Dark Matter Annihilation from Pulsating Dark Stars
本文研究非对称暗物质通过轻微量子数破坏湮灭形成可观测光度并触发径向脉动的机制，提出光谱与振荡特征可作为暗物质致密天体的独特探测信号。
2025-03-07 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric dark matter from semi-annihilation: unitarity constraints and long-lived final states
针对非对称暗物质模型，本研究考虑CPT对称性和幺正性约束，指出先前文献的矛盾并提出系统性解决方法，其遗迹密度由半湮灭冻结及长寿命粒子衰变决定。
2025-03-29 hep-ph
Exploring the dark annihilation: multi-component asymmetric and symmetric dark matter
本文用模型无关方法建立含对称与非对称组分的多粒子暗物质Boltzmann方程，研究仅通过隐藏扇区发生“暗湮灭”的不可见候选者，并考虑宇宙非标准膨胀对暗物质丰度的影响。
2024-08-04 hep-ph
W/Z Bremsstrahlung as the Dominant Annihilation Channel for Dark Matter, Revisited
我们重新计算了电弱韧致辐射对暗物质湮灭的贡献。暗物质湮灭为轻子必然伴随着电弱辐射修正，其中还辐射出$W$或$Z$玻色子。值得注意的是，虽然许多暗物质模型的特征是对费米子的湮灭率具有螺旋性抑制，但韧致辐射过程可以消除这种螺旋性抑制，使得分支比Br（$\ell νW $）、Br（$\ell^+\ell^-Z$）和Br（$\barννZ$）优于Br（$\ell^+\ell^-$）和Br（$\barνν$）。我们发现，这是最显着的限制，其中暗物质质量几乎退化的玻色子介导的湮灭过程中的质量。电弱韧致辐射对总暗物质湮灭截面的大小和间接探测的天体物理信号的性质都有重要的唯象意义。由于$W$和$Z$规范玻色子主要通过强子通道衰变，因此不可能在没有伴随质子、反质子和伽马射线的情况下产生末态轻子。
2012-05-23 astro-ph.HE hep-ph
Regenerating a Symmetry in Asymmetric Dark Matter
不对称的暗物质理论一般允许质量项导致粒子-反粒子混合。因此，在宇宙的年龄中，暗物质可以从纯粹的非对称配置振荡为粒子和反粒子的对称混合，从而允许对湮没过程。此外，需要有效地耗尽原始热（对称）组件一般需要大的湮灭率。我们表明，除非某些对称性完全禁止暗物质粒子-反粒子混合，否则对于大范围的质量，对于几乎任何短于宇宙年龄的振荡时间尺度，非对称暗物质都被有效地排除。
2011-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the Sommerfeld-enhanced dark matter annihilation from the gamma rays of subhalos and dwarf galaxies
银河系暗物质晕的子结构，如暗物质晕和矮星系具有非常低的速度色散，这使得它们在约束的情况下，夏眠增强的暗物质湮灭有用。利用Eddington公式和NFW密度剖面计算了暗物质晕子结构中暗物质粒子的速度分布。我们将索末菲增强s波暗物质湮灭对γ射线通量的影响参数化为索末菲增强J因子，并计算了15个已知矮球状星系的J因子。利用非关联点源的Fermi-LAT 3FGL数据和暗物质晕下分布的N体模拟结果，导出了Sommerfeld增强下暗物质湮灭截面的上限.类似的上限来自于矮球状星系的费米-LAT伽马射线数据。我们发现，在一个广泛的区域的参数空间，约束可以是几个数量级更严格的情况下，没有索末菲增强。对于暗物质湮灭主要为$e^+e^-$、$μ^+μ^-$、$τ^{+}τ^{-}$和$b\bar b$的情况，对于质量低于约1 TeV的暗物质，这些约束可以排除热残余暗物质。
2018-03-30 astro-ph.HE hep-ph
Search for right-handed neutrinos from dark matter annihilation with gamma-rays
标准模型的几个扩展包含了GeV-TeV质量范围内的右手中微子。由于它们与活跃中微子的混合，它们可能会在宇宙学、中微子物理学和对撞机研究中产生新的效应。此外，右手中微子还可以作为暗物质湮灭的最终状态出现，这对暗物质间接探测搜索具有重要意义。在本文中，我们使用费米大面积望远镜（矮球状星系的6年观测）和H.E.S.S.（对银河系中心的10年观测）来限制暗物质湮灭为右手中微子。我们考虑质量在10 GeV和1 TeV之间的右手中微子，包括两体和三体衰变，推导出暗物质湮灭率的界限，$\langle σv\rangle$，作为暗物质质量的函数。我们的结果表明，特别是，热暗物质湮灭截面，$3\times 10^{-26}\, {\rm cm^3 s^{-1}} $，右手中微子被排除的暗物质质量小于$200$ GeV。
2017-10-13 astro-ph.HE hep-ph
Probing dark matter annihilation in the Galaxy with antiprotons and gamma rays
