DarkFlux: A new tool to analyze indirect-detection spectra of next-generation dark matter models
我们提出了DarkFlux，一个软件工具，旨在分析间接检测签名的下一代模型的暗物质（DM）与多个湮灭通道。此工具的1.0版接受用户生成的模型，其中包含$2\to 2$树级暗物质湮灭到标准模型（SM）粒子对，并分析DM湮灭到$γ$射线。该工具由三个模块组成-湮灭分数模块，通量模块和分析模块-如果需要，可以在循环中运行以扫描DM质量。[每个模块的描述都可以在完整的摘要中找到。] DarkFlux v1.0将$γ$射线总通量与$Fermi$ -LAT合作分析的15个矮球状星系（dSphs）的联合似然分析进行了比较。DarkFlux自动提供数据表，并可以绘制三个模块的输出。在本手册中，我们简要介绍了这种间接检测计算机工具，并回顾了基本的DM物理。然后，我们将更详细地描述DarkFlux的几个模块。最后，我们将展示如何安装和运行DarkFlux，并提供两个演示其功能的工作示例。
2022-04-11 astro-ph.CO hep-ph
Probes for 4th generation constituents of dark atoms in Higgs boson studies at the LHC
宇宙中的非重子暗物质可以由新的稳定的带电物质组成，通过普通的库仑相互作用束缚在重的中性“原子”中。第四代稳定的$\bar U$（反$U$）夸克，被束缚在稳定的无色（$\bar U \bar U \bar U $）簇中，被大爆炸核合成中产生的原始氦捕获，从而形成中性的O-氦（OHe）原子，这是一种特殊的核相互作用暗物质，可以为直接寻找暗物质的难题提供解决方案。然而，第四代夸克和轻子的存在应该会影响希格斯玻色子玻色子的产生和衰变速率，并且如果希格斯玻色子玻色子与第四代费米子的耦合不被抑制，则在LHC的希格斯玻色子玻色子搜索的实验结果中排除了第四代夸克和轻子的存在。在这里，我们认为，三个已知的夸克-轻子家族和第四家族之间的差异可以自然地导致这种耦合的抑制，这种复合暗物质场景的加速器测试的详细研究的生产和衰变模式的125.5 GeV玻色子，在大型强子对撞机发现。
2014-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Co-genesis of Matter and Dark Matter with Vector-like Fourth Generation Leptons
我们提出了一个简单的扩展的标准模型，通过添加第四代矢量轻子偶极子，并表明，如果第四中微子是一个大规模的伪狄拉克费米子的质量在几百GeV的范围和质量分裂约100 keV，其较轻的组件可以是一个可行的非弹性暗物质的候选人。它的残余丰度是由CP破坏II型跷跷板标量三重态的失平衡衰变产生的，这也通过II型轻生产生了宇宙所需的重子不对称性，从而提供了对当今观测到的暗物质和重子丰度的同时解释。此外，同一标量三重态的感生真空期望值是负责sub-eV的马约拉纳质量的三个活动中微子。稳定的第四代中微子在对撞机上是难以捉摸的，但是可能被当前的暗物质直接搜索实验检测到。
2013-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino dark matter candidate in fourth generation scenarios
我们概述了第四代中微子暗物质候选者的限制条件，并研究了使其成为可行的暗物质候选者的可能途径。由于LEP约束告诉我们第四代中微子必须相当重（> M_Z/2），与其他三种中微子形成鲜明对比，因此第四代中微子的基本性质可能是不同的。我们认为，一个额外的规范对称性B-4L_4区别于标准模型的三个轻中微子，这也有利于促进第四代主要右手中微子的一个很好的冷暗物质候选人。它为暗物质直接探测和大型强子对撞机实验提供了可区分的预测。
2011-09-02 hep-ph
MSSM4G: Reviving Bino Dark Matter with Vector-like 4th Generation Particles
我们补充了最小超对称标准模型（MSSM）与矢量状副本的标准模型粒子。这种第四代粒子可以将希格斯玻色子的质量提高到观测值，而不需要非常重的超伴子，从而提高了自然性和在LHC发现超对称性的前景。在这里，我们表明，这些新粒子也是宇宙学上的动机：在MSSM中，纯比诺暗物质通常覆盖宇宙，但第四代粒子开辟了新的湮灭通道，使比诺有正确的热遗迹密度没有共振或共湮灭。我们表明，这可以做到在一个相当大的区域参数空间，同时保持规范耦合统一和满足对撞机，希格斯粒子，精密电弱，和风味物理的约束。
2015-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Randomness in the Dark Sector: Emergent Mass Spectra and Dynamical Dark Matter Ensembles
一般来说，暗区的非极小模型，如动力学暗物质，证明了具有不同质量、宇宙学丰度和与标准模型耦合的单个暗成分的系综的存在。也许这些特征中最关键的是质量谱，因为这对确定宇宙学丰度和相应状态的寿命有很大帮助。对于暗区，可以想象出许多不同的基本理论结构，每一种结构都产生了自己的质量谱和相应的态密度。在本文中，相比之下，我们调查的频谱质量出现统计基本上是随机的过程。我们发现了一个态密度$n(m)$，它作为质量的函数而减小，并且实际上有一个上限$m_{\rm max}$，超过该上限$n(m)=0$。我们还表明，这种“涌现”的状态密度是特别吉祥的动力学暗物质框架的角度来看，导致宇宙学的丰度和衰变宽度是适当的平衡对彼此在整个暗物质合奏。因此，在黑暗部门的随机性与动态暗物质很自然地共存，我们研究的前景观察暗物质间接探测实验中的信号，这种情况下。
