Confronting dark matter with the diphoton excess from a parent resonance decay
最近在LHC的ATLAS和CMS实验中都报道了一个不变质量约为750 GeV的双光子过剩。虽然最简单的解释需要一个750 GeV（伪）标量的共振生产，在这里，我们考虑一个替代的设置，与一个额外的重母粒子衰变成一对750 GeV的共振。这种配置提高了8 TeV和13 TeV数据之间的一致性。此外，我们还包括一个暗物质候选人的形式的马约拉纳费米子的相互作用，通过750 GeV的门户网站。光共振的不可见衰变有助于抑制与双光子信号相关的进入标准模型粒子的额外衰变通道。我们实现了我们的分层框架的背景下，一个有效的理论，我们分析的双光子信号以及与其他大型强子对撞机搜索的一致性。最后，我们解决的相互作用的大型强子对撞机的结果与暗物质现象，即与遗迹密度丰度和间接检测界限的兼容性。
2016-03-14 hep-ph
The LHC Confronts the pMSSM
我们探讨了当前（7+8 TeV）和未来（14 TeV）LHC搜索范围内的19/20维唯象MSSM（pMSSM）的可行sparticle光谱的影响。考虑到中性子和引力子LSP，我们比较我们的结果与简化模型的排斥限制和描述的重要情况下，pMSSM的结果显着不同的简化模型的描述。我们还考虑了模型，因为不寻常的衰变拓扑结构和/或位移衰变LHC数据约束不佳，并讨论了如何提高LHC在这些情况下的灵敏度。最后，出于自然性的动机，我们研究了当前搜索对具有光停止的模型和一组微调优于1%的专门模型的敏感性。我们表明，14 TeV的LHC将是一个非常强大的探测自然pMSSM模型。
2014-11-12 hep-ph
A SUSY Inspired Simplified Model for the 750 GeV Diphoton Excess
从750 GeV双光子过剩中得到的新单态标量粒子的证据，以及到目前为止在LHC中没有任何新物理学的信号，表明存在新的有色标量。为了研究这种可能性，我们提出了一个超对称的启发简化模型，扩展了标准模型与单线标量和重标量场进行颜色和电荷-“广场”。为了让后者衰变，并产生宇宙的暗物质，我们还添加了一个中性费米子的粒子内容。我们发现，这个模型提供了一个双参数拟合所观察到的双光子过剩一致的宇宙学，而允许的参数空间是有界的模型的一致性。在我们的简化模型的背景下，这意味着在LHC上存在其他可访问的超对称粒子，使这种情况可证伪。如果这种过度持续下去，它将意味着在评估超对称破缺和标量在低尺度物理中的作用时的范式转变。
2015-12-18 hep-ph
Type-III two Higgs doublet model plus a pseudoscalar confronted with $h\rightarrowμτ$, muon $g-2$ and dark matter
本文将一个额外的单重赝标引入到III型双Higgs模型（2HDM）中，以解决现代粒子宇宙学中的一系列问题。由于存在轻赝标量，在CMS测量的$h\rightarrowμτ$过量以及$(g-2)_μ$异常可以在一定的参数空间内同时解释，该参数空间也可以容忍在LHC获得的关于味道破坏过程$τ\rightarrowμγ$和Higgs衰变的数据。在相同的参数空间内，可以很好地计算DM残留丰度。此外，最近观察到的银河系中心伽玛射线过剩（GCE）提出通过暗物质（DM）对湮灭，并在这项工作中，湮灭是由赝标量介导的情况下也解决了。
2016-06-02 hep-ph
Confronting the Galactic Center Gamma Ray Excess With a Light Scalar Dark Matter
费米大面积望远镜观测到来自银河系中心的伽马射线发射光谱过量。这些数据表明，质量在31-40 GeV范围内的轻暗物质（DM）候选者，主要衰变为$b\bar b$最终状态，可以解释所观察到的光子能量的存在。我们试图在超对称逆跷跷板模型（SISM）中通过超中微子DM湮灭为费米子对来解释这一观察到的现象。这个模型也可以解释微小的非零中微子质量满足现有的中微子振荡数据。我们表明，在这个模型中的希格斯门DM是在完美的协议，除了满足所有其他现有的对撞机，宇宙学和低能实验的限制，与这个新的解释。
2015-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Interpreting the Fermi-LAT gamma ray excess in the simplified framework
我们测试的可解释性，马约拉纳费米子暗物质候选人与标量介体解释的伽马射线过剩从银河系中心。假设调解人耦合到所有第三代费米子，我们计算暗物质丰度和散射的原子核，伽马，正电子和反质子宇宙射线通量，从暗物质湮灭的无线电发射，以及暗物质湮灭的CMB上的效果观测。在排除了有争议的射电观测之后，其余的数据倾向于暗物质（介质）质量在10-100（3-1000）GeV范围内，与底夸克和τ轻子的弱关联耦合在68%的可信度水平上为10^{-3}-1。
2015-05-25 hep-ph
Consistency of the recent ATLAS $Z+E_T^{\rm miss}$ excess in a simplified GGM model
ATLAS最近报道了轻子- $Z+E_T^{\rm miss}$通道中的$3σ$过量。这在文献中被解释为一个简化的广义规范中介模型，包含一个胶子，一个希格西诺次轻超对称粒子（NLSP）和一个引力子最轻超对称粒子（LSP）。我们测试了这一解释的一致性，以代替CMS中相应搜索的结果以及新物理学的其他大型强子对撞机搜索。由于非去耦效应，这些模型的参数空间被分成两个区域;在一个区域中，通过顶夸克产生的额外轻子是预期的，而另一个区域看到零轻子事件的大概率。在结合相关的约束条件，我们发现，这些模型不能解释ATLAS过剩。