Cuoco、Korsmeier和Krämer（2017）通过分析AMS-02最近的宇宙射线反质子数据，并通过同时拟合暗物质和传播参数，考虑到宇宙射线传播的不确定性，发现了暗物质湮灭的可能线索。在这里，我们将这种分析扩展到更广泛的湮灭通道。我们发现一致的暗示，一个暗物质信号的湮没截面接近的热值和质量范围在40和130 GeV之间，这取决于湮没通道。此外，我们调查在多远的可能的信号是兼容的银河系中心的伽马射线过剩和最近的观测矮卫星星系通过执行一个联合的全球拟合，包括不确定性的暗物质密度分布。作为一个例子，我们解释我们的结果的框架中的希格斯门模型。
2017-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Reconstructing Dark Matter Properties via Gamma-Rays with Fermi-LAT
我们研究的费米-LAT仪器识别粒子暗物质属性的质量，湮灭截面和湮灭通道，从银河系中心的伽马射线观测的能力。对于潜在的暗物质信号，除了考虑暗物质湮灭产生的瞬发γ射线通量外，还考虑了暗物质湮灭产生的电子和正电子在星际光子背景下的逆康普顿散射产生的γ射线通量。我们表明，在湮灭为e^+ e^-和mu^+ mu^-对的情况下，这种贡献的增加是至关重要的。除了弥漫的银河系和河外背景，我们还考虑了费米探测到的高能伽马射线点源的完整目录。研究了不同暗物质湮灭通道之间简并度的影响。我们发现，暗物质质量低于200 GeV和典型的热湮灭截面，它将有可能获得严格的界限上的暗物质属性。
2010-12-01 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric dark matter: residual annihilations and self-interactions
暗物质与光介质的耦合被用来解决无碰撞冷暗物质与星系结构观测之间的假定差异。然而，$γ$ -射线搜索和CMB强烈地约束这样的场景。为了缓解紧张局势，我们考虑不对称DM。我们表明，与常见的知识，可检测的湮灭发生，即使是大的不对称性，并从CMB，$γ$ -射线，中微子和反质子的搜索范围。然后，我们确定了可行的空间自我互动DM。直接检测并不排除这种情况，但提供了一种测试方法。
2018-05-15 hep-ph
Resonant Annihilation of WIMP Dark Matter for Halo Gamma Ray Signal
Leinweber Institute for Theoretical Physics, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校莱因韦伯理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), University of Tokyo（东京大学宇宙物质与粒子科学 Kavli 研究所（WPI））；Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory（欧内斯特·奥兰多·劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出通过共振湮灭机制解释银河晕伽马射线信号，结合模型无关分析和粒子物理模型，调和WIMP暗物质湮灭截面与观测数据之间的矛盾。
2025-12-01 astro-ph.HE hep-ph
Search for dark matter annihilation in the center of the Earth with 8 years of IceCube data
星系晕中的暗物质粒子会散射恒星或行星等天体中的粒子，失去能量并被引力捕获。在这个过程中，预期暗物质在天体的中心积累，例如在地球的中心。如果暗物质自湮灭为标准模型粒子，这些湮灭的最终产物包括中微子。位于南极的冰立方中微子天文台可以探测到源自地球中心暗物质湮灭的中微子通量。目前正在使用8年的IceCube数据和探测不同的湮灭通道来搜索这个信号。这里的灵敏度为这个新的分析，显示显着的改进，相对于以前的分析从冰立方和其他实验。
2019-08-20 astro-ph.HE hep-ph
Antiproton constraints on dark matter annihilations from internal electroweak bremsstrahlung
如果暗物质粒子是马约拉纳费米子，那么湮灭成两个费米子和一个规范玻色子的过程，在模型参数的某些选择下，可能会有一个不可忽略的截面。利用一个亲轻子暗物质的玩具模型，我们计算了PAMELA测量的宇宙反质子-质子通量比对湮灭截面的约束。此外，我们计算了最大的天体物理的助推因子允许在银河系的假设下，轻子暗物质粒子是我们的宇宙中的暗物质的主要组成部分。这些限制构成了非常保守的估计的助推因子更现实的模型中，暗物质粒子也耦合到夸克和弱规范玻色子，如最轻的中性伴子，我们也分析了一些具体的基准点。这里提出的天体物理学助推因子的限制可用于评估在目前运行的IACT以及预计的CTA中检测来自暗物质湮灭的伽马射线信号的前景。
2011-05-26 astro-ph.HE hep-ph
Polarized gamma rays from dark matter annihilations
