍接近轻Higgs质量时，可以得到与WMAP结果一致的残余丰度。因此，中性伴子的质量预计在5至6 GeV左右。
2010-11-29 hep-ph
Directional Detection of Dark Matter using Spectroscopy of Crystal Defects
提出了一种利用感生核反冲来识别弱相互作用大质量粒子入射方向的方法。我们的方法是基于宏观固态晶体中的量子缺陷的光谱审问。当WIMP在晶体中散射时，诱导的核反冲产生一个指示性的损伤簇，定位在约50 nm内，其损伤轨迹的方向与反冲的方向以及入射的WIMP的方向很好地相关。这种损伤簇在晶体中引起应变，使附近的量子缺陷的能级移动。这些能级位移可以光学测量（或通过顺磁共振），使得可以检测固体样品中缺陷周围的应变环境。作为一个具体的例子，我们考虑在金刚石中的氮空位中心，其中高缺陷密度和纳米级局部化的个别缺陷已被证明。为了定位由于潜在的暗物质事件导致的晶体内的核反冲的毫米级区域，我们可以使用常规的WIMP检测技术，例如电离/闪烁的收集。一旦事件被识别，事件附近的量子缺陷可以被询问以映射应变环境，从而确定反冲的方向。原则上，这种方法应该能够识别反冲方向的效率大于70%，假阳性率小于5%的10 keV的反冲能量。如果成功的话，这种方法将允许在固态密度下定向探测WIMP引起的核反冲，从而使太阳中微子层以下的WIMP参数空间探测成为可能。这种技术也可以潜在地应用于识别粒子的方向，例如中子，其低散射截面需要具有大目标质量的探测器。
2017-05-27 hep-ph quant-ph
New approaches in the analysis of Dark Matter direct detection data: scratching below the surface of the most general WIMP parameter space
我们表明，DAMA调制结果之间的兼容性（以及统计上不太显著的过量，如CDMS硅效应和CRESST声称的过量）与其他实验的约束，可以通过将直接检测数据的分析扩展到具有自旋依赖性或自旋依赖性的WIMP离开核的标准弹性散射之外来实现。独立的截面，并具有等温球模型预测的速度分布。为此，我们讨论了几种分析暗物质直接探测数据的新方法，目的是消除或减少其对特定理论假设的依赖，并扩大其范围：天体物理不确定性的因子分解方法，非相对论场论中WIMP-核子相互作用的分类和研究，非弹性散射和等矢量耦合抵消，包括次主导两核子非线性光学效应。通常，将这些成分中的两种或更多种结合起来可能会导致与文献中通常声称的非常不同的结论。这表明我们现在才开始触及最一般的WIMP直接检测参数空间的表面。
2015-12-29 astro-ph.CO hep-ph
Probing light WIMPs with directional detection experiments
CoGeNT和CRESST WIMP直接探测实验最近观察到了过量的核反冲事件，而DAMA/LIBRA实验有长期存在的年度调制信号。有人认为，这些过剩可能是由于轻质量（m_chi ~ 5-10 GeV）的WIMP引起的。地球相对于银河系静止坐标系的运动导致了WIMP散射率的方向依赖性，提供了任何反冲过剩的银河系起源的强大信号。我们调查是否直接检测实验的方向灵敏度有可能观察到这种各向异性散射率的弹性散射光WIMP提出解释所观察到的过剩。我们发现，所需的反冲的数量从光WIMP在5西格玛意义上检测各向异性信号变化从7到超过190的目标核和能量阈值预期的定向探测器的集合。较小的数字来自于探测器只对最高速度的反冲敏感的配置，因此也是最各向异性的WIMP。然而，在这些情况下，阈值以上的事件率非常小，导致需要大量的实验暴露来积累即使是少量的事件。为了解释这种对WIMP速度分布尾部的敏感性，其形状并不为人所知，我们考虑了两个跨越可能性范围的示例性晕模型。我们还注意到，为了精确计算，必须对地球的轨道速度取平均值。我们发现，对于20 keV的能量阈值，在10^-4 pb的WIMP-质子截面上探测10 GeV的WIMP所需的辐照量约为10^3 kg/天，在计划的定向探测器的范围内。较低的WIMP质量需要较高的曝光和/或较低的能量阈值进行检测。
2012-10-08 astro-ph.CO hep-ph
WMAP7 and future CMB constraints on annihilating dark matter: implications for GeV-scale WIMPs
我们计算了当前和未来的宇宙微波背景（CMB）测量对质量低于电弱标度的湮灭暗物质（DM）的约束：m_{DM} = 5 - 100 GeV。特别是，我们把我们的注意力集中在这个质量范围的低端，作为DM粒子与质量m_{DM}~10 GeV最近已被声称是一致的CoGeNT和DAMA/LIBRA的结果，同时也提供了可行的DM候选人来解释费米和WMAP雾的测量。（目的）研究CMB谱与粒子物理DM模型、大尺度结构形成和宇宙学不确定性的模型依赖性。我们试图找到一个简单而实用的配方，估计当前和未来的CMB边界上的广泛的一类DM湮灭模型。（结果）在所研究的DM质量范围内，DM湮没的CMB信号与DM晕的大尺度结构形成、分布和轮廓等宇宙学不确定性的细节无关。所有的DM湮灭粒子物理模型都可以用一个参数来描述，即DM湮灭过程中中微子带走的能量比例。作为主要结果，我们提供了一个简单而通用的计算轻WIMP湮灭截面的CMB约束的拟合公式。我们表明，热遗迹DM在CoGeNT，DAMA青睐的质量范围是在一个严重的冲突与目前的CMB数据的湮灭通道与中微子很少，肯定会被普朗克任务测试的所有可能的DM湮灭通道。此外，我们的发现强烈反对这样一种说法，即能量为m_{DM}~10 GeV、能量为$~9 × 10 ^{-25} cm ^{3} s ^{-1}的热残余DM湮灭可能是费米和WMAP雾的原因。<sigma_av>
2011-09-29 astro-ph.CO hep-ph
A simulation-based study of the neutron backgrounds for NaI dark matter experiments
在对弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的直接搜索实验中，DAMA实验观察到一个被解释为WIMP相互作用的年度调制信号，其显著性为9.2 $σ$。最近，Jonathan Davis认为DAMA调制可以用μ子和中微子共同引起的中子散射事件来解释。我们试图在Gran Sasso和Yangyang实验室模拟有和没有聚乙烯屏蔽的中子背景，以量化环境中子对基于晶体的直接探测实验的影响。
2015-03-26 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Dark matter scattering on electrons: Accurate calculations of atomic excitations and implications for the DAMA signal
我们重新审视了WIMP型暗物质对电子的散射，导致原子电离，并可以在各种现有的直接检测实验中表现出来。与WIMP-核子散射不同，目前的实验探测的典型相互作用强度远小于费米常数，电子上的散射需要更强的相互作用才能被检测到，这反过来又需要新的光力载流子。我们通过引入一个与暗物质和电子具有标量或矢量耦合的中介粒子，明确地解释了这种新的力。然后，我们进行国家的最先进的数值计算的原子电离相关的现有实验。我们的目标是始终如一地考虑问题的原子物理学方面（例如，相对论效应，这可能是相当重要的），并扫描参数空间：暗物质质量，介质质量，和有效耦合强度，看看是否有任何部分的参数空间，可以潜在地解释DAMA调制信号。虽然我们发现，调制分数的所有事件的能量沉积在2千电子伏以上的碘化钠可以是相当显着的，达到~ 50%，参数空间的相关部分被排除在XENON 10和XENON 100实验。
2016-04-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