2016-01-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New generation low-energy probes for ultralight axion and scalar dark matter
我们提出了一个简要的概述，新一代的高精度实验室和天体物理测量，以寻找超轻（亚电子伏）轴子，轴子类赝标量和标量暗物质，形成一个相干凝聚或拓扑缺陷（孤子）。在这些新的探测方法中，所寻求的效应在暗物质和普通物质之间的相互作用常数中是线性的，这与传统的暗物质搜索形成鲜明对比，在传统的搜索中，所寻求的效应在潜在的相互作用常数（非常小）中是二次或更高阶的。
2015-06-28 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Simultaneous Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子（WIMP）的预期密度相当。此外，观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型，同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。暗物质是由O（TeV）色标量湮灭产生的O（100）GeV规范单重标量产生的，这些标量是导致最终的热WIMP类重子不对称性的原因。没有重子洗出的要求意味着存在两个规范单重标量。如果长寿命的O（TeV）色标量具有大的超荷（|Y| > 4/3），则可以理解这种不对称性向常规重子的低温转移。在大型强子对撞机上产生这样的标量将是该模型的一个明显标志。
2015-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Getting the astrophysics and particle physics of dark matter out of next-generation direct detection experiments
未来十年将带来大量新的数据集，从实验的直接检测弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质。这些实验的主要目标是识别和表征暗物质粒子种类。然而，将数据集映射到暗物质的粒子物理性质是复杂的，不仅因为暗物质模型中相当大的不确定性，而且因为它的局部分布函数（暗物质的“天体物理学”）约束很差。在这封信中，我提出了如何进行直接检测数据分析的转变。我表明，通过平等对待天体物理和粒子物理的不确定性的暗物质，并结合数据集的分析，可以恢复粒子物理和天体物理的暗物质。这样的方法不仅能对暗物质的性质做出更精确的估计，而且还能阐明暗物质是如何与星系共同演化的。
2010-04-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter and generation of galactic magnetic fields
提出了一种新的星系磁场产生的方案，它是在星系形成的宇宙学时期起作用的，它依赖于暗物质的非常规性质。也就是说，它要求暗物质粒子和电子之间存在微弱但长距离的相互作用。特别地，可以考虑具有光子与通常光子的动力学混合的毫荷电暗物质粒子或镜粒子。我们表明，在旋转的原星系圆形电流可以产生的自由电子与暗物质粒子的相互作用在晕，而这种相互作用对银河系质子的影响是相当弱的。在适度的发电机放大的帮助下，感应电流可能足够强，足以在星系尺度上产生观测到的磁场。此外，旋转气体向暗物质组分的角动量转移可以改变暗物质的轮廓，抑制星系中心尖点的形成。电离气体的全球运动也能在暗条和星系团中产生足够大的磁场。
2013-12-05 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic matter from dark electroweak phase transition with neutrino mass generation
我们考虑暗电弱相变，在此过程中，暗费米子从膨胀的暗希格斯泡的CP破坏反射可以同时诱导暗中子中的重子不对称性和暗狄拉克中微子中的轻子不对称性.产生普通Majorana中微子质量的Yukawa耦合可以部分地将暗轻子不对称性转化为与普通sphaleron过程相关的普通重子不对称性。暗中子可以具有确定的质量以充当暗物质粒子。通过进一步施加适当的镜像对称性，马约拉纳中微子质量矩阵可以具有线性跷跷板的形式，而其狄拉克CP相位可以为所需的CP破坏提供唯一的来源。
2017-05-15 hep-ph
Dynamical generation of the weak and Dark Matter scale
假设自然应修改忽略二次发散，我们提出了一个简单的扩展的标准模型的弱规模动态生成的自动稳定的向量。将其识别为热暗物质，该模型具有一个自由参数。它预言了一个额外的标量，可在对撞机上检测到，它触发了一阶暗/电弱宇宙学相变，产生了引力波。真空的稳定性符合普朗克尺度。
2013-06-10 hep-ph
Generation-separated hypercharges and dark charges: origin of flavor, neutrino masses, and dark matter
Phenikaa University（Phenikaa大学）
研究具有世代分离超荷与暗荷的框架，通过扩展超荷对称性破缺产生带电费米子质量和夸克混合，利用特定实现方式经跷跷板机制研究中微子质量产生，暗规范对称性破缺稳定暗物质，给出相关味结构及参数区域。
