Diffuse gamma-ray background and cosmic-ray positrons from annihilating dark matter
我们研究了湮灭暗物质对银河系外弥漫伽马射线背景谱的贡献，其动机是最近观测到的宇宙射线正电子/电子异常。观测到的弥散伽马射线通量对暗物质模型提供了严格的约束，我们给出了暗物质湮灭截面的上界。结果表明，对于有核暗物质晕轮廓的情况，弥散γ射线比来自银河系中心的γ射线给出更严格的束缚。费米卫星将使束缚更强。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Semi-annihilating dark matter coupled with Majorons
暗物质的热产生机制是很有吸引力的，并且具有很好的预言性。这种类型的暗物质候选者的代表是典型的弱相互作用大质量粒子。另一种是半湮灭的暗物质，它表现出与前一个例子不同的现象学方面。在这项研究中，我们构建了一个模型的暗物质半湮灭为一对反暗物质和一个Majoron的基础上的全球$U(1)_{B-L}$对称性，并表明，半湮灭诱导核心形成的暗物质晕，这可以减轻所谓的小尺度问题。此外，盒子状的中微子光谱是由随后的Majoron衰变产生的。这可能是模型中暗物质的独特特征。我们找到了一个参数空间，在这里产生的中微子可以被未来的大体积中微子探测器Hyper-Kamiokande探测到。我们还比较了暗物质的情况下，晕核形成的强自相互作用的暗物质。
2022-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Celestial Objects as Strongly-Interacting Non-Annihilating Dark Matter Detectors
本文提出强相互作用非湮灭暗物质在天体内部积聚并坍缩成黑洞会摧毁宿主，从而证明木星等大体积低温天体可作为探测此类暗物质的最优探测器，弥补了地面与宇宙学探针的盲区。
2023-04-07 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Too Heavy to Hide: Gamma-Ray Constraints on Annihilating Dark Matter beyond Unitarity
Indian Institute of Science（印度科学学院）
利用西藏ASγ、LHAASO等探测器的高能伽马射线数据，对质量在10^5–10^12 GeV的复合暗物质湮灭进行模型无关搜索，给出了世界领先的湮灭截面上限。
2026-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced Line Signals from Annihilating Kaluza-Klein Dark Matter
人们早就知道单色伽马射线线提供了消灭暗物质的潜在确凿信号。在这里，我们证明了这种情况是特别有趣的卡鲁扎-克莱因暗物质，因为共振湮灭一般预计小，但不一定消失的相对速度的湮灭粒子。我们计算的贡献，从那些迄今被忽视的共振，并表明，到单色光子的湮灭率可以显着增强，在某种程度上，这是更明显的比相关的连续光子的生产。对于有利的天体物理条件，这导致了TeV级卡鲁扎-克莱因暗物质的检测前景看好。我们还指出，在黑洞附近的情况可能更有趣，比如我们银河系中心的超大质量黑洞，那里的质心能量原则上比静止质量大得多。在这种情况下，卡鲁扎-克莱因暗物质的湮灭可能会显示出几条伽马射线线的引人注目且独特的特征，其等距间距对应于额外维度紧化半径的两倍。
2014-08-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Co-annihilating Dark Matter: Effective Operator Analysis and Collider Phenomenology
本文研究了具有两个质量相近的暗扇形粒子$χ_1$和$χ_2$的暗物质模型。在这样的模型中，$χ_1$和$χ_2$的共湮灭可能是控制早期宇宙冻结期间DM遗迹密度的主导过程。在这种情况下，没有显着的贡献，直接和间接的检测信号，除非存在一个极端的简并在质量最轻的暗扇区粒子。因此，遗迹密度约束和对撞机搜索提供了关于这些模型的最相关的信息。我们考虑狄拉克费米子暗物质通过有效算符与标准模型粒子耦合。对于对撞机现象，其中有效场论可能是无效的，我们采用一个简单的Z'模型，以提供一个适当的UV完成。我们探讨了有趣的LHC信号，产生于暗物质的生产过程$pp \rightarrow \overline{χ_1} + χ_2 + \textrm{ jet}$，其次是衰变$χ_2 \rightarrow χ_1 + SM$。
2014-07-01 astro-ph.CO hep-ph
The Isotropic Radio Background and Annihilating Dark Matter
ARCADE-2和其他对低频辐射敏感的望远镜的观测表明，存在着具有硬光谱指数的各向同性射电背景。这个观察到的背景的强度被发现超过了从天体物理来源预测的通量约5-6倍。在这篇文章中，我们考虑的可能性，湮灭暗物质粒子提供的主要贡献所观察到的各向同性的无线电背景，通过发射的同步辐射从电子和正电子湮没产品。为了合理估计星系团和星系中存在的磁场，我们发现暗物质可能解释观测到的射电过剩，但只有当它主要湮灭为电子和/或μ子时，并且只有当它拥有大约5-50 GeV的质量时。对于这样的模型，将同步信号归一化为观测到的过量所需的湮灭截面为σ v ~（0.4-30）x 10^-26 cm^3/s，与简单热遗迹的预测值（σ v ~ 3 x 10^-26 cm^3/s）相似。我们发现，在任何情况下，其中暗物质湮灭是负责所观察到的过量的无线电发射，费米所观察到的各向同性的伽马射线背景的一个显着的部分必须导致从暗物质以及。