在本文中，我们探讨了银河系中心暗物质湮灭产生的线偏振伽马射线信号的可能性。考虑中性弱相互作用大质量粒子，极化γ射线信号可以通过具有倒极矩的Majorana费米子的二分量暗物质模型来实现。我们讨论了银河系中心暗物质费米子的自旋排列，并估算了暗物质湮灭中末态电磁辐射的强度和极化率。对于低质量的暗物质，亚GeV能量的光子通量可以在当前X射线偏振仪可检测的水平上偏振。根据末态费米子与DM的质量比，质量阈值处的极化度可以达到$70\%$甚至更高，为我们在未来的伽马射线极化实验中探测暗物质的本质提供了新的工具。
2018-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Annihilation via Breit-Wigner Enhancement with Heavier Mediator
提出通过 Breit-Wigner 共振增强暗物质早期冻结与黑洞附近湮灭的新场景，利用较重介子避开宇宙微波背景约束，并指出超大质量黑洞可重新激活湮灭产生光子信号，可由 Fermi-LAT 和 COSI 卫星检验。
2025-02-01 astro-ph.HE hep-ph
Asymmetric dark matter annihilation as a test of non-standard cosmologies
我们表明，如果化学退耦发生在非标准大爆炸前核合成宇宙相和标准辐射主导相之间，那么非对称暗物质少数成分的遗迹丰度可能对宇宙的膨胀率以及非标准大爆炸前核合成宇宙相和标准辐射主导相之间的转变温度非常敏感。在此转变之前发生。特别是，由于非对称暗物质的湮灭截面通常大于标准宇宙学中对称暗物质的湮灭截面，因此非标准宇宙学中少数组分相对于多数组分的遗迹密度的降低可以通过湮灭截面的增加来补偿，因此与普遍认为的相反，可能比标准宇宙学中对称的暗物质的大。
2014-02-10 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric dark matter from semi-annihilation
我们表明，一般的半湮灭的情况下，一对暗物质（DM）粒子湮灭到反DM，和一个不稳定的状态，可以混合或衰变到标准模型状态，可以导致粒子反粒子不对称的DM部门。目前的DM丰度，包括CP违反DM部门和由此产生的目前的不对称性是完全由一个单一的半湮灭过程在下一个领先的顺序。对于大CP违反在这个过程中，我们发现，几乎完全的不对称性可以在DM部门，所观察到的DM密度占主导地位的（反）DM粒子。额外的对湮灭过程的存在下，可以修改DM和反DM数密度的比例进一步，如果对湮灭是活跃的半湮灭去耦之后。对于这样的场景，与仅存在半湮灭的场景相比，生成相同的当前不对称性所需的CP违反通常要小得多。我们发现，一个极小模型与一个复杂的标量DM与立方自相互作用可以引起半和对湮灭，所需的CP-违反在一个循环的水平。我们还发现，上界的DM质量从S-矩阵的幺正性在纯粹的不对称的半湮灭的情况下，最大CP违反，是15 GeV左右，这是强得多，比在WIMP和以前考虑的不对称DM的情况下，由于所需的大的非零化学势，这样的不对称DM。
2020-10-20 hep-ph
Asymmetric Quark/Antiquark Hadronization in e+e- Annihilation
我们指出，尽管胶子分裂和演化的微扰贡献是$p \leftrightarrow \bar p$对称的，但奇夸克分裂成核子和反核子的过程不一定是完全相同的$D_{p/s}(z,Q^2) \neq D_{\bar p/s}(z,Q^2)$.在奇异夸克和其他重夸克的强子化中观察到这种不对称性，可以提供对QCD中喷流碎裂的非微扰机制的深入了解。
1996-10-09 hep-ph
$O(α_s^2)$ Contributions to the asymmetric fragmentation function in $e^+e^-$ annihilation
计算了$e^+e^-$湮灭过程中非对称碎裂函数$F_A(x,Q^2)$对系数函数的α_s^2阶贡献。从这个计算中，我们推断，顺序$(α_s/4π)^2$校正味不对称求和规则是不为零的，并达到$-12β_0C_Fζ(3)$。我们还研究了高阶QCD修正对$F_A(x,Q^2)$的影响，并与OPAL数据进行了比较。后者对碎裂密度$D_q^H(x,μ^2)$的价态部分有很强的约束作用。
1996-09-17 hep-ph
Asymmetric thermal-relic dark matter: Sommerfeld-enhanced freeze-out, annihilation signals and unitarity bounds
暗物质具有粒子-反粒子不对称性，并且在早期宇宙中已经热化，与对称的暗物质相比，需要更大的湮灭截面，以便耗尽暗反粒子并解释观察到的暗物质密度。湮灭截面决定了暗物质的剩余对称分量，这可能会在CMB期间和今天的晕内产生湮灭信号。我们认为暗物质与长程相互作用，特别是暗物质耦合到一个光矢量或标量力介质。我们计算所需的耦合，以达到最终的反粒子-粒子比后，在早期宇宙中的湮灭过程的热冻结，然后估计后期的湮灭信号。我们发现，由于索末菲增强，高度不对称的暗物质与远程相互作用可以有一个显着的湮灭率，可能大于对称的暗物质相同的质量与接触相互作用。我们讨论在这个估计，有关稳定的束缚态的形成的警告。最后，我们考虑非相对论分波么正性约束的非弹性截面，我们讨论了为什么它可以实现只有远程相互作用，并展示了更高的分波在这个制度的大非弹性的重要性。我们推导出对称和不对称的热遗迹暗物质的s-波和p-波湮灭的质量上界，并展示了这些边界如何加强黑暗的不对称性增加。