2026-09-04 hep-ph
Discovery and spectroscopy of dark matter and dark sectors with microscopic black holes at next generation colliders
如果可能的额外维度的长度尺度足够大，有效普朗克尺度就会降低，从而在对撞机上高能粒子的碰撞中可以产生微观黑洞。这些黑洞通过霍金辐射蒸发，霍金辐射是从所有运动学和热允许的自由度集合中提取的少数高能粒子，包括暗物质。在这里，我们进行了第一次数值黑洞光谱研究的黑暗部门。我们发现，如果下一代对撞机可以产生微观黑洞，那么丢失的动量信号可以揭示任何新的光（$\lesssim 10$ TeV）粒子的存在，无论它与标准模型的耦合强度如何，即使根本不存在这种非引力耦合。
2020-01-15 hep-ph
A Model of Four Generation Fermions and Cold Dark Matter and Matter-Antimatter Asymmetry
我建议一个实用的粒子模型作为标准模型的扩展。该模型具有TeV尺度的$U(1)_{B-L}$对称性，包含TeV尺度质量的第四代费米子，其中包含一个冷的暗物质中微子。该模型可以完全解释费米子味之谜、冷暗物质和通过稀薄生成的物质-反物质不对称性。特别是，它是相当可行的，并有希望在未来的实验中测试的模型。
2013-02-03 hep-ph
Spontaneous dark-matter mass generation along cosmological attractors in string theory
我们提出了一个新的方案，在杂合弦论的背景下产生的非相对论性暗物质的遗迹密度。与标准的热冻结场景相反，暗物质粒子在相对论性的情况下大量产生，然后由于它们的质量突然增加到宇宙温度以上而与热浴分离。这种质量变化来源于有序参数模的凝聚，当温度T（t）下降到超对称破缺尺度M（t）以下时触发，这两者都是时间依赖的。一个宇宙吸引子机制迫使这种相变发生，在一个显式的杂化弦模型类自发破缺的超对称性，并在有限的温度。
2018-12-25 gr-qc hep-ph hep-th
Dark Mass Creation During EWPT Via Dark Energy Interaction
我们添加暗物质暗能量条款与一个与暗物质场相互作用的精髓场MSSM EW拉格朗日先前用于计算的磁场在EWPT期间创建。从期望值的精髓领域，我们估计暗物质质量的参数在以前的工作中使用的暗物质-暗能量相互作用。
2014-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Scalar Dark Matter and Standard Model with Four Generations
我们考虑一个标量暗物质模型SM 4 + D，它由四代标准模型（SM 4）和一个称为暗子的实规范单重标量D组成，作为弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质（DM）的候选者.我们探索的SM4 + D的暗子部门的约束，从WIMP DM直接搜索实验，包括CDMS II和CoGeNT，并从B介子衰变到K介子加上丢失的能量。我们发现，相当大的一部分的暗子参数空间仍然是与实验数据兼容。由于暗子-希格斯相互作用可能会导致希格斯不可见衰变模式的显著增强，因此暗子的存在可能会导致在第四代夸克存在下对希格斯质量的某些限制减弱或逃避。此外，它可以影响这些新的重夸克衰变为较轻的夸克和希格斯玻色子的变味衰变，因为希格斯玻色子随后可能会以不可见的方式衰变。因此，我们还研究了这些涉及暗子的变味中性跃迁，以及相应的顶夸克衰变t-> CDD，其中一些可能在Tevatron或LHC上观察到，从而为SM 4 + D提供了额外的测试。
2010-04-20 hep-ph
Dirac neutrino mass generation from dark matter
在2006年，标准模型的一个简单的扩展被提出，其中中微子通过与暗物质的耦合在单圈水平上获得辐射马约拉纳质量，因此术语“scotogenic”，来自希腊语“scotos”，意思是黑暗。本文在一个极小模型中讨论了狄拉克中微子质量的类似机制。在不同的参数空间范围内，各种候选的暗物质是可能的。特别是，最轻的狄拉克费米子出现在圈图中产生中微子质量可以是一个可行的暗物质候选人。马约拉纳案不存在这种可能性。本文讨论了在$A_4$背景下的中微子混合。一个可能的超对称扩展也简要讨论。
2012-08-04 hep-ph
Dark matter stability and one-loop neutrino mass generation based on Peccei-Quinn symmetry
我们提出了一个模型，这是一个简单的扩展KSVZ不可见轴子模型与惰性双标量。Peccei-Quinn对称性禁止了树能级中微子质量的产生，而其剩余的$Z_2$对称性保证了暗物质的稳定性。中微子质量是由一个不可重整化的相互作用导致的Peccei-Quinn对称性破缺的单圈效应产生的。虽然低能有效模型与包含大质量右手中微子的暗生模型一致，但它不存在强$CP$问题。
2018-01-15 hep-ph
Radiative neutrino mass generation and dark energy
我们研究了辐射中微子质量产生的模型，并探讨了中微子质量与暗能量之间的关系。在这些模型中，伪Nambu-Goldston玻色子（pNGB）通过Majorana中微子质量在两圈水平上产生。特别地，我们证明了pNGB的势能可以是暗能量势，宇宙状态方程参数$i.e.$，$w\simeq -1$的观测值是可以实现的.