2012-03-15 astro-ph.CO hep-ph
New Limits on Thermally annihilating Dark Matter from Neutrino Telescopes
我们使用了一个一致的和强大的太阳模型，以获得中微子望远镜，如冰立方和超级神冈，上的暗物质-核子散射截面的上限，一个一般的模型，暗物质与速度相关（p波）的热平均截面。在这张图片中，数值求解了暗物质丰度的玻尔兹曼方程，满足从宇宙微波背景（CMB）测量的暗物质密度。我们发现，对于较低的横截面和较高的质量，暗物质湮灭率急剧下降，导致上界的散射截面上的一个数量级以上的速度无关（s波）湮灭截面。我们的研究结果表明，从太阳中的暗物质湮灭获得的散射截面的上限是敏感的不确定性，在当前的标准太阳模型，波动最大的20%取决于湮灭通道。
2016-07-29 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Strong CMB Constraint On P-Wave Annihilating Dark Matter
我们考虑一个黑暗的部门组成的暗物质，这是一个狄拉克费米子和标量介体。这种模式在过去已经被广泛研究。如果标量以宇称守恒的方式耦合到暗物质，那么暗物质湮灭到两个介质中是由P波通道主导的，因此在非常低的动量下被抑制。由于这种抑制，通常认为该模型中不存在来自宇宙微波背景各向异性的间接探测约束。在这封信中，我们表明，暗物质湮灭到束缚态发生通过S波，因此有一个约束的参数空间的模型从宇宙微波背景。
2016-06-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Semi-annihilating $Z_3$ Dark Matter for XENON1T Excess
最近报道的XENON1T实验结果表明，在电子反冲事件中存在一个具有$3.5σ$意义的过剩。解释为新的物理学，需要新的来源来解释电子散射。我们发现，一个暗费米子$ψ$的质量约$ \mathcal{O}\left(10\right)$ MeV的半湮灭的$Z_3$暗物质$X$和随后的衰变的暗规范玻色子$V_μ$可能是负责的过剩。相关的半湮灭过程是$X+X\rightarrow \overline{X}+V_μ(\rightarrow ψ+ \overlineψ)$，其中最终的$ψ$具有盒形能谱。快速运动的$ψ$可以通过与光子动力学混合的额外规范玻色子与电子散射。该模型中信号的形状可以与观察到的过量一致。与质子的额外相互作用使得这个模型在未来的核反冲研究中也是可以检验的。由于引入了不可见粒子的亮度，这种情况需要非标准的宇宙学来容纳额外的辐射分量。
2021-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Note on the dark matter explanation of the ARCADE excess and AMS data
在本文中，我们表明，从AMS的正电子数据似乎排除了解释的ARCADE各向同性无线电背景过剩的自湮灭暗物质。在早期的工作中，人们发现，轻暗物质的轻子湮灭通道提供了一个很好的适合的过剩，由于同步辐射的末态粒子。然而，限制来自AMS的正电子数据的自湮灭截面现在严重约束轻自湮灭暗物质和截面低于热遗迹已经测试轻子湮灭渠道。结合这两个结果，我们的结论是，在自湮灭暗物质的无线电背景中的过量的解释被排除在外。
2014-12-18 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the parameters of keV-scale mass annihilating Dark Matter obtained with SRG/ART-XC observations
本文利用SRG/ART-XC 4次全天巡天观测银河系晕等天体，获得了keV尺度质量湮灭暗物质粒子速度无关截面的新限制，其中银河系晕的限制在4至15 keV质量范围内为同类模型中最强。
2024-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A radiative neutrino mass model with hidden gauge symmetry inducing semi-annihilating dark matter
提出了具有规范隐$U(1)$对称性的双圈中微子质量模型，讨论了一种Majorana类型的暗物质候选体，该候选体在残余密度下具有半湮灭过程，同时具有轻子味破坏和μ子反常磁矩.此外，我们证明了全球分析，以满足中微子振荡数据，轻子味违反，和遗迹密度的暗物质候选人，并显示半湮灭模式在寻找观察到的遗迹密度发挥了至关重要的作用。
2019-04-30 hep-ph
Muon $g-2$ and Co-annihilating Dark Matter in the MSSM
我们证明了最近测量的μ子和暗物质的异常磁矩可以同时解释的最小超对称标准模型。暗物质是一种主要的双态物质，通过与slepton或wino的共同湮灭获得剩余的丰度。参数空间中最有趣的区域将由下一代暗物质直接探测实验进行测试。
2021-10-27 hep-ph
Non-Standard Neutrino Spectra From Annihilating Neutralino Dark Matter
本文展示超对称模型BLSSMIS在满足现有实验约束的同时，可产生潜在可观测的非标准中微子能谱，为中微子望远镜间接探测暗物质提供新信号。