2015-04-20 hep-ex hep-ph
Interpretations of galactic center gamma-ray excess confronting the PandaX-II constraints on dark matter-neutron spin-dependent scatterings in the NMSSM
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质（DM）最有吸引力的候选者之一，而次极小超对称标准模型（NMSSM）中最轻的中性伴子（$\widetildeχ^0_1$）是WIMP的一个有趣的实现。银河系中心过剩（GCE）可以用天空中的WIMP DM湮灭来解释。在这项工作中，我们考虑$Z_3$ -NMSSM的单线态$S$和Singlino $\widetilde{S}^0$组件中发挥重要作用的希格斯和DM部门。我们的分析参数的指导下，我们进行了数值扫描的NMSSM参数空间的GCE的解释，考虑各种观测量，如标准模型（SM）的Higgs数据测量的ATLAS和CMS实验，和$B$ -物理观测量$BR(B_s\rightarrow X_sγ)$和$BR(B_s\rightarrow μ^+μ^-)$。我们发现，耦合$C_{A_1 b\bar{b}}$在$\langle σ_{b\bar{b}} v \rangle _{0}$和耦合$C_{Z \widetildeχ^0_1 \widetildeχ^0_1}$在DM-中子自旋相关（SD）散射率$σ^{SD}_{\widetildeχ^0_1-N}$之间的相关性，使我们获得的GCE解释的所有样品被排除在PandaX-II的结果。虽然DM共振湮灭场景可能超出了我们的分析近似和扫描策略的范围，但上述相关性可能是未来实验的合理动机，例如PandaX-nT，以…
2018-05-23 astro-ph.HE hep-ph
Confronting the Fermi Line with LHC data: an Effective Theory of Dark Matter Interaction with Photons
我们描述了一个有效的理论之间的相互作用的暗物质粒子对和光子对。这样的相互作用可以容纳$χ\barχ\rightarrowγγ$过程，这可能是费米光谱中观察到的特征的原因，以及$γ^*/Z\rightarrow γχ\barχ$过程，这将预测在大型强子对撞机在$γ+\missET$最终状态的过度。我们重新解释了ATLAS $γ+\missET$分析和我们的新有效理论的参数空间中观察到的费米特征，以评估它们的一致性。
2013-07-18 hep-ex hep-ph
Light dark matter confronted with the 95 GeV diphoton excess
本研究在GUTc NMSSM框架下探讨轻暗物质与95 GeV双光子超额的关联，发现bino或singlino主导的暗物质可通过多种漏斗湮灭机制获得正确遗迹密度，并伴随可观的希格斯不可见衰变及95 GeV标量信号。
2023-12-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Pseudo-Goldstone dark matter confronts cosmic ray and collider anomalies
来自银河系中心的伽马射线和宇宙射线反质子的光谱持续过量可以用质量为$50\sim 65$ \的暗物质（GeV）湮灭为$b$夸克来解释，但这通常很难与直接探测的限制相一致。我们使用一类简单的模型来解决这种紧张关系，其中暗物质是伪南部-戈德斯通玻色子，与原子核具有自然动量抑制耦合。探索模型的参数空间，我们发现，它可以解释宇宙线异常，同时保持兼容的约束条件，从遗迹丰度和湮灭矮球状星系。在参数空间的某些区域，希格斯-暗物质耦合可以帮助稳定希格斯势，直到普朗克尺度。暗物质的标量伙伴是一个额外的希格斯玻色子，这可以解释CMS观察到的试探性双光子过剩，以及LEP的$b\bar b$信号过剩，如果它的质量是$\sim 96$ \，GeV，并且模型扩展到包括重标量夸克。这个扩展的模型预测单色伽马射线线64 GeV附近，在接近目前的实验灵敏度的水平，从星系中的暗物质湮灭。
2019-08-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A simplified 2HDM with a scalar dark matter and the galactic center gamma-ray excess
由于受到LUX实验的强烈限制，标量门暗物质理论不能解释星系中心由暗物质湮灭为$b\bar{b}$而产生的γ射线过剩。为了消除这种张力，我们在排列的两个Higgs-偶态模型中加入了一个标量暗物质，并着重讨论了一个简化的情形，它有两个主要特征：（i）重CP偶态Higgs是已发现的125 GeV的希格斯玻色子玻色子，它与规范玻色子和费米子的耦合与SM Higgs玻色子相同。(ii)只有轻CP偶Higgs介导了暗物质与SM粒子的相互作用，它与$WW$和$ZZ$没有耦合，而与上夸克、下夸克和带电轻子有独立的耦合.我们发现，当$-1.0< f^n/f^p<0.7$与同位旋破坏的暗物质-核子耦合时，由标量门暗物质引起的LUX约束与$<σv>_{SS\to b\bar{b}}$之间的张力可以消除，并且满足Higgs搜索实验和Planck残余密度的约束.