2008-08-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Heavy Bino Dark Matter and Collider Signals in the MSSM with Vector-like 4th-Generation Particles
MSSM 4G模型，其中最小超对称标准模型扩展到包括标准模型粒子的矢量副本，是弱尺度超对称性的有希望的可能性。特别是，两个模型，QUE和QDEE，实现了超对称性的主要优点（与125 GeV希格斯玻色子，规范耦合统一和热遗迹中性伴子暗物质一致的自然性），而不需要粒子质量之间的微调关系。我们确定这些模型的影响暗物质和对撞机搜索。QUE和QDEE模型恢复了重比诺暗物质的可能性，其质量在300-700 GeV之间，通常不被考虑。暗物质直接探测的截面通常低于当前的极限，但自然预计高于中微子地板，并可能在下一代实验中看到。切伦科夫望远镜阵列的间接探测前景是光明的，只要第四代轻子的质量超过350 GeV或衰变到τ。以完全互补的方式，如果第四代轻子很重或衰变为Taus，则LHC的发现前景是暗淡的，但对于质量低于350 GeV的第四代轻子，衰变为电子或μ子，则是光明的。我们的结论是，直接检测，CTA和大型强子对撞机实验的组合将发现或排除这些MSSM 4G模型在未来几年内，假设银河系有一个Einasto暗物质配置文件。
2016-10-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter-Motivated Searches for Exotic 4th Generation Quarks in Tevatron and Early LHC Data
我们通过产生奇异的第四代夸克T'，通过T' \to t X，其中X是暗物质衰变，确定在Tevatron和LHC中寻找暗物质的前景。t \bar{t} + \met的结果信号以前没有在寻找第四代夸克时被考虑过，但是对于这个信号有一般和特定的暗物质动机，稍微修改一下，这个分析适用于任何与顶夸克相关的不可见粒子产生的情况。目前对这种奇异夸克的直接和间接限制将它们的质量限制在300到600 GeV之间，而暗物质的质量可能低于m_T '。我们使用MadGraph/MadEvent-Pythia-PGS 4模拟信号和主要背景。对于Tevatron，我们发现，当积分亮度为20 fb^-1时，在m_T' = 400 GeV时可以发现3σ，在m_T' = 455 GeV时可以排除95%的3 σ。对于10 TeV、300 pb^-1的LHC，发现和排除灵敏度分别提高到490 GeV和600 GeV。因此，这些场景是对撞机中最有希望的暗物质。也许最有趣的是，我们发现，可以解释DAMA，CDMS和CoGeNT合作结果的暗物质模型可以使用Tevatron已经收集的数据进行测试，具有很高的统计显著性，并对LHC的早期运行具有非常有希望的影响。
2010-03-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Production and signatures of multi-flavour dark matter scenarios with t-channel mediators
我们研究了包含两代暗物质粒子的暗物质场景的现象学，不同之处仅在于它们的质量和它们与其他粒子的耦合，类似于标准模型的夸克和轻子扇区。具体来说，我们考虑的情况下，两代暗物质马约拉纳费米子耦合到右手轻子和标量介体通过汤川耦合。我们确定不同的生产制度中的多味暗物质的情况下，我们认为，在某些部分的参数空间的较重的一代可以发挥关键作用，产生正确的暗物质丰度。在这些区域，暗物质与标准模型的耦合强度可能比单一口味的暗物质场景大得多。相应地，间接和直接检测信号可以显著增强。我们还评论的签名模型从较重的暗物质一代到较轻的衰变。
2021-03-18 hep-ph
Generation of Asymmetric Dark Matter and Gravitational Waves
我们考虑了引力波信号在非对称暗物质模型中的可能性。在这个模型中，一个生成扇区在一个强的一阶相变中产生重子不对称和暗物质不对称。在相变过程中，气泡碰撞导致等离子体中的声波，其是随机引力波背景的源。我们认为，未来的重力波观测站，如LISA和BBO检测这样的信号的前景。本文还讨论了Halo椭圆率、$ΔN_{\rm eff}$和直接探测实验对模型的限制。
2017-11-22 hep-ph
Singlet-Doublet Fermion Origin of Dark Matter, Neutrino Mass and W-Mass Anomaly
基于最近CDF与$7σ$合作报道的W玻色子质量异常的统计显著性，我们考虑了一个单重态-二重态（SD）Majorana费米子暗物质（DM）模型，其中对W玻色子质量的修正来自SD费米子引起的辐射修正.虽然单代SD费米子在完整的$Z_2$对称性下是奇数，但不能解释W玻色子质量异常，同时与DM现象学一致，但两代SD费米子可以做到这一点，其中较重的一代在W质量校正中起主导作用，较轻的一代在DM现象学中起作用。此外，如果包含一个$Z_2$ -奇单重标量，这种多代SD费米子也可以辐射产生轻中微子质量。
2022-05-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Radiative neutrino mass generation and dark matter through vectorlike leptons