2017-09-21 hep-ph
Asymmetric Dark Matter in the Sun: A Multicomponent Perspective
提出在太阳等天体中存在多个暗物质候选者时，重暗物质通过隐藏扇区湮灭为不对称暗物质的新机制，显著改变了中微子探测器的暗物质湮灭通量与μ子通量，并用标度参数量化了该影响。
2025-04-06 astro-ph.SR hep-ph
Constraints on Asymmetric Dark Matter Self Annihilation Cross Sections
本文研究剪切主导宇宙和高斯-博内膜世界中非对称暗物质自湮灭截面的约束，发现前者因哈勃膨胀率增强而允许更高上限，后者则允许更低上限，并据此约束了 wino 质量下限。
2025-05-07 hep-ph
Distinctive signals of boosted dark matter from its semi-annihilation
暗物质可以通过各种机制来增强，这些机制可能会产生与典型暗物质不同的特征信号。我们表明，半湮灭$χχ\to\barχν$产生的信号是不同于其他半湮灭和标准的暗物质湮灭过程。由于半湮灭过程产生的助推暗物质被视为高能中微子，因此暗物质和伴随的中微子的总通量在接近暗物质质量的能量上产生双峰。我们表明，这将是可能的，以检测这两个粒子在太阳使用未来的大容量中微子探测器，如深地下中微子实验和超神冈。
2022-01-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Cosmic Rays from Dark Matter Annihilation and Big-Bang Nucleosynthesis
PAMELA和ATIC实验对宇宙射线电子和正电子通量的测量表明存在具有大湮灭截面的湮灭暗物质。我们表明，大爆炸核合成时期的暗物质湮灭影响轻元素丰度，并给出了严格的约束，这种情况下的强子湮灭的暗物质的湮灭方案。对轻子湮灭暗物质模型的限制就不那么明显了。
2009-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bright gamma-ray Galactic Center excess and dark dwarfs: Strong tension for dark matter annihilation despite Milky Way halo profile
我们将银河系暗物质晕轮廓的不确定性，以及在暗物质湮灭模型的费米伽马射线太空望远镜检测到的银河系中心扩展伽马射线过剩（GCE）的弥漫伽马射线发射的不确定性的会计。当包括这些未知量时，粒子湮灭率和质量的范围扩大。然而，两个最精确的经验测定银河系晕的局部密度和密度分布离开信号区域是在相当大的张力与暗物质湮灭搜索从合并矮星系分析单通道暗物质湮灭模型。GCE和矮星的张力可以得到缓解，如果：一，晕是非常高度集中或强烈收缩;二，暗物质湮灭信号区分矮星和GC;或，三，本地恒星密度的措施被发现是显着较低的，从最近的恒星计数，增加当地的暗物质密度。
2016-04-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Effects of P-wave Annihilation on the Angular Power Spectrum of Extragalactic Gamma-rays from Dark Matter Annihilation
本文提出了一种估算河外伽玛射线角功率谱的形式，该角功率谱是由暗物质湮灭产生的，且具有一般速度依赖的截面。相关的密度和速度分布的暗物质被建模为一个合奏的光滑，普遍的，刚性，不相交的，球形晕的分布和普遍的属性由模拟数据的约束。我们将这种形式应用于具有p波湮灭的暗物质理论，其中相对速度加权湮灭截面为σv=a+ bv ^2。我们确定，如果b/a >> 10^6，这会显著增加伽马射线的功率。p波湮灭对角功率谱的影响与我们探索的粒子物理模型样本非常相似，这表明给定b/a的重要影响在很大程度上取决于宇宙暗物质分布。如果强p波理论中的暗物质遗迹是热产生的，湮灭伽马射线的强度会受到p波的强烈抑制，使它们难以观测。如果观测到与强p波一致的角功率谱，它可能表明早期宇宙中暗物质的非热产生。
2011-06-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Selection Rule for Enhanced Dark Matter Annihilation
指出了暗物质共湮没或索末菲效应湮没奇（偶）分波增强（抑制）的一个选择定则。利用这一点，通常速度被抑制的p波湮灭可以主导当前宇宙中的湮灭信号。选择机制是相同的传入粒子的交换对称性的表现，并且对于具有非对角长程相互作用的多态DM是通用的。因此，遗迹和后期的湮灭率是参数不同的和一个独特的现象，大，但强烈依赖于速度的湮灭率，预测。
2017-06-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The TeV Cosmic-Ray Anisotropy from Local Dark Matter Annihilation