2022-11-14 hep-ph
Decaying vs Annihilating Dark Matter in Light of a Tentative Gamma-Ray Line
最近报道的费米-LAT数据中γ射线线的初步证据对于确定暗物质的性质具有很大的潜在意义。我们比较了衰变和湮灭暗物质的影响，考虑到从连续伽马射线，反质子通量和形态的过剩的约束。我们发现，希格西诺和维诺暗物质被排除在外，也为非热生产。一般来说，连续伽马射线通量严重限制了湮灭的暗物质。衰变的暗物质与费米-LAT过剩的空间分布的一致性需要银河系中心附近的暗物质密度的增强。
2014-01-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraining annihilating dark matter by radio continuum spectrum of the Large Magellanic Cloud
最近的无线电观测得到了湮灭暗物质的严格限制。本文利用大麦云（LMC）的射电连续谱数据分析了暗物质湮灭信号。我们发现了一个轻微的正信号的暗物质湮灭与$1.5σ$统计意义。整体最佳拟合的暗物质质量是$m_{\rm DM} \approx 90$ GeV，通过$b\bar{b}$通道湮灭。我们还限制了$3σ$的暗物质质量的下限与标准的热暗物质湮灭截面的$e^+e^-$，$μ^+μ^-$，$τ^+τ^-$和$b\bar{b}$通道。
2022-05-26 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Fermionic Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z2的暗物质理论的一般特征。我们研究了两个多分量暗扇区的例子，除了标量单态外，还包含SU（2）L单态或三态费米子。它们分别是最小费米子半零化模型和规范荷电费米子的最小情形。我们研究了相关的暗物质现象学，包括半湮灭和索末菲效应的相互作用。我们证明了单重态模型中的半湮灭可以解释来自星系中心的伽马射线过剩。对于三重模型，我们扫描的参数空间，并探讨信号和约束是如何修改的半湮灭。我们发现，该模型包括所有观察到的暗物质的整个区域是目前和计划中的直接和间接搜索。
2016-01-13 hep-ph
Constraints on annihilating dark matter in the Omega Centauri cluster
最近的伽玛射线和射电研究已经得到了一些严格的限制湮灭暗物质的属性。然而，只有少数研究集中在使用X射线数据来约束湮灭的暗物质。在这篇文章中，我们使用欧米茄半人马座星系团的数据进行湮灭暗物质的X射线分析。如果暗物质是半人马座欧米茄星系团中不发光质量分量的正确解释，那么假设扩散系数为$D_0 \le 10^{26}(10^{27})$ cm $^2$ /s，通过$τ^+τ^-$、$b\bar{b}$和$W^+W^-$通道的热暗物质质量湮灭的保守下限可以分别显著提高到104（43）GeV、650（167）GeV和480（137）GeV。这些限制可以安全地排除最近声称的暗物质解释的伽马射线过剩和反质子过剩看到我们的银河系。一般来说，非亲轻子湮灭通道的保守下限比通过附近矮星系的伽马射线分析得到的要严格得多。我们预计这将为限制湮灭的暗物质打开一扇新的窗户。
2022-05-18 astro-ph.GA hep-ph hep-th
Thermal dark matter co-annihilating with a strongly interacting scalar
最近的许多研究都认为Majorana暗物质与强相互作用标量场形成的束缚态共湮灭。然而，只有胶子辐射对束缚态的形成和解离的贡献，在高温下，这是次导致软2->2散射，已被包括在内。利用非相对论有效理论框架，通过求解等离子体修正的薛定谔方程，我们研究了软2->2散射的影响以及束缚态的热解离。我们认为，马约拉纳和标量场之间的质量分裂一般都有一个下限和上限，并且暗物质质量尺度可以被推到至少5. 6 TeV。
2018-05-03 hep-ph
p-wave Annihilating Dark Matter from a Decaying Predecessor and the Galactic Center Excess
暗物质（DM）湮灭已被广泛研究，作为费米/LAT所看到的银河系中心多余伽马射线的可能解释。然而，大多数这样的模型与矮椭球体的约束相冲突。出于这种紧张局势，我们表明，p-波湮灭暗物质可以很容易地容纳这两套观测由于较低的DM速度色散矮星系。因此，解释DM遗迹的丰度是一个挑战。我们概述了一种情况下，通常的热丰度是通过s-波湮灭的亚稳粒子，最终衰减到p-波湮灭DM的本时代。衰变粒子的耦合和寿命受到大爆炸核合成、宇宙微波背景和直接探测的限制，但参数空间的重要区域是可行的。足够大的p波截面可以通过湮灭到光介质中来发现，这也引起索末菲增强。对这种情况的预测是星系团中的湮灭增强。
2016-07-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Reappraisal on Dark Matter Co-annihilating with a Top/Bottom Partner