2015-01-05 astro-ph.HE hep-ph
Simplified Dark Matter Models for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
从银河系中心周围的区域观察到的伽马射线过剩的动机，我们探索粒子暗物质模型，可能占频谱和归一化的信号。采取模型独立的方法，我们认为一个详尽的列表的树级图的暗物质湮灭，并确定可以解释所观察到的伽马射线发射，同时预测热遗迹丰度等于测得的宇宙学暗物质密度。我们确定了各种各样的模型，可以满足这些标准，而不与现有的直接检测实验或大型强子对撞机（LHC）的约束冲突。在不久的将来的暗物质实验和/或即将到来的14 TeV LHC检测的前景显得相当有希望。
2015-06-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Factorization and hadronic B decays in the heavy quark limit
最近的两体强子B衰变的理论研究提供了使用因子分解矩阵计算B衰变矩阵元的理由。受此启发，我们提出了一个简化的公式为广泛的B衰变到最低质量的赝标量和矢量介子。这些公式，有效的重夸克限制，涉及一组减少软QCD参数，虽然导致一些损失的准确性，仍然应该提供一个足够的和透明的工具，面对数据在未来一段时间。最后，我们面对这些公式与数据的19个通道。
2002-08-29 hep-ph
Diphoton resonance confronts dark matter
作为一个解释的750 GeV的双光子过剩最近报告的ATLAS和CMS合作，我们认为一个简单的扩展的标准模型与狄拉克费米子暗物质，一个单线态复杂的标量场介导之间的暗物质和SM粒子通过有效的耦合SM规范玻色子和/或希格斯门。在这个模型中，我们可以通过复标量场的赝标量和实标量伙伴的直接和/或级联衰变来容纳双光子事件。我们表明，单喷流搜索和伽玛射线观测是互补的约束区域的双光子共振的宽度可以提高由于耦合的共振到暗物质和正确的遗物密度得到。在共振级联衰减的情况下，单重标量的有效耦合可以更小，但该模型仍然可以通过未来在LHC上对单光子和光子喷流的区分以及对暗物质级联湮灭的伽马射线搜索来检验。
2016-06-29 hep-ph
Graviton-mediated dark matter model explanation the DAMPE electron excess and search at $e^+e^-$ colliders
DAMPE宇宙射线电子谱的最新结果显示，在大约1.4 TeV的背景上有一个狭窄的凸起。我们试图在一个简化的Kaluza-Klein引力子介导的暗物质模型中解释DAMPE电子过剩，在该模型中引力子只与轻子和暗物质相互作用。给出了相关的唯象讨论，并指出这种简化的引力子介导的暗物质模型有可能在未来的轻子对撞机实验中得到交叉检验。
2017-12-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Expectations for the muon g-2 in simplified models with dark matter
我们研究了新物理学的简化模型，它可以容纳μ子的异常磁矩和暗物质的遗迹密度的测量值。我们定义了一组标准模型的可重正化的SU（2）$\times$ U（1）不变扩展，每个扩展都包括一个惰性的$Z_2$-奇标量场和一个或多个通过Yukawa型相互作用与μ子通信的无色费米子对。新的部门进行分类，根据他们的标准模型规范组下的转换属性和所有的模型系统地面对各种实验的限制：LEP质量界限，直接LHC搜索，电弱精密观测，并直接搜索暗物质。我们发现，只有一种类型的新费米子的场景变得非常具有预测性，一旦考虑到遗迹密度和对撞机的限制，在这种情况下，$g-2$不增强手征翻转。相反，对于通过费米子混合产生手征对称破坏的额外来源的模型，约束要宽松得多，并且可能需要具有高度抑制的系统不确定性的新的精确实验来测试参数空间。
2017-09-22 hep-ph
TeV SUSY dark matter confronted with the current direct and indirect detection data
在最小超对称标准模型（MSSM）中，最轻的超粒子（LSP）可以是TeV的中性伴子（主要由希格西诺或维诺组成），它是具有正确热遗迹密度的暗物质候选者。在这项工作中，我们面对1-2 TeV的中性伴子暗物质与最新的直接和间接探测PandaX和AMS-02/DAMPE。考虑到各种情况下与去耦sfermions，与\textit{A}介导的湮灭，与squark或停止共湮灭，我们发现，参数空间严格限制的直接检测限。在允许的参数空间中，TeV中性伴子暗物质湮灭对反质子通量的贡献与AMS-02数据一致，而对电子/正电子通量的贡献很小，不会引起任何可见的过量.当前幸存的参数空间可以由未来的直接检测实验LZ7.2T覆盖。
2018-05-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Simplified Models for a First Characterization of New Physics at the LHC
低能超对称性理论和其他几个解决层次问题的理论预测，在大型强子对撞机上，具有标准模型量子数的粒子会衰变为喷流、失去能量，可能还有轻子。如果在LHC的数据中发现了过量的此类事件，那么描述它的理论框架对于约束新物理学的结构至关重要。我们提出了四个故意简化模型的基础，每个模型仅由2-3个质量和4-5个分支比指定，用于数据的第一表征。这些简化模型的数据拟合提供了一个定量介绍的射流结构，电弱衰变，和重味含量的数据，独立的检测器的影响。这些拟合以及将其预测与数据中的分布进行比较的图可以用作描述任何完整理论模型中的数据的目标。
2009-06-04 hep-ph
Hidden On-Shell Mediators for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
我们提出了银河系中心的伽玛射线过剩狄拉克暗物质湮灭成对或三重态的壳玻色子介质的标准模型的简化模型。这些湮灭模式使得暗物质的质量比传统的有效理论中的伽马射线过剩更重。由于湮灭率是由暗物质-介质耦合决定的，因此标准模型耦合可以通过抑制直接探测和对撞机信号而在参数上变小，以“隐藏”暗区。我们探讨这些模型的可行性，作为一个热遗物和介质的作用，用于控制伽马射线光谱形状。我们评论紫外线完成这些简化模型和新的选择标准模型的最终状态。
2014-08-28 astro-ph.HE hep-ph
Local $Z_2$ scalar dark matter model confronting galactic ${\mathrm GeV}$-scale $γ$-ray