United Arab Emirates University（阿联酋大学）；Universidad Técnica Federico Santa María（费德里科·圣玛丽亚技术大学）
本文提出一个辐射性三环模型，通过两个新标量SU(2)_L双态与向像轻子双态之间的非对称Yukawa耦合生成中微子质量，暗物质候选者来自一个标量双态，通过其中性组分的质量分裂贡献中微子质量，单一代谢的向像轻子导致两个非零中微子质量。
2026-04-14 hep-ph
Dark Matter EFT, the Third -- Neutrino WIMPs
只与第三代费米子耦合的不育中微子是有吸引力的暗物质候选者。在EFT方法中，我们证明了他们可以生成所观察到的遗物密度，而不违反直接和间接检测的约束。这样的EFT代表了规范的第三代$B-L$模型，以及第三代标量或矢量轻夸克。LHC测量自然区分不同的基础模型。
2020-12-17 hep-ph
Generation of neutrino dark matter, baryon asymmetry, and radiation after quintessential inflation
构建了quintessential inflation模型，引入右手中微子和轻标量场，解释了暗物质、重子不对称性和reheating的产生机制。
2022-10-11 hep-ph
The WIMP capture process for dark stars in the early universe
宇宙中形成的第一批恒星可能是暗星，由暗物质湮灭而不是核聚变提供动力。最初被恒星引力聚集的暗物质的数量只能维持它有限的一段时间。有人认为，从环境中捕获额外的暗物质可以延长暗星阶段，甚至到今天。在这里，我们表明，这种捕获过程是无效的，以延长第一代暗星的寿命。我们构建了一个蒙特卡罗模拟，遵循每个弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质晕作为其轨道响应的形成和演化的暗星，因为它散射了恒星的核，并在恒星内部湮灭。在穿过恒星的轨道上，WIMP的快速耗尽导致了第一代暗恒星的消亡。我们认为，第二代暗恒星原则上可能通过捕获存活更长时间。我们评论放松我们的假设的影响。
2010-05-31 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Atmospheric neutrinos in a next-generation xenon dark matter experiment
我们研究了未来氙和氩基暗物质和中微子探测实验对低能大气中微子的敏感性。不考虑实验背景，识别大气中微子引起的核反冲的主要障碍是由于$pp$太阳中微子引起的电子反冲分布的尾部。我们用NEST程序模拟了氙探测器中的太阳和大气中微子信号，发现700吨年的曝光将产生大气中微子的$5σ$探测。我们探讨了不同的探测器性能的影响，并发现一个足够长的电子寿命是必不可少的成功这样的测量。
2020-02-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark QED from Inflation
任何暗区丰富的一个贡献来自于暴胀期间的引力产生。如果暗区与暴胀子和标准模型弱耦合，这可能是它唯一的产生机制。对于非相互作用的暗扇区，如自由质量费米子或自由质量矢量场，这种机制已经被广泛研究。在本文中，我们表明，通过暗质量QED的例子，相互作用的存在可能会导致一个巨大不同的质量的暗物质（DM）粒子，这可能与即将到来的实验探测的范围相吻合。在暗量子电动力学的背景下，我们研究了暴胀后暗区能量密度的演化。暴胀产生了一个由大量玻色子组成的冷矢量凝聚体，通过有趣的过程--施温格对产生、强场电磁级联和等离子体动力学--将其能量转移到少量的“暗电子”，并引发暗区的热化。由此产生的暗电子DM质量范围是从50 MeV到30 TeV，与不存在暗电子的大质量光子暗物质的$10^{-5}$ eV质量和不存在暗光子的$10^9$ GeV暗电子质量都有很大不同。这可能会显着影响暗QED的搜索策略，更一般地说，与自相互作用DM部门的理论。在动力学混合的存在下，可以通过即将进行的直接检测实验（如SENSEI-100 g和OSCURA）来搜索这个质量范围内的暗电子。
2021-09-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational production of dark photon dark matter with mass generated by the Higgs mechanism
我们研究了暗光子暗物质在膨胀过程中的引力产生，当暗光子通过希格斯机制获得质量时。在先前的研究中，假设暗光子具有施托克伯格质量，或者由希格斯机制产生的质量，具有足够重的希格斯玻色子。在本文中，我们考虑的情况下，希格斯玻色子是不完全解耦的，希格斯场改变其真空期望值后，通货膨胀。然后，暗光子的质量也随着时间的变化后，暴胀，和纵向模式的时间演化是不同的情况下与施托克伯格质量。因此，暗光子能量密度的光谱可以具有在中间尺度和小尺度处的两个峰。我们证明了暗光子可以解释暗物质，如果它的当前质量大于$6 \, μ{\rm eV} \times (H_I / 10^{14} \, {\rm GeV})^{-4}$和小于$0.8 \, {\rm GeV} \times (H_I / 10^{14} \, {\rm GeV})^{-3/2}$，与$H_I$是哈勃参数在暴胀。如果考虑较大的规范耦合常数，则需要较大的质量。在小规范耦合常数的限制下，可以再现施托克伯质量的结果。我们还评论了量子引力理论中各种猜想所设定的约束。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Dynamical generation of the weak and Dark Matter scales from strong interactions