我们重新计算的遗迹密度的暗物质粒子共湮灭与顶部或底部的合作伙伴，通过适当地包括QCD束缚态（onia）的有色合作伙伴的影响，以及相关的电弱过程，成为重要的低质量区域。我们仔细地建立了完整的框架，结合相关的贡献，并调查他们的宇宙学上的首选质谱，这原来是可比的大小来自索末菲增强的影响。我们将计算应用于三种情况：超对称中的双终止和双底部共湮灭，以及与费米子顶部伙伴共湮灭的矢量暗物质。此外，我们面对我们的分析的遗迹丰度与最近的直接探测实验和对撞机搜索在大型强子对撞机，这有重要的影响，在bino-stop和bino-sbottom的情况。特别是，在bino-stop的情况下，最近的LHC限制排除了直接探测率高于中微子地板的参数区域。
2017-04-03 astro-ph.CO 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
Diffuse gamma ray constraints on annihilating or decaying Dark Matter after Fermi
我们认为，从费米第一年的观测扩散伽马射线数据，并将它们的伽马射线通量预测的暗物质湮灭或衰变（无论是从即时发射和逆康普顿散射），不同的观测区域的天空和一系列的暗物质质量，湮灭/衰变通道和暗物质星系的配置文件。我们发现，数据排除大区域的暗物质参数空间不受约束，否则，并讨论未来改进的可能方向。此外，我们进一步限制暗物质解释的e+e- PAMELA/费米光谱异常，无论是湮灭和衰变的暗物质的情况下：在非常保守的假设下，只有模型生产占主导地位的mu+mu-和假设核心的暗物质星系配置文件可以适合轻子数据质量约2 TeV。
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
SZ effects from annihilating dark matter in the Milky Way: smooth halo, subhalos and intermediate-mass-black-holes
我们研究了由银河系中的暗物质湮灭或衰变注入的相对论电子可能产生的Sunyaev-Zel'dovich效应，并检查它是否可以被普朗克或阿塔卡马大型毫米波阵列（ALMA）观察到，甚至将当前的CMB数据印为，例如，根据最近对WMAP-5数据的重新分析，我们专注于高纬度地区，以避免污染的银河系天体物理学电子前景，并考虑湮灭或衰变来自光滑的暗物质晕以及从subhalos，进一步扩展我们的分析，以通用建模的尖峰周围产生的中等质量的黑洞。我们表明，所有这些黑暗的银河系组件不太可能产生任何可观察到的Sunyaev-Zel'dovich效应。对于一个自湮灭的暗物质粒子的10 GeV的典型属性，最大的光学深度，我们发现是$τ_e \lesssim 10^{-7}$的大规模孤立的subhalos托管中等质量黑洞。我们的结论是，银河系尺度上的暗物质湮灭或衰变不会导致CMB光谱的显著Sunyaev-Zel'dovich扭曲。
2010-11-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Continuous Gravitational Waves: A New Window to Look for Heavy Non-annihilating Dark Matter
本文提出利用LISA和BBO等下一代空间引力波探测器，通过观测由积累暗物质转变而成的类太阳恒星双星产生的连续引力波，来约束重非湮灭暗物质的质量及其与核子的相互作用截面。
2024-08-05 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Cosmic-Ray Signatures of Annihilating and Semi-Annihilating Dark Matter via One-Step Cascades
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)（意大利国家核物理研究所）
研究通过一步级联过程分析暗物质湮灭和半湮灭对宇宙射线信号的影响，探讨不同过程对伽马射线、中微子和反物质的贡献，并评估矮星系的伽马射线通量。
2026-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A new method to constrain annihilating dark matter
本文提出一种约束湮灭暗物质的新间接方法，利用银河系黑洞 Sgr A* 附近 G2 云的数据，对暗物质质量与湮灭截面参数空间给出了严格约束，在标准尖峰指数下将非轻子亲和通道的质量下界限制至 TeV 量级。
2023-06-05 astro-ph.GA hep-ph
A Systematic Effective Operator Analysis of Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是由大于$Z_2$的对称性稳定的暗物质理论的一般特征。它有助于热冻结，但与直接和对撞机搜索无关。这使得半湮灭的暗物质能够以自然的方式避开这些限制。我们使用一个有效的运营商的方法，使第一个模型独立的相关现象学的研究。我们列举了所有可能的运营商，有助于$2\to2$半湮灭到6维，加上领先的条款在7维。我们发现，当在暗对称性下带电的光态只有暗物质时，模型空间是高度受限的。只有15个操作符存在，只有两个用于单分量暗扇区。如果可以有额外的光，不稳定的“暗伙伴”状态的可能的现象大大增加，在黑暗的伙伴衰变模式的额外的模型依赖性的成本。我们还从宇宙线搜索和天体物理观测中得到了单组分暗物质模型的不可约约束。我们发现，对于电子和轻夸克的半湮灭，当暗物质质量增大时，热残余截面可以被排除
2016-12-12 hep-ph
Harnessing the Population Statistics of Subhalos to Search for Annihilating Dark Matter