我们提出了一个标量暗物质（DM）模型，其中DM（$X_I$）是稳定的本地$Z_2$对称性起源于自发破缺的本地暗$U(1)_X$。与通常具有全局$Z_2$对称性的纯量DM相比，局域$Z_2$模型拥有三个新的额外场：暗光子$Z^{'}$、暗希格斯粒子$ϕ$和纯量DM的激发伙伴（$X_R$），动力学混合和希格斯门相互作用由局域暗规范不变性决定。由于新开通的通道$X_I X_I \rightarrow Z^{'} Z^{'}, ϕϕ$，所得到的模型可以容纳标量DM的热遗迹密度，而不与不可见的Higgs分支比和DM直接探测的边界相冲突。特别地，由于新粒子的存在，来自银河系中心（GC）的${\rm GeV}$尺度$γ$ -射线过剩可以起源于DM湮灭中产生的暗希格斯玻色子的衰变。
2015-06-09 astro-ph.HE hep-ph
Precision Drell-Yan Measurements at the LHC and Implications for the Diphoton Excess
在大型强子对撞机上对Drell-Yan（DY）截面的精确测量限制了新的物理场景，这些场景涉及带有电弱（EW）电荷的新状态。我们分析这些限制，并将其应用到模型，可以解决在750 GeV的大型强子对撞机双光子过剩。我们面对这些调查结果与LEP电子战精度测试，并表明，DY提供了更强的约束比LEP数据。虽然8 TeV的数据已经可以探测参数空间的某些有趣区域，但LHC 14的结果预计将覆盖相关地形的很大一部分。我们从现有的数据，估计LHC 14达到的界限，并将它们与从LEP和未来的FCC-ee精度测量得到的界限进行比较。
2016-05-13 hep-ex hep-ph
Simplified Limits on Resonances at the LHC
在评估新的对撞机数据的最初阶段，特别是如果可能存在少量过剩，那么有一种方法将数据与整个模型类别进行比较将是有用的，以便立即了解哪些类别可能是相关的。在本文中，我们提出了一种方法，适用于新的物理调用时，解释过剩对应于一个单一的，相对较窄的，$s$通道共振的生产和衰变。共振的简化模型允许我们将估计的信号横截面转换成与模型无关的关于对应于产生和衰减的分支比的乘积的界限。这很快就揭示了一个给定类别的模型是否可能在LHC上产生所需大小的信号。我们的工作建立了一个总体框架，概述了它是如何运作的共振与不同数量的生产和衰变模式，并分析了目前的实验兴趣的情况下，包括共振衰变到双玻色子，双光子，双轻子，或双射流。如果大型强子对撞机实验报告他们在本文定义的简化极限变量$ζ$中寻找标准模型之外的新共振，那将更容易避免死胡同，并找到最有可能的候选模型来解释任何观察到的过度现象。
2016-10-13 hep-ex hep-ph
Impact of Dark Matter Direct and Indirect Detection on Simplified Dark Matter Models
我们讨论简单的扩展标准模型具有（费米子）稳定DM候选人通过$Z^{'}$调解人与SM费米子相互作用。这类模型提供了一个广泛的现象学，但结果，在同一时间，特别易于管理，给定的自由参数的数量有限，并提供了一个广泛的LHC现象学。我们将讨论直接和间接暗物质搜索的影响，假设后者是热WIMP。我们将特别表明，DM自旋无关和自旋相关的散射截面的限制的组合已经排除了大部分的参数空间有利于DM遗迹密度，特别是如果，此外，DM间接信号，如银河系中心伽马射线过剩是必需的。
2015-10-08 hep-ph
Confronting the short-baseline oscillation anomalies with a single sterile neutrino and non-standard matter effects
在双中微子$\stackrel{\tiny{(-)}}ν_μ\rightarrow\stackrel{\tiny{(-)}}ν_e$振荡近似下，研究了非标准物质效应下的MiniBooNE中微子、MiniBooNE反中微子和LSND反中微子数据集.我们假设这些效应可以用一个与$L$无关的有效势（$V_s=\pm A_s$）来参数化，该势仅由一个中间的、非弱相互作用（无菌）的中微子态经历，我们假设该中微子态参与振荡，其中$+/-$对应于中微子/反中微子传播。我们详细讨论了这种振荡出现的数学框架，并推导出相关的振荡概率作为真空振荡参数$Δm^2$和$\sin^22θ_{μe}$，以及物质效应参数$A_s$的函数。我们能够成功地拟合所有三个数据集，包括MiniBooNE低能量过剩，具有以下最佳拟合模型参数：$Δm^2=0.47$ eV $^2$，$\sin^22θ_{μe}=0.010$和$A_s=2.0\times10^{-10}$ eV。最佳拟合的$χ^2$ -概率对应于21.6%，与之相比，$A_s$被设置为零的拟合的概率为6.8%，对应于（3+1）无菌中微子振荡模型。我们发现，三个数据集之间的兼容性对应于17.4%，相比之下，$A_s=0$为2.3%。最后，考虑到拟合结果，我们研究了反应堆，太阳能和大气振荡的后果。在本文中，所提出的模型是经验驱动的，但所获得的结果可以直接用于研究各…
2012-02-06 hep-ph
Pseudoscalar Portal Dark Matter and New Signatures of Vector-like Fermions
费米子暗物质通过赝标量入口与标准模型扇区相互作用，可以避开直接探测的限制，同时保持WIMP奇迹。我们研究了LHC对简化模型中赝标产生的约束，赝标主要与b夸克或τ轻子耦合，并探讨了它们对伽玛射线观测中GeV过量的影响。我们还研究了新的矢量类费米子模型，可以实现简化模型的赝标门户暗物质。这些模型产生了新的衰变通道和矢量类费米子的特征，例如，bbb，btautau和tautautau共振。一些签名已经受到现有LHC搜索的强烈约束，并且拟合伽马射线过量的参数空间进一步受到限制。另一方面，由于电弱产生率很小，到目前为止，纯的富τ末态仅受到弱约束。
2016-02-01 hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT I. Scalar and fermionic models with s-channel vector mediators
本文利用GAMBIT对通过s通道矢量媒介子与夸克耦合的标量和费米子暗物质简化模型进行全局拟合，发现LHC单喷注超出和遗迹密度限制偏好暗物质质量约为媒介子一半的共振区域，并揭示了矢量与轴矢量耦合带来的竞争性约束。
2023-08-08 hep-ph
EFT Interpretation of XENON1T Electron Recoil Excess: Neutrinos and Dark Matter
我们研究了标量单重态扩展的暗物质有效场论中XENON 1 T电子反冲过剩。我们面对它与各种天体物理和实验室的限制，在一般的设置和更具体的，最近提出的，与亲轻子$Z_2$奇介质的变体。后者还通过抑制的$Z_2$破缺为轻子提供质量，这种结构与观察到的过剩的性质非常吻合，离散对称性导致了非标准的暗物质相互作用。我们发现，过剩可以解释中微子-电子相互作用，与中微子和电子质量，而暗物质-电子散射不会导致统计上显着的改善。我们分析了参数空间的异常，并找到严重的限制，只能避免在某些角落的参数空间。大爆炸核合成的电子耦合的潜在问题边界可以通过新标量扇区中的后期相变来规避。
2021-02-23 hep-ex hep-ph
The infamous 95 GeV $\rm b \bar b$ excess at LEP: Two b or not two b?