假设自然界中的质量标度只能通过维度的变化而产生，我们通过在新的强规范相互作用下加入类矢量费米子来扩展无量纲的标准模型。它们的非微扰动力学产生了一个质量尺度，通过电弱规范相互作用传递给基本的希格斯玻色子玻色子。在最小模型中，它具有与标准模型相同的参数，预言了电弱对称性的破缺，预言了多TeV区域的新物理，并且与所有现有的边界相容，由于偶然的对称性，它提供了两个稳定的暗物质候选者：SU（2）_L伴随的复合标量和复合单态费米子;它们的热遗迹丰度被预测为与测量的宇宙学DM丰度相当。这种类型的一些模型允许额外的汤川耦合; DM候选人仍然存在，即使显式质量添加。
2015-02-06 hep-ph hep-th
Flipping principle for neutrino mass and dark matter
翻转对称性通常会导致更基本的对称性和新的物理学见解。将这一原理应用于标准模型的电弱对称性，我们得到了一种新的规范对称性，它定义了除了电荷之外的暗电荷、中微子质量机制和由此产生的暗宇称为剩余翻转对称性。暗宇称把模型粒子分为两类：奇粒子和偶粒子。候选的暗物质转变为费米子或标量单线态，其质量低于电子质量，由暗宇称稳定。一致的中微子质量产生和暗物质遗迹的方案提出。翻转的方法的性质和进一步的影响是确定的。
2020-07-17 hep-ph hep-th
$U(1)_{T3R}$ Extension of Standard Model: A Sub-GeV Dark Matter Model
我们提出了一个模型的基础上的$U(1)_{T3R}$扩展的标准模型。该模型解决了第三代和前两代费米子之间的质量层次。$U(1)_{T3R}$在$\sim 1-10$ GeV自发断裂。该模型包含一个亚GeV的暗物质候选者和两个亚GeV的光标量和矢量介质。该模型解释了热暗物质丰度，测量μ子g-2和$R_{K^{(\ast)}}$异常。该模型可以在LHC、FASER、暗物质实验和各种基于束流收集器的中微子设施中进行探测，例如，COHERENT、CCM、MicroBooNE、SBND、ICARUS、DUNE等
2022-03-15 astro-ph.CO hep-ph
Familon Model of Dark Matter
如果下一个基本层次的物质出现（前子），那么暗物质必须由包含来自无质量粒子的“热”成分和来自有质量粒子的“冷”成分的家族组成。在宇宙演化过程中，这些暗物质经历了不同温度的晚期相对论性相变。由这些相变产生的涨落具有分形特征。结果，暗物质（以及重子子系统）的结构化发生了，在宇宙中，一些打印这种现象的特征尺度自然出现。族子是非微扰前子凝聚体的集体激发，可能产生于较早的相对论相变。对于暗物质（和重子成分）的结构化，三代粒子是必要的。第一代粒子产生了我们所观察到的重子世界。第二代和第三代产生了暗物质，这些暗物质是由几代之间对称性自发破缺时出现的粒子产生的。
2008-01-16 hep-ph
Dark Photon Dark Matter without Stueckelberg Mass
我们研究的情况下，暗光子暗物质的质量是通过希格斯机制，而不是恒定的Stueckelberg质量产生。在这种结构中，暗区必然包含额外的自由度和相互作用，导致非平凡的动力学，包括热化，相变，宇宙弦的产生。因此，斯图克尔伯格理论的预言被极大地修正了，这在很大程度上取决于与曲率的耦合，以及与自发对称性破缺的尺度$f$相比，膨胀的尺度$H_I$。我们特别发现，只有在极端地区的参数空间的Stueckelberg暗光子的现象再现。这些情况下，强烈约束等曲率扰动，除非黑暗的部门是近似外尔不变。
2022-06-06 astro-ph.CO hep-ph
Low-mass inelastic dark matter direct detection via the Migdal effect
我们考虑搜索的非弹性散射的低质量暗物质在直接检测实验，使用Migdal效应。我们发现在暗物质质量和质量分裂之间存在着难以打破的简并。使用XENON1T的数据，我们设定了一个以前未探索过的非弹性暗物质参数空间的范围。对于放热散射的情况下，我们发现，Migdal效应允许氙为基础的探测器具有${\cal O}(\mathrm{MeV})$质量的暗物质的灵敏度，远远超过可以单独获得核反冲。
2021-10-18 astro-ph.CO hep-ph
A Module For Boosted Dark Matter Event Generation in GENIE
在大型中微子探测器上产生半相对论或相对论增强暗物质通量的模型是超越最小弱相互作用大质量粒子（WIMP）范式的有充分动机的扩展。当前和即将到来的基于液氩时间投影室（LArTPC）的检测器将具有对这样的模型的改进的灵敏度，但是还需要改进的理论建模以更好地理解它们的信号并优化它们的分析。我提出了第一个完整的蒙特卡罗工具，用于增强暗物质与原子核在LArTPC探测器可访问的能量范围内相互作用，包括深地下中微子实验（DUNE）。该代码使用了GENIE中微子蒙特卡罗事件发生器的核物理和强物理模型，以及暗物质的粒子物理模型。该代码将在GENIE v3中提供。此外，我提出了一个代码，用于生成一个GENIE兼容的通量的增强暗物质来自太阳，是独立释放。
