A model of electroweakly interacting non-abelian vector dark matter
提出了一个自旋为1的暗物质(DM)模型.将电弱规范对称性SU(2)$_L\times$ U(1)$_Y$推广为SU(2)$_0\times$ SU(2)$_1 \times $ SU(2)$_2 \times$ U(1)$_Y$ .提出了一种SU(2)$_0$和SU(2)$_2$的离散对称交换。这种离散对称性稳定了DM候选。自旋为1的DM粒子($V^0)$)及其SU(2)$_L$伙伴($V^\pm$)与标准模型(SM)电弱规范玻色子相互作用,没有任何抑制因素。因此,DM粒子对在早期宇宙中有效地湮灭为SM粒子,并且DM能量密度的测量值容易通过热冻结机制实现。该模型还预测了一个重矢量三元组($W'^\pm$和$Z'$)在可见光区。它们有助于DM湮灭过程。$Z'$和$V^0$的质量比决定了各种耦合的值,并且对$W'$和$Z'$的约束限制了DM物理学可行的参数空间的区域。我们调查的约束,从微扰么正性的标量和规范耦合,希格斯信号强度,$W'$搜索在LHC,DM直接检测实验。发现$V^0$的残余丰度解释了3 TeV $\lesssim m_{V^0} \lesssim$ 19 TeV的DM能量密度的正确量。
2020-08-02 hep-ph
Magnetic helicity in plasma of chiral fermions electroweakly interacting with inhomogeneous matter
研究了手征费米子与密度和速度随坐标变化的背景物质的弱电相互作用。该系统的动力学近似描述通过寻找Berry相。导出了左右粒子的有效作用量和运动方程。在旋转物质的情况下,我们得到了对反常电流和阿德勒反常的修正。然后我们研究一些天体物理学的应用。假设旋转中子星中的手征不平衡消失,我们得到了手征电子与背景中子相互作用引起的磁螺旋度变化率。螺旋度变化的特征时间与某些恒星的磁周期相吻合。
2020-05-19 astro-ph.HE hep-ph
Non-perturbative Effects on Electroweakly Interacting Massive Particles at Hadron Collider
电弱相互作用大质量粒子(Electroweakly Interacting Massive Particles,EWIMPs),即在标准模型(Standard Model)的电弱相互作用下带电的新的大质量粒子,经常被各种新的物理模型预言。在强子对撞机实验中,我们不仅观察了EWIMP的直接产生,而且测量了它们对SM轻子对产生的Drell-Yan过程的量子效应。这种效应被认为是增强的,特别是当终态的双轻子不变质量接近EWIMP阈值时,即EWIMP质量的两倍。然而,在这样的质量区域中,我们必须仔细考虑非微扰效应,因为EWIMP变得非相对论性,预测可能会受到例如,由电弱相互作用引起的EWIMP的束缚态。我们利用EWIMP的非相对论性有效场论研究了这种非微扰效应,发现它们确实对Drell-Yan过程的微分截面有显著影响,尽管这种影响由于大型强子对撞机实验中轻子测量的有限能量分辨率而被模糊了.