针对有说法称LEP的bb质量超出可佐证LHC 95 GeV双光子超出是新标量粒子的观点，研究者核查LEP公开记录后发现，LEP数据强烈不支持95-100 GeV范围内存在新物理。
2024-10-10 hep-ex hep-ph
NMSSM Interpretation of the Galactic Center Excess
我们探讨了费米望远镜观测到的GeV银河系中心过剩（GCE）的模型，专注于$Z_3$ NMSSM中的$χχ\rightarrow f \bar f$湮灭过程。我们首先检查的要求，一个简化的模型（参数化的耦合和质量的暗物质（DM）和介质粒子），再现GCE通过$χχ\rightarrow f \bar f$，同时热生产所观察到的遗迹丰度。我们将简化模型的结果应用于Singlino/Higgsino（S/H）或Bino/Higgsino（B/H）DM的$Z_3$ NMSSM。在S/H DM的情况下，我们发现DM必须非常接近一个赝标量共振是可行的，和大的$\tanβ$和积极的值$μ$是首选的逃避直接检测的限制，同时获得观察到的希格斯质量。相比之下，在B/H DM的情况下，情况要少得多：湮灭通常发生在非共振状态，并且对于大的$\tanβ$，通过选择足够大且为负的$μ$，可以很容易地满足直接检测约束。B/H模型通常有一个很轻的，很大程度上类似于MSSM的赝标量，没有伴随的带电希格斯粒子，可以在LHC中搜索。
2014-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Confronting global 21-cm signal with $\mathbb{Z}_3$ symmetric dark matter models
本文研究 $\mathbb{Z}_3$ 对称暗物质模型中的 SADM 和 Co-SIMP 对全局 21-cm 信号的影响，发现 Co-SIMP 可凭借固有冷却效应自然解释 EDGES 吸收谷，并在 EDGES 与 SARAS 3 争论背景下验证了模型的可行性。
2023-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Confronting dark matter co-annihilation of Inert two Higgs Doublet Model with a compressed mass spectrum
本文对惰性双希格斯模型（i2 HDM）中的轻标量暗物质（DM）进行了全面的分析，该模型具有压缩的质量谱，三个$\mathbb{Z}_2$奇粒子--标量$S$，赝标量$A$和带电Higgs $H^\pm$之间的小质量分裂.在这种情况下，共湮灭过程对降低DM残体密度起着重要作用。只要早期宇宙中的总相互作用率是由共湮灭控制的，那么小的湮灭率就可以达到正确的DM残余密度，DM对与希格斯玻色子之间的耦合$λ_S$也应该很小。因此，可以忽略不计的DM-核子弹性散射截面预测在树水平。在这项工作中，我们包括DM-核子弹性散射截面的单圈量子修正。我们发现，$\mathbb{Z}_2$奇粒子之间的四次自耦合$λ_2$确实有助于单圈量子校正，并且对于共湮没场景表现得很重要。有趣的是，参数空间，这是允许在这项研究中考虑的电流约束，可以预测DM质量和湮灭截面在目前兼容的AMS-02反质子过剩。参数空间可以在未来的高光度LHC上进一步探索。
2020-06-02 astro-ph.HE hep-ph
A comprehensive approach to dark matter studies: exploration of simplified top-philic models
对暗物质的研究处于对撞机物理学、天体物理学和宇宙学的交界处。以暗物质候选者为特征的约束模型需要能够为大量的可观测数据提供准确的预测，并将它们与广泛的数据进行比较。我们提出了一个框架，从一个模型拉格朗日，允许一个一贯的和系统地作出预测，以及面对这些预测与众多的实验结果。作为应用，我们考虑了一类简化的暗物质模型，其中标量介体只耦合到顶夸克和费米子暗扇区（即简化的亲顶暗物质模型）。我们详细研究了遗迹密度，直接/间接检测和碰撞器搜索约束的多维模型参数空间的互补性，并有效地识别区域的各个方法暗物质检测提供了最严格的界限。在暗物质的对撞机研究的背景下，我们指出的互补性，大型强子对撞机的搜索在探测不同区域的模型参数空间的最终状态，涉及顶夸克，光子，喷气机和/或丢失的能量。我们的研究暗物质生产在大型强子对撞机超越了树级近似，我们展示了如何高阶修正暗物质生产过程中的例子可以影响实验结果的解释。
2016-05-30 hep-ex hep-ph
Model Independent Bounds on the Non-Oscillatory Explanations of the MiniBooNE Excess
我们认为MiniBooNE检测到的事件的低能量过剩的非振荡的解释。我们提出了一个系统的搜索基于新的物理现象的情况下，可以产生过剩。我们将场景定义为一系列的过渡和过程，这些过程将目标中加速质子的相互作用与MiniBooNE探测器中的单簇射事件联系起来。这些方案的关键要素是新的轻$\mathcal{O}(\text{keV}-100\,\text{MeV})$粒子（费米子或/和玻色子）的产生和衰变。我们发现约$20$的情况下，尽可能少的新粒子和相互作用点。在实践中，他们都减少到几个通用的情况下，以这种方式，我们开发的MiniBooNE过量的有效理论。我们考虑在中微子实验T2 K ND 280，NO $ν$ A，MINER $ν$ A以及NOMAD和PS 191中使用近或近探测器的情况下的测试。这些场景立即将MiniBooNE过量和这些探测器中新物理事件的预期数量联系起来。我们计算的预期数量的事件作为新粒子的寿命和质量的函数，并面对他们与相应的实验界限。我们指出的情况下，被排除或强烈不赞成一个或几个实验。考虑到我们的一般方法，这项工作也可以被视为在基于加速器的中微子实验的新物理学的有效理论，与未来的项目，如DUNE相关。
2021-04-09 hep-ex hep-ph
Colored Scalars And The CDF $W+$dijet Excess