银河系的暗物质晕被认为是许多低质量的次晕的宿主，没有可探测到的相关恒星成分。这样的暗晕是看不见的，除非它们的暗物质湮灭成可见的状态，比如光子。确定候选暗晕的方法之一是寻找具有与暗物质预期一致的特性的单个非关联伽马射线源。然而，强有力地排除任何这样的候选人的天体物理起源是具有挑战性的。在这项工作中，我们提出了一个互补的方法，利用信息的整个人口的subhalos-如他们在银河系的空间和质量分布-寻找一个信号的湮灭暗物质。使用模拟数据，我们表明，从subhalos的集体发射可以印自己在一个独特的方式对所观察到的光子的统计，即使个别subhalos可能太暗，以解决自己。此外，我们证明，对于我们考虑的模型，即使在面对银河系外和银河系起源的未解决的天体物理点源发射信号也可以识别。这建立了一个新的搜索技术的subhalos是补充既定的方法，并可能有重要的分支伽马射线暗物质搜索使用的天文台，如费米大面积望远镜和切伦科夫望远镜阵列。
2020-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Anti-Deuterons and Anti-Helium Nuclei from Annihilating Dark Matter
最近对宇宙射线反质子与质子比率的研究已经确定，相对于标准天体物理模型的预测，存在着过量的$\sim$ 10-20 GeV的反质子。有趣的是，这种过剩的性质与同一范围的暗物质模型是一致的，这些模型可以解释从银河系中心观测到的长期过剩的$γ$射线。这些暗物质候选者也可以产生大量的反氘和反氦核。在这里，我们研究的生产和运输的这种粒子，从天体物理过程以及从暗物质湮灭。重要的是，在AMS-02的情况下，我们发现Alfvénic再加速（即，动量空间中的扩散）可以将来自湮灭暗物质的$\bar{\rm d}$和${}^{3}\overline{\textrm{He}}$事件的预期数量提高一个数量级或更多。对于阿尔文速度相对较大的值，以及能够产生反质子和$γ$射线过剩的暗物质候选者，我们预计在AMS-02六年的数据中，湮灭将产生一些反氘事件和大约一个反氦事件。鉴于AMS-02协作组最近的报告描述了一些反氦候选事件的探测，这一点特别有趣。
2020-08-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Semi-Annihilating Wino-Like Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z_2的暗物质理论的一般特征。我们研究了一个基于Z_4对称暗扇区的模型，暗扇区由标量单态和类“wino”费米子SU（2）_L三态组成。这是规范荷电费米子半湮灭的最小例子。我们研究了索末菲效应在湮灭和半湮灭通道中的相互作用。对遗迹密度的修改允许参数空间的其他禁止区域，并且可以大大削弱间接检测约束。我们进行了参数扫描，发现整个区域的模型包括所有观察到的暗物质是访问当前和计划的直接和间接的搜索。
2015-10-08 hep-ph
Evaluating the Gamma-Ray Evidence for Self-Annihilating Dark Matter from the Virgo Cluster
Han等人基于室女星系团三年的费米大面积望远镜（LAT）γ射线数据，报道了b b-bar通道中与暗物质对湮灭有关的扩展发射的证据。经过深入的空间和时间分析，我们认为，从室女星系团的伽玛射线过剩的初步证据主要是由于人口的出现以前未解决的伽玛射线点源在感兴趣的区域。这些点源不是LAT第二源目录（2FGL）的一部分，但当包含三年或更长时间的LAT数据时，发现它们高于标准检测显著性阈值。
2012-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining inhomogeneous energy injection from annihilating dark matter and primordial black holes with 21-cm cosmology
本文扩展DM21cm以模拟非均匀能量注入对21厘米信号的影响，并预测其对p波暗物质湮灭、轻原初黑洞霍金辐射及太阳质量原初黑洞吸积发射的领先约束能力。
2025-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Multileptonic signals of co-annihilating left-right supersymmetric dark matter
我们进行了全面的暗物质分析左右超对称的情况下，包括从暗物质直接和间接检测实验的约束，并提出了独特的功能，从那些可在最小的超对称。我们专注于暗物质的候选人，而满足所有的约束条件，是不同的最小超对称标准模型。在我们的分析中，我们考虑所有可能的共同湮灭通道相关的设置，其中几个国家是轻的，几乎退化，并设计了一组代表性的基准点，需要共同湮灭，满足所有的限制。然后，我们研究了它们随之产生的LHC信号，这些信号表现出涉及$W_R$的有希望的新的多轻子签名，如果被观察到，将为左右超对称性提供强有力的支持。
2019-01-31 hep-ph
Generating X-ray lines from annihilating dark matter
我们提出了不同的情况下，千电子伏的暗物质湮灭产生单色信号。该过程是通过交换质量为300 keV - 50 MeV的光标量通过环路或更高维算子耦合到光子而产生的。对于耦合和尺度的自然值，该模型可以生成可以与最近识别的3.5 keV X射线线拟合的伽马射线线。
2014-05-08 astro-ph.HE hep-ph hep-th