几个实验已经报道了TeV的天空中有过量宇宙射线的区域。在这里，我们考虑的可能性，多余的宇宙射线是来自附近的暗晕中的暗物质湮灭。我们提供的动机，暗物质的来源过剩，并表明，暗物质湮灭可以自然地产生宇宙射线的各向异性，而不需要外来的暗物质模型。我们表明，宇宙射线过剩的可行的暗物质的解释是一致的反质子，正电子和伽马射线的电流测量。此外，我们表明，观测到的各向异性的暗物质的解释预测检测在几个宇宙射线通道的下一代实验。
2013-07-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Enhanced Dark Matter Annihilation from IceCube Results
由ATIC、PAMELA和Fermi-LAT望远镜测量的正电子和电子通量的过量可以用我们银河系中的暗物质湮灭来解释。然而，这需要大大提高暗物质湮灭的速率。有许多可能的增强机制，如索末菲效应或在我们的晕中存在暗物质团块。如果暗物质湮灭截面正在增强，那么地核中的暗物质湮灭也应该增强。在这里，我们使用IceCube 40字符串配置的最新结果来探测一般的增强场景。我们目前的结果作为暗物质-质子相互作用截面的函数，$σ_{χp}$加权的分支分数到中微子，$f_{ν\barν}$，作为一个通用的助推因子，$B_F$，参数化预期的增强湮灭率的函数。我们发现，暗物质模型，需要湮灭增强$\mathcal{O}(100)$或更多，并湮灭到中微子显着被排除在这些过剩的解释。我们还确定了整个IceCube望远镜可以探测的助推范围。
2012-05-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The effect of the curvature-scalar mixing on the annihilation cross sections of dark matter scalar and unparticle dark matter
考虑Randall Sundrum背景下的暗物质标量，研究了曲率标量混合作用下的湮灭截面，在这种情况下，除了辐射子外，标准模型Higgs标量也驱动湮灭，导致湮灭截面显著增强.此外，我们采取非粒子，有一个非零的质量来自标准模型的希格斯粒子相互作用在低能级，作为一个暗物质的候选人，并分析了湮灭截面，包括曲率标量混合的影响。我们看到，对于这两种选择，混合过程在获得当前范围内的暗物质湮灭截面中起着至关重要的作用。
2010-03-16 hep-ph
Probing late-time annihilations of oscillating asymmetric dark matter via rotation curves of galaxies
针对ΛCDM的核–尖点问题，研究利用SPARC和LITTLE THINGS旋转曲线约束OADM模型，证明Majorana质量诱导的粒子–反粒子振荡及晚期湮灭可将尖点型暗物质晕转化为核型晕。
2025-02-17 hep-ph
The annihilation cross section of dark matter which is driven by scalar unparticle
分析了在标量非粒子传播子上与标准模型扇区相互作用的暗物质的湮灭截面。我们观察到暗物质对的湮灭截面对暗物质质量和标量非粒子的标度维数敏感。我们利用现有的暗物质丰度估计了暗物质质量和标量非粒子的标度维数的范围。
2013-07-26 hep-ph
Significant Enhancement of Neutralino Dark Matter Annihilation from Electroweak Bremsstrahlung
在过去的几年里，对宇宙学暗物质的间接搜索变得越来越有竞争力。在这里，我们报告的第一个完整的计算领先的电弱修正的湮灭率的超对称中性伴子暗物质。我们发现，这些修正可能是巨大的，部分原因是迄今为止被忽视的贡献。我们的研究结果意味着一个显着增强的发现潜力，这个动机良好的暗物质候选人与当前和即将到来的宇宙射线实验，特别是对于伽马射线和模型在树的水平有点小的湮灭率。
2014-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Annihilation Signatures from Electroweak Bremsstrahlung
我们研究观测签名的暗物质湮灭在银河系所产生的电弱韧致辐射贡献的湮灭截面。一段时间以来，人们已经知道，光子韧致辐射可以显着提高DM湮灭产额。最近，我们已经证明，在螺旋度抑制的2 -> 2湮灭的一些流行模型中，W和Z规范玻色子的电弱韧致辐射可以是主要的湮灭通道。W/Z韧致辐射特别有趣，因为通过湮灭产生的规范玻色子随后衰变，产生大量的电子、正电子、中微子、强子（包括反质子）和伽马射线的相关通量，这些在间接暗物质搜索中都很重要。在这里，我们计算通过γ/W/Z-韧致辐射产生的稳定湮灭产物的光谱。在修改流量，以占通过银河系的传播，我们设置的湮灭截面通过与观测数据进行比较的上限。我们发现，严格的宇宙射线反质子限制排除了相当大的暗物质的贡献，观察到的宇宙射线正电子通量的一类模型，其中韧致辐射过程占主导地位。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter bound to the Solar System: consequences for annihilation searches