CDF最近报道的关于$W+$双喷注过剩的数据可以解释为伴随产生了一个$W$和一个质量约为150 GeV的新粒子，该粒子随后衰变为两个强子喷注。本文研究了用色标量玻色子解释$W+$双喷流过剩的可能性。有几种色标量可以与两个夸克进行树级可重整化的Yukawa耦合，$({\bf 8}, {\bf 2},1/2)$，$(\bar{\bf 6}({\bf 3}), {\bf 3}({\bf 1}), -1/3)$，$(\bar {\bf 6}({\bf 3}), {\bf 1}, -4/3(2/3))$。如果其中一个标量的质量约为150 GeV，那么它被着色就可以很自然地解释为什么过剩的质量只以两个强子喷流的形式出现。虽然所需的生产截面和质量把约束模型参数和排除一些可能的情况下，面对其他现有的数据，特别是FCNC数据，我们发现，有很强的约束Yukawa耦合这些标量。如果不强制耦合成为某种特殊的纹理形式，除了$({\bf 3}, {\bf 3}, -1/3)$，大多数标量都有FCNC数据的问题。我们还研究了在RHIC和LHC上寻找这些新粒子的一些特征，发现相关信息可以帮助进一步区分不同的模型。
2012-01-11 hep-ex hep-ph
Reconciling Higgs physics and pseudo-Nambu-Goldstone dark matter in the S2HDM using a genetic algorithm
在单重态扩展的2 Higgs二重态模型（S2 HDM）框架下，研究了伪Nambu-Goldstone（pNG）暗物质的可能实现. pNG暗物质之所以受到吸引，是因为动量抑制散射截面可以自然地避免直接探测约束，而暗物质的残余丰度仍然可以通过通常的热冻结机制来解释。我们面对的S2 HDM与众多的理论和实验的限制，特别注意的标量势，如真空稳定性和微扰的理论限制。此外，我们讨论了与暗物质部门，一方面，和希格斯部门，另一方面的约束之间的互补性。在我们的数值讨论中，我们探讨了希格斯漏斗区的暗物质质量约$60$ GeV使用遗传算法。我们证明，S2 HDM可以解释测量的遗迹丰度，同时符合所有相关的限制。我们还讨论了是否可以容纳所谓的银河系中心过剩和反质子过剩，可能在约$96$ GeV的希格斯玻色子，可以在这个质量的$b \bar b$ -夸克和双光子终态，分别观察到的LEP和CMS过剩的起源相结合。
2021-11-26 hep-ph
Simplified Limits on New LHC Resonances
如果在对撞机数据中发现了可能预示新物理的过量数据，那么能够立即将数据与整个模型类别进行比较将是非常有用的。这个演讲讨论了一种方法，适用于新物理学对应于一个单一的，相对较窄的，s通道共振的产生和衰减。共振的简化模型允许我们将估计的信号横截面转换成与模型无关的关于对应于产生和衰减的分支比的乘积的界限。这很快就揭示了给定的一类模型是否可能产生观测到的大小的信号。我们将描述如何将我们的分析框架应用于当前实验感兴趣的情况，包括共振衰减到双玻色子、双光子、双轻子或双射流。
2016-11-03 hep-ex hep-ph
Coloured coannihilations: Dark matter phenomenology meets non-relativistic EFTs
我们研究了一个简化模型的现象学，该模型以Majorana费米子作为暗物质候选者，通过色荷共湮灭伙伴与标准模型夸克相互作用。最近人们已经意识到，非微扰动力学，包括索末菲效应，束缚态的形成/解离和热校正，发挥重要作用，在coannihilation与有色介质。这就要求对热冻结进行仔细分析，并重新审视热遗迹的实验特征。我们采用了一个国家的最先进的计算的遗物密度，利用非相对论有效的理论框架和计算的有效湮灭率通过求解等离子体修改薛定谔方程。我们确定宇宙学的首选参数空间，并面对它与当前的实验限制和未来的前景暗物质检测。
2019-03-17 hep-ph
Light Dark Matter in the light of CRESST-II
最近，CRESST合作组织发表了他们期待已久的直接暗物质（DM）探测实验的结果与CaWO_4目标。观察到的事件的数量超过了已知的背景在超过4西格玛的意义，这种过度可能是由于DM散射。我们面对这种解释与零的结果，从其他直接检测实验的一些理论模型，并发现，一致性实现非极小模型，如非弹性DM和同位旋违反DM。在这两种情况下，仍然存在着轻微的紧张和限制。CRESST的数据，但是，不能与无效的结果，并与DAMA和CoGeNT的阳性信号，同时在我们研究的任何模型。
2011-10-12 hep-ph
When CoGeNT met PAMELA
如果CoGeNT实验中的过剩事件是由轻暗物质离开原子核的弹性散射引起的，交叉对称性意味着轻暗物质进入星系晕内强子终态的非零湮灭截面，我们将面对PAMELA合作测量的反质子光谱。我们考虑了暗物质和夸克之间的两种有效相互作用：1）重粒子积分产生的接触相互作用和2）由于暗物质的电磁特性产生的长程相互作用。反质子光谱中没有多余的反质子导致标量的张力，在较小程度上，矢量暗物质通过希格斯门与夸克相互作用。
2010-12-22 astro-ph.HE hep-ph
Scalar dark matter coannihilating with a coloured fermion
我们分析了一个简化模型的现象学的一个真正的标量暗物质候选人与夸克通过有色费米子介体相互作用。在共湮灭区，暗物质丰度受有色费米子动力学的控制，而有色费米子的动力学可以受到非微扰效应的显著影响。我们采用非相对论性的有效场论方法，使我们能够系统地处理索末菲效应和束缚态形成的早期宇宙。与暗物质遗迹丰度相适应的参数空间面临着直接、间接和对撞机搜索。参数空间的相当大一部分，暗物质质量高达18 TeV，已经被XENON1 T排除在外。大多数剩余的热遗迹可以通过未来的达尔文式实验来探测，同时适当考虑到直接探测过程的相关耦合的运行。
2019-11-06 hep-ph
A Comprehensive Study of WIMP Models Explaining the Fermi-LAT Galactic Center Excess
Brown University（布朗大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino（意大利国家核物理研究所都灵分部）
本文研究了解释费米-拉特银河系中心过剩的WIMP模型，探讨了不同类别的候选者，并指出只有极窄的共振通道符合观测限制。
2026-04-04 astro-ph.HE hep-ph
Di-photon excess illuminates Dark Matter