2020-11-30 hep-ex hep-ph
Gravitational waves from first-order phase transition in an electroweakly interacting vector dark matter model
该研究针对扩展电弱规范对称的矢量暗物质模型,计算有限温度有效势,分析其TeV能标一阶相变及产生的引力波谱,表明未来空间干涉仪可探测数TeV新标量对应的参数区。
2024-06-13 hep-ph
Gamma-ray line from electroweakly interacting non-abelian spin-1 dark matter
本文研究了非阿贝尔自旋暗物质(DM)的γ射线谱线特征。在该模型中,含有DM候选的$Z_2$ -奇自旋1粒子具有SU(2)$_L$类三重态特征,并且索末菲增强与湮灭过程有关.我们导出了对光子发射有贡献的湮灭截面,并与超对称标准模型中的SU(2)$_L$三重态费米子,如Wino DM进行了比较.索末菲增强因子在两个系统中是大致相同的,而我们的自旋-1 DM预测更大的湮灭截面$γγ/ Z γ$模式比那些Wino的$\frac{38}{9}$。这是因为自旋1 DM对不仅形成$J=0$,而且形成$J=2$分波态,其中$J$表示总自旋角动量。我们的自旋1 DM也有一个新的湮灭模式到$Z_2$ -甚至超重矢量和光子,$Z' γ$。对于这种模式,光子能量取决于DM和重矢量的质量,因此我们有机会探测质谱。最新的伽马射线线搜索在银河系中心地区给出了一个强有力的约束我们的自旋- $1$ DM。即使我们假设DM密度分布是保守的,我们也可以通过切伦科夫望远镜阵列实验来探测$\lesssim 25.3~$ TeV的DM质量。
2021-10-28 astro-ph.HE hep-ph
Spin-flavor oscillations of Dirac neutrinos in matter under the influence of a plane electromagnetic wave
研究了狄拉克中微子在背景物质和平面电磁波中的振荡。首先,我们得到了在圆极化平面电磁波作用下,具有反常磁矩的大质量中微子与物质发生电弱相互作用的Dirac-Pauli方程的新的精确解。我们用这个结果来描述中微子在外场中的自旋振荡。然后,我们考虑了几种中微子味,并研究了该系统中的中微子自旋味振荡。为此,我们制定的初始条件问题,并解决它考虑外部领域。本文导出了不同类型中微子磁矩自旋味振荡跃迁几率的解析表达式。这些解析表达式与有效薛定谔方程的数值解和其他作者的研究结果进行了比较。特别是,我们揭示了中微子自旋味振荡在所考虑的外部领域的共振不可能发生与以前的索赔。最后,我们简要讨论了一些可能的天体物理应用。
2019-02-07 hep-ph
Composite Dark Matter with Forbidden Annihilation
本研究提出基于类QCD规范理论的复合暗物质模型,通过暗π介子质量简并实现禁戒湮灭机制,可解释TeV级重暗物质遗迹丰度,并预测了可观的电子电偶极矩。
2024-09-18 astro-ph.CO hep-ph
Laser photons acquire circular polarization by interacting with a Dirac or Majorana neutrino beam
结果表明,由于中微子的左手性和规范耦合的宇称破坏,线偏振光通过与中微子相互作用而获得圆偏振。通过计算激光光子与狄拉克或马约拉纳中微子束相互作用的线偏振和圆偏振的比值,我们得到了狄拉克中微子情况下的这一比值,它比马约拉纳中微子情况下的比值小两倍。在此基础上,讨论了在地面实验室利用先进的激光装置和T2K中微子实验测量激光束与中微子束相互作用的圆偏振的可能性。这可能是一个额外的和有用的方式来获得一些洞察中微子的物理,例如他们的狄拉克或马约拉纳性质。
2014-03-14 hep-ph
Two-Loop $Z_4$ Dirac Neutrino Masses and Mixing, with Self-Interacting Dark Matter
在$SO(10) \to SU(5) \times U(1)_χ$的上下文中选择规范$U(1)_χ$如何破缺,可以得到保持中微子为狄拉克费米子的$Z_4$轻子数。选择$Δ(27)$作为轻子的族对称性,可以禁止树能级狄拉克中微子质量。选择一组特定的自相互作用暗物质粒子,狄拉克中微子质量和混合可以在两个循环中产生。这个框架允许实现cobimalamartum中微子混合,即$θ_{13} \neq 0$,$θ_{23} = π/4$,$δ_{CP} = \pm π/2$,以及暗物质相互作用的光标量介质只衰变为中微子,从而不破坏宇宙微波背景(CMB)的理想功能。
2019-07-08 hep-ph