On the possibility of a 130 GeV gamma-ray line from annihilating singlet fermionic dark matter
有证据表明费米-LAT数据中在$E_γ\approx 130$ GeV处有一条谱线，可以解释为暗物质粒子湮灭成光子。我们回顾了一个著名的暗物质模型，该模型由一个单重态狄拉克费米子和一个单重态标量组成。标量在暗区实现自发对称性破缺，并通过与希格斯粒子的耦合，负责暗物质与标准模型粒子之间的通信。这些相互作用被标量和希格斯粒子之间的混合所抑制。因此，单重态费米子暗物质自然是一种弱相互作用大质量粒子（WIMP），可以解释观测到的遗迹密度。我们表明，该模型不能产生的信号中确定的费米-LAT数据。因此，我们提出了一个修改的模型，通过引入一个新的标量多重带电荷和耦合到单重标量。它增强了湮灭成两个光子，并成功地产生了观察到的信号。我们还讨论了由此产生的增加的分支比的$h\rightarrowγγ$过程中，这是一致的测量从CMS实验。
2014-04-01 hep-ph
Explanation of the 511 keV line: Cascade annihilating dark matter with the $^8$Be anomaly
对银河系511 keV谱线长期存在的问题进行了一种可能的暗物质（DM）解释。对于所关注的DM级联湮灭，DM对$π_d^{+} π_d^{-}$湮灭为不稳定的$π_d^{0} π_d^{0}$，并且$π_d^{0}$衰变为具有由$^8$ Be异常所建议的新的相互作用的$e^+ e^-$。考虑到有效中微子数$N_{\mathrm{eff}}$和511 keV γ射线辐射的约束，得到了DM的一个范围，即$11.6 \lesssim m_{π_d^{\pm}} \lesssim 15$ MeV。现今典型的DM湮没截面约为3.3 $\times$ $10^{-29}$ cm $^3$ s $^{-1}$，这可以对511 keV谱线给出解释。MeV尺度的DM可以通过DM电子散射来寻找，并且导出了DM直接探测中CMB s波湮灭所设定的上限。
2018-01-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Detecting Neutrino Signals from Annihilating/Decaying Dark Matter to Account for the PAMELA and ATIC results
最近的PAMELA数据表明，正电子分数有超过几个GeV，而反质子的一个没有。此外，ATIC数据表明，电子/正电子通量从300 GeV到800 GeV有一个凸起。如果PAMELA和ATIC的主要最终产物是带电轻子（$e$、$μ$和$τ$），那么具有大推进因子的湮灭暗物质（DM）和具有$ 10^{26} s$附近寿命的衰变DM都可以解释它们的观测结果。在这项工作中，我们计算了中微子的流量产生的$μ$和$τ$，起源于湮灭/衰变DM，并估计了最终的μ介子率在中微子望远镜，即Ancavity和IceCube。由于其优异的角分辨率，Ancaster和IceCube有望在湮灭DM场景中发现来自银河系中心和/或大DM子晕的中微子信号，但在衰变DM场景中却极具挑战性。
2009-02-06 astro-ph hep-ph
A Robust Excess in the Cosmic-Ray Antiproton Spectrum: Implications for Annihilating Dark Matter
在AMS-02协作组报告的谱图中，发现了过量的$\sim$ 10-20 GeV宇宙射线反质子。然而，与该信号相关的系统不确定性使得难以解释这些结果。在本文中，我们重新审视与太阳调制的时间，电荷和能量相关的影响，反质子生产截面，和星际宇宙射线传播的不确定性。在考虑了这些不确定性之后，我们确认存在4.7 $σ$反质子过剩，这与$m_χ \approx 64-88$ GeV暗物质粒子湮灭为$b\bar{b}$产生的反质子过剩一致，其横截面为$σv \simeq (0.8-5.2) \times 10^{-26}$ cm $^{3}$ /s。如果我们考虑到超新星遗迹中次级反质子的随机加速，数据继续支持类似范围的暗物质模型（$m_χ\approx 46-94$ GeV，$σv \approx (0.7-3.8)\times 10^{-26}$ cm $^3/$ s），显著性为3.3 $σ$。用来解释反质子过剩的暗物质模型也可以解释银河系中心观测到的GeV级伽马射线过剩。
2019-08-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Signals from Annihilating/Decaying Dark Matter in the Light of Recent Measurements of Cosmic Ray Electron/Positron Fluxes
PAMELA卫星和ATIC气球实验测量到的宇宙线电子和正电子通量的过剩可以解释为暗物质湮灭或衰变为轻子的信号。在这封信中，我们表明，再现电子/正电子过剩的暗物质湮灭/衰变可能会从银河系中心产生大量的高能中微子。在这种情况下，未来更大的正方形大小的实验可能会证实这种情况，甚至超级神冈的结果已经对一些暗物质模型提出了限制。
2009-02-05 astro-ph hep-ph
Phenomenological constraints on accretion of non-annihilating dark matter on the PSR B1257+12 pulsar from orbital dynamics of its planets