2018-12-13 hep-ex hep-ph
$α$-attractor dark energy in view of next-generation cosmological surveys
$α$ -吸引子暴胀模型现在受到CMB普朗克观测的青睐。它们与经典的精粹模型的相似性激发了对一个共同框架的探索，这个框架可以解释暴胀和暗能量。我们研究了下一代宇宙学实验将能够对暗能量$α$ -吸引子模型施加的预期约束。我们系统地解释了来自WFIRST的SNIa，来自DESI和WFIRST的BAO，来自LSST和Stage-4 CMB实验的星系成团和剪切的约束力。我们假设一个张量标量比，$10^{-3} < r < 10^{-2}$，它允许探索广泛的制度足够接近，但不同的，一个宇宙学常数，而不需要微调的字段的初始值。我们发现，组合S4 CMB + LSST + SNIa将实现最佳结果，相对于S4 CMB + BAO + SNIa的情况，将FoM提高了几乎一个数量级。我们发现这也是真实的FoM的$w_0 - w_a$参数。因此，未来的调查将能够独特地探测连接早期和晚期宇宙加速的模型。
2019-06-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
High-scale leptogenesis with three-loop neutrino mass generation and dark matter
我们证明了一个共同的起源高规模leptogenesis和三环中微子质量产生。具体来说，我们扩展了标准模型的两个真正的单重标量，两个单电荷标量携带不同的轻子数和两个或更多的单重费米子与马约拉纳质量。我们的模型尊重一个软破缺轻子数和一个完全守恒的$Z_2^{}$离散对称性。通过实标量的轻子数破坏衰变和带电标量的轻子数守恒衰变，我们可以得到存储在标准模型轻子中的轻子不对称性。这种轻子的不对称性可以部分地通过sphaleron过程转化为重子的不对称性。这种轻子生成的相互作用也可以产生一个三环图来产生中微子质量。最轻的单重态费米子可以保持稳定作为暗物质粒子。
2016-11-10 hep-ph
Triplet Scalar Dark Matter and Leptogenesis in an Inverse See-Saw Model of Neutrino Mass Generation
我们提出了一个紫外线完成的反向跷跷板的情况下使用费米子SU（2）三重表示。在这个框架内，标准的热leptogenesis的变化是可以实现的O（TeV）规模，由于存在一个可行的暗物质的候选人。如果在大型强子对撞机上观测到三重态费米子，这种重子生成的情况就被排除了。暗物质是由复杂标量SU（2）三重态中最轻的中性成分给出的，质量在TeV范围内。标量扇区，这是丰富的，以占小中微子质量，详细处理，并显示潜在的相当大的希格斯玻色子h \to γ γ率与大h不可见的分支比。
2013-01-31 hep-ph
Dark Matter Generation and Split Supersymmetry
我们分析了一个简单的分裂超对称方案，费米子质量来自异常调解，产生m_s ~ 1000 TeV，m_{3/2} ~ 100 TeV，和m_f ~ 1 TeV。我们认为非热暗物质生产中存在的模量，我们发现，衰减链的模量到LSP和模量到引力子到LSP产生暗物质更有效地比微扰冻结，允许光，大型强子对撞机可见光谱。这些衰减模量也可以削弱宇宙学对轴子衰减常数的约束。在夸克质量为1000 TeV的情况下，LHC胶子将从它们的主顶点衰减毫米，导致一个引人注目的实验签名，并且味道改变中性电流的抑制几乎足以允许夸克质量矩阵中的任意混合。
2006-11-30 hep-ph
The Process of Generation of Mass, The Higgs Boson, and Dark Matter
提出了一种规范场和物质场起积极作用的对称性破缺动力学机制。它基本上代表了超导机制的协变概括，并提供了一种产生质量的{ \em natural}机制，这种机制与宇宙学常数的当前值并不冲突。当应用于SU（2）时，$\times$ U（1）导致与标准模型完全相同的物理（拉格朗日密度），但修改{ \em only}希格斯扇区。它还预言了经典标量场在所有空间的出现以及密度涨落的存在。根据它，空间将充满宏观上大量的希格斯玻色子，它们现在表现为轻的、稳定的标量粒子{ \em解耦}，与普通物质和辐射分离。因此，它们在超导体中扮演着与库珀对相同的角色，是暗物质的天然候选者。
1993-05-11 astro-ph cond-mat hep-ph
Radiative neutrino mass generation from WIMP dark matter
标准模型的最小跷跷板扩展需要两个电弱单态费米子才能在树水平上容纳中微子振荡参数。在这里，我们考虑一个次最小的扩展，轻中微子质量产生的辐射由两个电弱费米子：一个单线态和一个三重态下SU（2）。这些粒子在宇称对称下应该是奇的，它们的混合产生了一种稳定的弱相互作用的大质量粒子暗物质候选者。对于GeV-TeV范围内的质量，它再现了正确的遗迹密度，并在核反冲直接探测实验中提供了可观察的信号。暗物质中的费米子三重态成分具有规范相互作用，这使得它在目前和不久的将来的对撞机实验中有可能被探测到。
2016-01-25 hep-ph
TeV Scale Neutrino Mass Generation, Minimal Inelastic Dark Matter, and High Scale Leptogenesis