寻找粒子暗物质的一种方法是寻找它的湮灭产物。在太阳系中，已经确定了三种可能的湮灭信号：来自太阳的中微子和伽马射线，以及来自地球的中微子。一旦暗物质被束缚在太阳系中，这些信号中的每一个都敏感地依赖于暗物质的轨道演化。我将审查进展的基础上表征这些信号的最新进展，在确定绑定暗物质人口的属性。
2009-05-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Relic Density of Asymmetric Dark Matter with Sommerfeld enhancement
我们研究了非对称热暗物质在化学退耦时的湮灭率被索末菲增强效应提高时的丰度演化。然后讨论了当相互作用速率依赖于速度时，动力学解耦对非对称暗物质残余丰度的影响。非对称暗物质的残余密度通常是在化学退耦的框架下分析的。事实上，在脱离化学平衡之后，不对称的暗物质粒子和反粒子仍然处于动力学平衡状态一段时间。它对$s-$波湮灭的情况没有影响，因为在这种情况下没有温度依赖性。然而，动力学解耦的情况下，$p-$波湮灭和索末菲增强$s-$和$p-$波湮灭的影响。我们详细研究了动力学退耦对非对称暗物质粒子和反粒子残余丰度的影响程度。利用暗物质残余密度的观测数据，找到了对散射截面和不对称因子的约束条件。
2020-08-27 hep-ph
Limits on dark matter annihilation in prompt cusps from the isotropic gamma-ray background
本研究针对早期宇宙形成的暗物质低质量尖峰可能增强湮灭伽马射线通量的问题，利用14年Fermi-LAT数据研究各向同性伽马射线背景，以95%置信度排除了120 GeV以下暗物质湮灭为$b\ar{b}$末态的可能，为暗物质湮灭研究提供了严格约束。
2024-03-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Thermalization and Annihilation of Dark Matter in Neutron Stars
本文研究了中子星中暗物质的热化与湮灭加热机制，证明即使暗物质未完全热化，也能在矢量相互作用下不到1年、标量相互作用下10^4年内达到捕获-湮灭平衡，从而实现最大湮灭加热。
2024-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Search for Gamma-ray Emission from Dark Matter Annihilation in the Large Magellanic Cloud with the Fermi Large Area Telescope
在50千秒差距的距离和$\sim10^{10}$ M $_{\odot}$的暗物质质量，大麦云云（LMC）是间接暗物质搜索的天然目标。我们使用五年的数据从费米大面积望远镜（LAT）和更新的模型的伽马射线发射的标准天体物理组件，以寻找一个暗物质湮灭信号从大麦哲伦星云。我们进行旋转曲线分析，以确定暗物质的分布，设置一个强大的最小暗物质的量在LMC，我们用它来设置保守的界限上的湮灭截面。LMC的辐射通常可以用标准天体物理源很好地描述，一旦考虑到系统的不确定性，在LMC的运动中心附近最多可以识别出一个$1-2σ$过量。我们把竞争边界上的暗物质湮灭截面作为暗物质粒子质量和湮灭通道的函数。
2015-04-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Substructure Boosts to Dark Matter Annihilation from Sommerfeld Enhancement
最近引入的索末菲增强的暗物质湮灭截面的探测暗物质湮灭在星系晕的subhalos有重要的意义。除了这些次晕相对于主晕的高密度对暗物质湮灭截面的推动之外，索末菲增强导致的额外推动是因为它们在运动学上比星系晕更冷。如果我们进一步相信CDM的一般预测，在每个subhalo有一个丰富的子结构，这是近似自相似的星系晕，然后我表明，额外的推动来自这些小的子结构的密度增强和它们的小速度色散增强暗物质湮灭截面甚至进一步。我发现，非常大的提升因子（$10^5$到$10^9$）是在一个大类的模型中获得的。这些助推因子对探测星系晕中矮球状星系的暗物质湮灭的影响是这样的，一般来说，它们比背景伽马射线通量更亮，可以被费米伽马射线太空望远镜探测到。
2009-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Optimal observing strategies for velocity-suppressed dark matter annihilation
许多宇宙学暗物质的粒子模型都有一个配对湮灭率，它与湮灭粒子之间的相对速度的幂成比例。因此，在特定的环境引力势下，暗物质晕中心区域的湮灭率可能显著低于晕外围。虽然这可能被内晕中增加的暗物质对数密度所抵消，但它提出了一个问题：对于具有速度抑制湮灭率的暗物质模型，什么角度区域可以优化信噪比？在这里，我们考虑简化的背景模型银河系和河外目标，并证明最佳的观测策略有很大的不同情况。通常，明亮的中心源保证感兴趣的环形区域，而较平坦的背景保证尽可能大的角区域，可能包括中心区域。