本文分析计算了脉冲星质量变化率\dot M/M对试验粒子伴随脉冲到达时间变化Δτ及其轨道动力学的影响。我们将我们的研究结果应用到行星系统的PSR B1257+12脉冲星，位于银河系在600 pc从我们，现象学约束一个假定的吸积非湮灭暗物质的主机中子星。（节录）
2010-11-21 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
Robust cosmic-ray constraints on $p$-wave annihilating MeV dark matter
我们最近提出了一种方法来约束$s$波湮灭MeV的暗物质从旅行者1号和AMS-02宇宙射线电子和正电子的数据相结合。旅行者1号实际上提供了一个前所未有的探测暗物质湮灭宇宙射线下降到$\sim 10$兆电子伏的能量范围内，信号大多是免疫宇宙射线传播的不确定性。在这篇文章中，我们推导出的第一次新的约束$p$波湮灭到兆电子伏的质量范围内使用宇宙射线数据。为了继续进行，我们推导出一个自洽的速度分布的暗物质在整个银河系的爱丁顿反演技术及其扩展到各向异性系统。作为输入，我们认为国家的最先进的银河系质量模型，包括重子和约束最近的运动学数据。它们允许有中心或尖状晕。然后，我们计算的宇宙射线的电子和正电子的通量引起的$p$波湮灭暗物质，并获得非常严格的限制在兆电子伏的质量范围内，鲁棒地排除截面大于$\sim 10^{-22}{\rm cm^3/s}$（包括理论的不确定性），约5个数量级优于目前的CMB约束。这个极限假设暗物质湮灭是宇宙射线的唯一来源，因此当包括可靠的天体物理背景模型时，可能会更加严格。
2019-04-01 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A Critical Reevaluation of Radio Constraints on Annihilating Dark Matter
许多研究小组利用银河系中心的射电观测，推导出了对弱相互作用暗物质湮灭截面的严格限制。在本文中，我们表明，在这一地区的电子能量损失可能是占主导地位的逆康普顿散射的星际辐射场，而不是由同步加速器，大大放宽了限制的暗物质湮灭截面相比，以前的作品。强对流风，这是很好的动机，最近的观测，也可能显着削弱同步加速器的约束。考虑到这些因素后，我们发现，湮灭暗物质的无线电约束的数量级不那么严格比以前报道的，一般弱于目前的伽马射线观测。
2016-02-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Search for Semi-Annihilating Dark Matter with Fermi-LAT, H.E.S.S., Planck, and the Cherenkov Telescope Array
暗物质湮灭一直受到间接探测探测器无法观测到过量事件的严重限制。通常，决定湮灭的相互作用也存在于暗物质-核子散射截面中，这也受到直接探测实验的严重限制。半湮灭的出现是一种可能的方式，以改善紧张局势，甚至改变标准的暗物质遗迹密度计算。在这项工作中，我们推导出几个半湮灭通道，包括规范玻色子，希格斯玻色子，轻子和轻子的标量间接检测界限。我们的分析是基于矮球状星系（Fermi-LAT）和银河系中心（H.E.S.S.）方向的伽马射线观测，以及普朗克对宇宙背景辐射的测量。此外，我们得出的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的灵敏度，所有这些半湮灭模式的前景。
2019-04-23 hep-ph
The 3.5 keV X-ray line signature from annihilating and decaying dark matter in Weinberg model
最近，两个研究小组分别从星系团和仙女座星系中观测到了能量为3.55 keV的未识别的X射线线信号。我们发现这种异常信号可以用湮灭暗物质模型来解释，例如Weinberg提出的具有整体$U(1)_X$对称性的暗扇区中的费米子暗物质模型。湮灭暗物质的产生有两种情况。在第一种情况下，质量为3.55 keV的暗物质从与Goldstone玻色子的相互作用中解耦，并在高温（$>$ 1 TeV）下脱离热平衡，此时它们仍然是相对论性的，它们的每共动体积的数密度基本上固定为当前值。这种温暖的暗物质的正确残余丰度是通过假设在退耦温度下存在大约${\cal O}(10^3)$相对论自由度或者在高温下发生大熵产生来获得的。在另一种情况下，暗物质在高温下不存在，随着宇宙冷却，SM粒子湮灭或衰变产生暗物质，就像“冻结”的情况一样。结果表明，希格斯衰变产生的DM是占主导地位的。在我们考虑的模型中，只有第一种情况可以解释X射线信号和遗迹丰度。X射线信号是由暗物质对的$p$波湮灭产生的，通过标量共振变成两个光子，而不违反大爆炸核合成，宇宙微波背景和天体物理学对象（如红巨星或白矮星）的约束。在温伯格模型的一个简单推广中，我们还讨论了这种信号可能是由衰减的暗物质引起的。
2014-05-28 hep-ph
Distinguishing Neutron Star vs. Low-Mass Black Hole Binaries with Late Inspiral & Postmerger Gravitational Waves $-$ Sensitivity to Transmuted Black Holes and Non-Annihilating Dark Matter
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天体物理中心）