跷跷板和细长的共同依赖于相同的粒子的质量，因此都是在相同的尺度上实现的。在这项工作中，我们展示了一种新的可能性，实现TeV级中微子跷跷板和自然的高规模leptogenesis。我们将标准模型扩展为两个规范单重态标量，一个类矢量的等二重态费米子和一个等三重态希格斯标量。我们的模型尊重一个软破缺轻子数和一个完全守恒的$Z_2$离散对称性。它可以实现三件事：（i）实现一个可测试的II型跷跷板在TeV尺度与两个非零中微子质量本征值，（ii）提供一个最小的非弹性暗物质从新的费米子双峰，（iii）容纳热或非热leptogenesis通过单重标量衰变。我们进一步分析了当前实验对我们模型的限制，并讨论了对暗物质直接探测和LHC搜索的影响。
2019-01-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Inflation and dark matter after spontaneous Planck scale generation by hidden chiral symmetry breaking
在类QCD的隐藏扇区中的动力学手征对称性破缺被用来产生普朗克质量和包括重右手中微子质量的电弱标度。实标量场将隐藏扇区的能量尺度传递到可见扇区，在早期宇宙中除了起暴胀子的作用外，还实现了类希格斯暴胀模型。我们的暗物质候选者是隐藏的π介子，由于动力学手征对称性破缺而升高。它们是由暴胀子的衰变产生的。不幸的是，直接探测它们是不可能的，因为它们是超重的（$10^{9\,\sim\,12}$ GeV），而且与可见扇区的相互作用受到极大的抑制。
2022-01-13 hep-ph
Discrimination of Dark Matter Mass and Velocity Distribution by Directional Detection
在大多数情况下，暗物质的速度分布被假定为各向同性，然而，在一些模拟中，各向异性被建议。对暗物质的定向直接探测是判别暗物质速度分布各向异性的一种有希望的方法。我们模拟了定向直接探测中的暗物质和目标散射，并研究了区分各向异性所需的条件。如果暗物质质量是已知的，如果暗物质质量是已知的其他实验的歧视，$O(10^3)-O(10^4)$事件是必需的。我们还研究了暗物质质量未知的情况，在分析中使用的反冲能和散射角数据，无论是暗物质质量和各向异性可以限制得更好，比只与他们的分析。
2020-03-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Antibaryonic dark matter
假设存在（非常）重的第四代夸克和反夸克，我们认为由三个重反夸克组成的反重子可以是轻的、稳定的和不可见的，因此是暗物质粒子的一个很好的候选者。这样的机会允许保持重子数守恒，以产生可见的重子不对称性。穿过普通物质的暗物质粒子将与核子湮灭，引发类似质子（中子）衰变的事件，在出射粒子中释放约5GeV的能量。
2013-03-24 hep-ph
Generation of dark radiation in the bulk inflaton model
我们研究了Randall-Sundrum无限膜世界中具有不同衰变通道的体标量场的动力学。在这种情况下，体标量场有一个准定域模式，它支配着膜附近的后期行为。对于这种模式，一个有趣的观点是，即使体标量场不与体中的其他体场和膜上的场相互作用，也存在由能量在远离膜的方向上逃逸引起的耗散。我们可以解释，这些损失的能量转移到暗辐射。我们表明，这样一个有效的4维描述体标量场是有效的，包括各种过程的能量耗散。
2003-04-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Sneutrino Inflation with Asymmetric Dark Matter
非对称暗物质方案是已知的重子和暗物质密度之间的宇宙符合问题的一个有趣的解决方案。在该方案中，暗物质的不对称性，这是翻译成暗物质密度在现在的宇宙中，从早期宇宙中产生的B-L不对称性转移。另一方面，B-L不对称的产生被简单地假设，尽管许多产生机制被期望与该场景一致。我们表明，在sneutrino通货膨胀的情况下的不对称性的产生类似于不对称的暗物质的情况下，因为不可重正化运营商的B-L不对称性的暗物质的不对称性是自然地通过集成右手中微子。因此，关于宇宙学（暴胀、暗物质的质量密度、宇宙的重子不对称性）以及中微子质量和混合的重要问题都有一个统一的起源，即右手中微子。
2011-09-05 hep-ph
Dark Energy and Neutrino Mass Limits from Baryogenesis
在这篇简短的报告中，我们考虑了暗能量标量，如Quintessence到中微子的耦合，并讨论了它在重子生成中微子质量极限研究中的意义。在暗能量标量的演化过程中，中微子的质量是变化的，因此我们在这里得到的中微子质量的界限与以前得到的不同。
2003-08-03 astro-ph hep-ph hep-th
Right-handed neutrino dark matter consistent with the generation of baryon number asymmetry
Institute for Theoretical Physics, Kanazawa University（金泽大学理论物理研究所）
右旋中微子作为暗物质候选者，通过非平衡衰变机制解释中微子振荡和重子数不对称性，可能统一解释标准模型中的三个问题。
2026-10-01 hep-ph