2021-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Extracting limits on Dark Matter annihilation from gamma-ray observations towards dwarf spheroidal galaxies
矮球状星系是暗物质占主导地位的天体之一，这使得它们成为寻找暗物质湮灭信号的一系列目标。伽马射线天文学的最新发展，最重要的是费米-LAT仪器的发射，使这些目标受到关注。然而，没有明确的过量伽马射线已被证实从这些目标，导致一些最严格的限制暗物质湮灭从间接搜索。在从矮球状星系中提取极限时，适当地考虑所有相关的不确定性是非常重要的。这些问题包括矮椭球体的暗物质分布特性和其背景的不确定性。我们重新审视了暗物质湮灭的极限，从伽玛射线研究一组附近的矮球状星系，我们有很好的理解，在暗物质分布的不确定性。对于这些目标，我们执行和比较结果的替代方法提取的背景伽马射线通量。这提供了一种方法来区分暗物质湮灭目标，那些可以给出强大的约束。最后，我们提出了我们最严格的限制暗物质湮灭，这只来自目标，确保准确理解的伽马射线背景和暗物质分布的不确定性。
2012-11-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for Dark Matter Annihilation in the Smith High-Velocity Cloud
最近的观测表明，一些高速云可能被大质量的暗物质晕所限制。特别是，史密斯云的接近性和提出的暗物质含量使其成为间接探测暗物质湮灭的诱人目标。我们认为，史密斯云可能是一个更好的目标比一些银河系矮球状卫星星系和使用费米大面积望远镜的伽马射线观测寻找一个暗物质湮灭信号。没有显着的伽马射线过剩被发现与史密斯云相一致，我们设置强有力的限制暗物质湮灭截面假设空间扩展的暗物质配置文件与史密斯云的动力学建模一致。值得注意的是，这些限制排除了典型的热遗迹截面（$\sim 3\times10^{-26}{\rm cm}^{3}{\rm s}^{-1}$）的暗物质质量$\lesssim 30$ GeV湮灭通过$b \bar b$或$τ^{+}τ^{-}$通道的暗物质密度分布的某些假设，但是，在史密斯云的暗物质内容的不确定性可能会显着削弱这些限制。
2014-06-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Gamma-Ray Observations of Galaxy Clusters Strongly Constrain Dark Matter Annihilation in Prompt Cusps
本研究构建星系团内即时暗物质尖点的湮灭模型，利用15年Fermi-LAT伽马射线数据未发现相关信号超出，对200 GeV以下湮灭型热暗物质的b\bar{b}道截面施加强约束。
2025-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Model-independent constraints on dark matter annihilation in dwarf spheroidal galaxies
我们提出了一个一般的，独立于模型的形式主义，用于确定通过暗物质湮灭，适用于任何一组关于暗物质粒子物理学或天体物理学的假设在矮球状星系的光子生产的界限。作为一个例子，我们分析了费米大面积望远镜的伽马射线数据，以约束各种非标准的暗物质模型，其中几个以前没有在矮星系搜索的背景下进行过研究。
2018-05-24 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraints on Dark Matter Annihilation/Decay from the Isotropic Gamma-Ray Background
在这项工作中，我们研究的限制暗物质（DM）湮灭/衰变的费米LAT各向同性伽玛射线背景（IGRB）的观测。我们认为，从河外和银河系DM组件的贡献。对于DM湮灭，考虑了河外DM晕的演化。我们发现，IGRB的限制下，一些DM subhalo模型可以媲美来自矮球状星系的观测。我们还使用IGRB的结果来约束最新的AMS-02正负电子异常的参数区域。我们发现，大多数的DM湮灭/衰变通道是强烈不赞成的最新的费米-LAT IGRB观测，只有DM湮灭/衰变到$μ^+μ^-$可能是有效的。
2016-02-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter annihilation with s-channel internal Higgsstrahlung
我们研究了费米子暗物质通过s通道轴向矢量介质湮灭为标准模型费米子的情形。我们指出，众所周知的手征性抑制的湮灭截面可以减轻s-通道内的Higgsstrahlung。在重介导粒子的极限下，宇宙线谱的形状与t-通道内Higgsstrahlung的形状相同。与一般的t-通道韧致辐射不同，s-通道Higgsstrahlung甚至可以是狄拉克暗物质的主要湮灭过程。由于s通道中介体可以是一个标准模型单态，碰撞器搜索的中介体很容易绕过。