通过提升高频灵敏度的探测器区分中子星与低质量黑洞双星，并探讨其对暗物质与核子相互作用的约束。
2026-04-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Characterization of the Gamma-Ray Signal from the Central Milky Way: A Compelling Case for Annihilating Dark Matter
过去的研究已经确定了从银河系中心周围区域的$\sim$ 1-3 GeV伽马射线的空间扩展过量，与预期的湮灭暗物质的发射一致。我们重新审视和仔细检查这个信号，目的是进一步限制其特征和起源。通过对\textit{Fermi}事件参数CTBCORE应用切割，我们抑制了点扩散函数的尾部，并生成高分辨率的伽马射线图，使我们能够更容易地分离各种伽马射线分量。在这些地图中，我们发现的GeV过剩是强大的，高度统计显着的，与光谱，角分布，和整体归一化，是在很好的协议，由简单的湮灭暗物质模型预测。例如，该信号非常好地拟合了36-51 GeV的暗物质粒子湮灭为$b\bar{b}$，其湮灭截面为$σv = (1-3)\times 10^{-26}$ cm $^3$ /s（归一化为0.4 GeV/cm $^3$的局部暗物质密度）。此外，我们确认的角度分布的过剩是近似球对称的，并围绕银河系的动力中心（在$\sim$ $0.05^{\circ}$的Sgr A $^*$）为中心，没有迹象表明沿银河系平面的伸长。观测到的信号至少从银河系中心延伸到$\simeq10^{\circ}$，这不支持这种发射来自毫秒级恒星的可能性。
2015-03-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Can LIGO Detect Non-Annihilating Dark Matter?
本研究提出利用LIGO对低质量黑洞并合引力波的非探测来约束不湮灭暗物质与核子的相互作用，并给出基准界限，展示其作为暗物质探针的潜力。
2023-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New Constraints from PAMELA anti-proton data on Annihilating and Decaying Dark Matter
最近，PAMELA实验公布了其最新的反质子通量和反质子与质子通量比数据，能量高达~ 200 GeV。由于在高能量下没有明显过量的宇宙射线反质子，人们可以扩展对暗物质产生反质子的限制。在这封信中，我们考虑了暗物质湮灭和衰变为产生大量反质子的标准模型粒子的两种情况。我们提供了两套约束的湮没截面/衰变寿命。在一组约束中，我们忽略了除暗物质之外的任何反质子源，这给出了最高允许的横截面/逆寿命。在另一组中，我们还包括宇宙射线与星际介质核碰撞产生的反质子，对湮灭截面/衰变寿命的限制更严格但更现实。
2011-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE 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
Indirect Detection of Dark Matter Annihilating into Dark Glueballs
本研究利用GlueShower代码首次对暗物质通过暗胶球湮灭至标准模型的过程施加多通道约束，并展示了其解释银河系中心超出的能力及对隐谷理论紫外/红外细节的诊断潜力。
2023-10-19 astro-ph.HE hep-ph
High Energy Positrons From Annihilating Dark Matter
最近PAMELA实验的初步结果表明，宇宙射线正电子的存在超过10 GeV。在这封信中，我们认为这种信号是银河系晕中发生的暗物质湮灭的结果。而不是专注于一个特定的粒子物理模型，我们采取唯象的方法，并考虑各种质量和两体湮灭模式，包括W+W-，ZZ，b bbar，tau+ tau-，mu+ mu-和e+e。我们还考虑了一系列的扩散参数与目前的宇宙射线数据相一致。我们发现，在10 GeV以上的正电子分数的显着回升是兼容的广泛的暗物质湮灭模式，虽然非常大的湮灭截面和/或所产生的局部暗物质分布的不均匀性的提升因素需要产生所观察到的信号强度。我们评论的约束，从伽马射线，同步辐射，宇宙射线反质子测量。
2008-09-10 hep-ph
Overcoming Gamma Ray Constraints with Annihilating Dark Matter in Milky Way Subhalos
我们重新考虑索末菲增强的暗物质（DM）湮灭为轻子，以解释PAMELA和费米电子和正电子的观测，根据可能的新的影响，从子结构。在获得足够大的轻子信号的同时，又考虑到对相关伽马射线通量的约束，这两者之间存在着很强的张力。我们首先表明，当考虑背景e^+ e^-的贡献时，这些约束比以前的研究明显更加严格，以至于甚至排除了核心DM密度分布。然后，我们将展示如何DM内subhalos湮灭可以绕过这些限制。具体来说，如果观测到的轻子过剩大部分来自于附近（1千秒差距以内）沿着银河系中心视线的次晕中的湮灭，那么轻子和伽马射线观测都是可能的。我们证明了这可以在一类简单的粒子物理模型中实现，其中DM通过一个隐藏的亲轻子U（1）矢量玻色子湮灭，明确计算索末菲增强因子。伽马射线对主晕湮灭的约束（以及解耦时代的CMB约束）要求DM的湮灭分量是次占优的，在总DM密度的10^-2量级。
2010-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