我们提出了一个简化的暗物质模型与标量介体，以适应最近观察到的ATLAS和CMS合作的双光子过剩。共振衰变为暗物质可以很容易地解释标量共振相对较大的宽度，而总宽度的大小与对暗物质遗迹密度的约束相结合，导致对暗区参数的尖锐预测。在一个相当大的宽度的假设下，该模型预测的信号与~300 GeV的暗物质粒子的通道与大的丢失能量一致。这一预测还没有受到LHC运行I搜索的严格限制，并且将在LHC运行II中的喷流中以及具有更多亮度的缺失能量通道中进行访问。我们的分析还考虑了天体物理学的限制，指出未来的直接探测实验将对这种情况敏感。
2015-12-29 hep-ex hep-ph
Confronting recent AMS-02 positron fraction and Fermi-LAT Extragalactic Gamma-Ray Background measurements with gravitino dark matter
AMS-02号卫星最近对宇宙射线中正电子通量分数的测量证实并扩展了关于存在一种新的（尚不清楚的）高能正电子源的证据。为了解释这种过剩，我们使用双线性R宇称违反超对称模型的引力子作为衰变的暗物质候选者，作为这些高能粒子的来源。作为一个长寿命的弱相互作用和自旋3/2粒子，它提供了一些特殊性，使它成为一个有吸引力的候选者。我们计算了地球上每个引力子衰变通道产生的电子、正电子和$γ$ -射线通量。结合来自不同衰变模式的通量，我们可以将AMS-02测量的正电子分数以及电子和正电子通量与$1-2$ TeV范围内的引力子质量和$\sim 1.0-0.8\times 10^{26}$ s的寿命相拟合。.然后，我们研究这些方案的可行性，通过它们的影响，在$γ$射线观测。我们使用最近由{ \it Fermi}-LAT协作报告的河外$γ$ -射线背景和其已知贡献者的最先进的模型来限制引力子的寿命。这些限制不包括引力子参数空间，这提供了一个可以接受的解释AMS-02数据。因此，我们的结论是，双线性R-宇称破坏模型的引力子被排除作为唯一的主要来源的电子和正电子需要解释的上升，在正电子分数。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Shedding light on dark matter with recent muon $(g-2)$ and Higgs exotic decay measurements
最近，我们已经看到了两个超越标准模型的物理学线索：在寻找$H_0\to A_0 A_0\to b\bar{b}μ^{+}μ^{-}$的过程中，$σ$局部过剩（$M_{A_0} = 52$ GeV）为3.3，在$(g-2)_μ$测量中，$σ$偏离SM预测为4.2。ATLAS协作组使用$\sqrt{s}=13$ TeV的139 fb $^{-1}$数据发现了第一个过剩。第二个偏差是布鲁克海文E821和最近报道的费米实验室E989实验结果的结合。我们试图用一个可重正化的简化暗物质模型来解释这些偏差。受暗物质（DM）直接探测的零信号结果的启发，我们将可能的新粒子$A_0$解释为连接DM和标准模型的赝标介体。另一方面，一种新的矢量类μ轻子可以同时解释这两种过剩现象，并对DM现象作出贡献。
2021-09-11 hep-ph
Updated cosmic-ray and radio constraints on light dark matter: Implications for the GeV gamma-ray excess at the Galactic center
在银河系中心区域和银河系内部的明显的伽马射线过剩引起了相当大的兴趣，特别是因为它的光谱和径向分布都与质量约为10-40 GeV的湮灭暗物质粒子的解释一致。我们面对这样的解释与各种间接暗物质检测边界的更新汇编，我们适应所观察到的信号所需的特定形式。我们发现，宇宙射线正电子数据强烈排除了暗物质湮灭为轻轻子，或“民主地”所有轻子，作为信号的解释。宇宙线反质子，我们提出独立的和显着改善的限制相对于以前的估计，已经在相当大的紧张与DM湮灭的任何组合的夸克的最终状态;第一组AMS-02数据将因此能够排除或确认DM假说的高置信度。对于银河系中心区域磁场的合理假设，射电观测独立地对DM对过剩的解释提出了非常严格的限制，特别是对于所有轻子湮灭通道。
2014-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Confronting Galactic and Extragalactic $γ$-ray observed by Fermi-LAT with Annihilating Dark Matter in Inert Higgs Doublet Model
在这项深入的研究中，我们专注于间接检测暗物质（DM）通过对抗的原因不明的银河系和河外$γ$ -射线签名的低质量DM模型。为此，我们考虑了一个简单的希格斯门DM模型，即惰性希格斯双重模型（IHDM），其中标准模型扩展了额外的复杂SU（2）$_L$双重标量。该模型中DM候选的稳定性，即，额外双重线的最轻中性标量分量通过施加离散的$\mathbb{Z}_2$对称性来确保。简化的$χ^2$分析与理论，实验和观测的约束表明，DM质量在这个模型中的最佳拟合值是$\sim$ 63.5 GeV。根据最佳拟合的IHDM参数，分析了银河系中心GeV $γ$射线过剩异常。我们进一步检查的最佳拟合IHDM参数的一致性与费米-LAT获得的限制光子通量的18个银河系矮球状卫星星系（dSphs）已知主要由DM。此外，由于DM湮灭的$γ$射线信号被假定为嵌入在河外$γ$射线背景（EGB）中，IHDM框架中的最佳拟合参数点的光子通量的理论计算进行了比较与费米-LAT结果扩散和各向同性EGB为不同的河外和天体物理背景parametrisations。我们表明，低质量DM在IHDM框架可以令人满意地面对所有观测到的连续$γ$射线通量起源于银河系以及河外源。在这项工作中进行的广泛的分析是有效的任何希格斯门模型与DM质量在球场上，在这项工作中考虑。
2015-08-26 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Particle Physics Implications and Constraints on Dark Matter Interpretations of the CDMS Signal