2016-05-02 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Positrons in Cosmic Rays from Dark Matter Annihilations for Uplifted Higgs Regions in MSSM
我们指出，有区域的MSSM参数空间，成功地提供了一个暗物质（DM）湮没解释所观察到的正电子过剩（如PAMELA），同时仍然与所有其他数据集的协议。这样的区域（例如抬升的希格斯区域）可以通过CP奇希格斯通道通过Breit-Wigner共振实现增强的中性伴子DM湮灭为轻子。这样的区域可以给出适当的热遗迹DM丰度，DM湮灭产物与当前的反质子和伽马射线观测是兼容的。这种情况可以成功，而无需引入任何额外的自由度，超出MSSM中已经存在的自由度。
2010-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Relic Abundance of Asymmetric Dark Matter
我们研究了早期宇宙中处于热平衡的非对称暗物质粒子的遗迹丰度。将对称暗物质的标准解析计算推广到非对称情形。我们计算所需的不对称性来解释观测到的暗物质遗迹丰度作为湮灭截面的函数。我们发现，引入不对称总是减少间接检测信号从WIMP湮灭，虽然它有一个更大的湮灭截面比对称的暗物质。这为构建MeV暗物质的现实模型开辟了新的可能性。
2011-06-26 astro-ph.CO hep-ph
Two-photon annihilation of singlet cold dark matters due to noncommutative space-time
探测来自暗物质湮灭或衰变的宇宙射线，特别是伽马射线，是一种间接的方式来调查的暗物质的性质。在对易时空中，暗物质候选者（WIMP）湮灭为光子的过程通过环路修正进行。然而，在非对易时空中，WIMP和其他标准模型单重态粒子一样，也有可能与光子直接耦合。本文研究了非对易时空中单重态WIMP的双光子湮没。如果非对易相互作用与遗迹丰度有关，则可以使用费米-拉特数据排除某些暗物质质量。
2012-10-01 hep-ph
Fitting the Galactic Center Gamma-Ray Excess with Cascade Annihilations
在银河系中心方向的扩展区域中，明显过量的伽马射线具有暗示暗物质湮灭的空间分布和振幅。如果这种过剩确实是由于暗物质湮灭，它将表明存在暗物质和一个额外的粒子超出了标准模型，介导暗物质和标准模型状态之间的相互作用。我们引入参考模型描述暗物质湮灭对这些新的介质，这从热湮灭截面的SM-介质耦合，很容易解释缺乏直接的检测信号。我们确定的参数区域，给出了很好的描述的伽马射线过剩的几个有动机的选择调解人耦合到SM。我们发现质量为7-26 GeV的费米子暗物质和暗矢量介质，或者10-50 GeV范围内的标量暗物质（希格斯门介质）或10-65 GeV范围内的标量暗物质（亲光介质）可以提供与直接湮灭的情况相比相当或改进的拟合。我们证明，这些模型可以很容易地满足所有的约束，从对撞机实验，直接检测，和宇宙学。
2014-10-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Robust Method for Treating Astrophysical Mismodeling in Dark Matter Annihilation Searches of Dwarf Spheroidal Galaxies
费米-LAT观测通过对矮球状星系（dSphs）的联合似然分析强烈地约束了暗物质湮灭。这些约束预计是强大的，因为dSphs具有可测量的暗物质含量，并产生可忽略不计的天体物理发射。然而，每个dSph都是暗淡的，预测的通量通常低于背景模型的精度。我们发现，这显着降低了以前的联合似然算法的可靠性，并开发了一种改进的分析，直接占背景建模误差的影响。该方法在真实和模拟数据中产生更鲁棒的暗物质限制和检测。我们计算改进的限制的暗物质湮灭截面，从以前的分析，这几乎是一个因素的差异-尽管检查相同的数据。
2019-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Freeze-out via Catalyzed Annihilation
我们提出了一个新的暗物质冻结的范例，其中的暗物质粒子的湮灭被催化。详细讨论了暗物质通过$2χ\to 2A'$和$3A' \to 2χ$过程进行耗尽的机制，其中$χ$和$A'$分别表示暗物质和催化剂。在这种情况下，暗物质数密度是多项式耗尽的，而不是像经典的WIMP和SIMPs那样是指数耗尽的（玻尔兹曼抑制）。该范例适用于一个隐蔽的弱相互作用的暗扇区与$\text{MeV-TeV}$质量范围内的暗物质。催化湮灭范例与CMB和BBN约束兼容，具有增强的间接检测信号。
2021-07-17 hep-ph
Relic Density of Asymmetric Dark Matter with Sommerfeld enhancement
我们研究了非对称热暗物质在化学退耦时的湮灭率随索末菲增强效应的变化。本文从数值和解析两方面详细分析了$s$ -和$p$ -波索末菲增强湮灭截面对非对称暗物质粒子和反粒子残余丰度的影响。利用暗物质残余密度的观测数据，给出了对耦合和非对称因子的约束条件。
2020-09-01 hep-ph