最近，CDMS合作报告了一个搜索的暗物质与硅核散射的信号区域的事件过多。在预期的0.4的背景下，有三个事件的显著性约为2 sigma，因此得出这是暗物质信号的结论还为时过早。尽管如此，重要的是检查能够解释这种过剩的粒子理论的空间，看看什么理论能够解释它，以及如何排除它或在其他渠道中找到佐证。我们研究了一个简化的模型，包含一个标量介质粒子，并找到与CDMS观测一致的区域。对撞机的边界对理论提出了重要的限制，但可行的点，包括导致观察到的热遗迹密度的点，仍然存在。
2013-11-05 hep-ph
Testing Viability of Benchmark Dark Matter Models for the Galactic Center Excess
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；CERN（欧洲核子研究中心）
通过间接探测、宇宙学、直接探测和加速器的最新观测，约束并评估了用于解释GeV伽马射线银河系中心过剩的基准简化暗物质模型的参数空间。
2026-04-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simplified TeV leptophilic dark matter in light of DAMPE data
利用一个简化的框架，我们试图解释最近的DAMPE宇宙$e^+ + e^-$通量过剩的轻子狄拉克费米子暗物质（LDM）。讨论了连接LDM和标准模型粒子的标量（$Φ_0$）和矢量（$Φ_1$）介体场。在DM遗迹密度、γ射线、宇宙射线和宇宙微波背景辐射（CMB）的约束下，我们发现，当DM质量约为1.5 TeV时，耦合$P \otimes S$、$P \otimes P$、$V \otimes A$和$V \otimes V$可以产生合适的$e^+ + e^-$通量，并具有自然的热湮灭截面$<σv> \sim 3 \times 10^{-26} cm^3/s$.其中，$V \otimes V$耦合受到PandaX-II数据的严格约束（尽管LDM-核散射出现在单圈水平），并且幸存的样品出现在共振区域$m_{Φ_1} \simeq 2m_χ$。我们还研究了相关的对撞机特征，如双轻子产生$pp \to Φ_1 \to \ell^+\ell^-$和μ子$g-2$异常。最后，我们提出了一个可能的$U(1)_X$实现这种轻子暗物质。
2018-02-12 astro-ph.CO hep-ph
Updated Collider and Direct Detection Constraints on Dark Matter Models for the Galactic Center Gamma-Ray Excess
利用一套详尽的简化模型，我们重新审视暗物质的情况下，可能能够产生所观察到的银河系中心的伽马射线过剩，更新约束的LUX和PandaX-II实验，以及从大型强子对撞机和其他对撞机。我们确定了各种各样的伪标量介导的模型，保持一致的所有约束。相反，通过自旋为1的介质湮灭的暗物质候选者被直接检测约束排除，除非介质的质量接近湮灭共振，或者介质与暗物质有纯矢量耦合，与标准模型费米子有纯轴向耦合。所有暗物质通过$t$通道过程湮灭的情况现在都被LUX/PandaX-II和LHC的限制排除了。
2017-04-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter properties implied by gamma ray interstellar emission models
我们推断暗物质的伽马射线残留提取使用八种不同的星际排放方案提出的费米-LAT协作解释银河系中心伽马射线过剩的属性。采用最合理的简化假设，我们假设暗物质粒子是一个马约拉纳费米子与标准费米子通过标量介体相互作用。利用这一理论假设和费米残差，我们计算贝叶斯证据，包括费米-LAT排除限制，以及从15个矮球状星系。我们的贝叶斯因子挑出四个费米方案与简化的暗物质模型兼容。在最优选的方案中，暗物质（介质）质量在100-500（1-200）GeV范围内，其湮灭由顶夸克终态主导。不太可取但仍然可信的是湮灭到b \bar{b}和tau^+tau^-终态，其暗物质质量低一个数量级。我们的结论是，从伽马射线数据中提取的暗物质的属性是高度敏感的星际发射的建模。
2016-09-01 hep-ph
Taking a Razor to Dark Matter Parameter Space at the LHC
暗物质（DM）已经在对撞机上以一种很大程度上独立于模型的方式进行了搜索，通过寻找涉及单个喷流或光子以及丢失能量的过多事件。我们调查的可能性，寻找过度的更具包容性的喷气机渠道。具有多个射流的事件包含更多的信息，因此更多的句柄来增加信号与背景的比率。特别是，我们适应最近CMS的“剃刀”分析从搜索超对称搜索DM。我们考虑的简化模型DM是一个狄拉克费米子耦合到夸克的标准模型（SM）通过交换矢量或轴向矢量介质或胶子通过标量交换。我们认为轻和重（导致有效的接触相互作用）介质。由于剃刀分析在最终状态下需要多个射流，因此数据集与用于单射流搜索的数据集是互补的，因此可以组合边界。
2012-08-09 hep-ph
Towards the next generation of simplified Dark Matter models
本白皮书是对正在进行的关于简化暗物质（DM）模型的扩展和改进的讨论的投入。基于两个具体的例子，我们展示了如何现有的简化DM模型（SDMM）可以扩展到提供一个更准确，更全面的框架来解释和解释对撞机搜索。在第一个例子中，我们扩展了规范的SDMM与标量介体，包括混合与希格斯玻色子。我们表明，这种方法不仅提供了一个更好的描述的基本运动学特性，一个完整的模型将拥有，但也提供了使用这种更现实的标量混合模型类比较和组合一致的搜索基于不同的实验签名的选项。第二个例子概述了一个新的物理信号中观察到的可见通道可以连接到DM通过扩展一个简化的模型，包括有效的耦合。这种发现的情况下，使用最近观察到的过量的ATLAS和CMS的高质量双光子搜索的案例研究表明，这样一个务实的方法可以帮助实验搜索计划，以验证/伪造一个潜在的信号，并研究其潜在的性质。在白皮书的下一部分中，我们概述了SDMM的其他有趣选项，这些选项可以在未来进行更详细的研究。最后，我们讨论了DM的超对称模型的重要方面，以及这些如何有助于开发更完整的SDMM。
2017-02-25 hep-ex hep-ph