Beyond the Veil: Charting WIMP Territories at the Neutrino Floor
本文为终极暗物质直接探测实验建立WIMP理论基准,系统分析热冻结与冻结产生机制及非标准宇宙学对可探测参数空间的影响,为逼近中微子地板的下一代实验提供路线图。
2025-07-22 hep-ph
Unruh effect for neutrinos interacting with accelerated matter
本文研究了中微子在作直线加速运动的背景物质中的演化。在物质静止的共动系中,得到了大质量中微子与背景费米子弱电相互作用的狄拉克方程。我们求解了超相对论中微子的狄拉克方程。得到了线加速度运动物质中中微子的量子态。我们证明了中微子与加速物质的电弱相互作用导致真空不稳定性,从而导致中微子-反中微子对的产生。我们重新推导了Unruh辐射的温度,并找到了由于中微子与背景费米子的特定相互作用对Unruh效应的修正。作为所得结果的一个可能的应用,我们讨论了在核坍缩超新星中中微子对的产生。得到了中微子质量的天体物理上限。
2015-08-27 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Relativistic quantum mechanics of massive neutrinos in a rotating frame
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radiowave Propagation (IZMIRAN)(普尔科沃地球磁场、电离层和无线电波传播研究所)
研究中微子与旋转物质的电弱相互作用,基于旋转非惯性框架中的狄拉克方程,推导出中微子解,并探讨其在旋转物质中的电弱矢量电流及中微子味振荡的非惯性效应。
2026-03-24 hep-ph hep-th
Magnetic field instability driven by anomalous magnetic moments of massive fermions and electroweak interaction with background matter
结果表明,当粒子具有反常磁矩并与背景物质发生电弱相互作用时,可以激发出大质量费米子沿外磁场的电流。该电流是根据外场中狄拉克方程的精确解计算的。结果表明,如果在麦克斯韦方程组中考虑该电流,则磁场变得不稳定。考虑到一个特定的情况下,简并电子气,这可以在中子星中发现,它揭示了种子磁场可以显着增强。本文还讨论了这些结果在天体物理学中的应用。
2017-12-16 astro-ph.HE hep-ph
Explorations of pseudo-Dirac dark matter having keV splittings and interacting via transition electric and magnetic dipole moments
本文研究了通过跃迁电偶极矩和磁偶极矩相互作用的伪狄拉克暗物质极简模型,考虑了 keV 量级质量劈裂,通过冻入机制产生,发现 XENONnT 结果排除了部分参数空间,下一代氙实验可进一步约束其相互作用强度。
2023-05-23 hep-ph
NMSSM with correct relic density and an additional 95 GeV Higgs boson
本文在NMSSM框架下证明,可同时解释LZ暗物质零结果、95 GeV额外希格斯玻色子信号及μ子反常磁矩偏差,且最轻超对称粒子可为singlino或bino型,直接探测截面可低于中微子地板。
2024-05-02 hep-ph
Triplet-Quadruplet Dark Matter
我们探索了一个暗物质模型,扩展了标准模型的粒子内容由一个费米$SU(2)_L$三重态和两个费米$SU(2)_L$四重态,导致一个最小的现实紫外线完全模型的电弱相互作用的暗物质,通过两种汤川耦合与希格斯双态相互作用在树的水平。在电弱破缺之后,暗区的物理谱由三个马约拉纳费米子、三个单电荷费米子和一个双电荷费米子组成,最轻的中性费米子$χ_1^0$是暗物质的候选者。一个典型的光谱表现出很大程度的中性和带电费米子之间的质量简并,我们检查的质量差的单圈校正,以确保最轻的粒子是中性的。我们确定的参数空间区域的暗物质丰度是饱和的标准宇宙学,包括共湮灭通道,并发现这是典型的实现$m_{χ_1^0}\sim 2.4~\mathrm{TeV}$。来自精确的电弱测量、寻找与原子核散射的暗物质以及暗物质湮灭的约束是重要的,但为热遗迹留下了一个可行的范围。
2016-04-04 hep-ph
Comment on "Unruh effect for neutrinos interacting with accelerated matter"
本文指出Dvornikov论文中关于中微子与加速物质的Unruh效应方程存在错误,纠正了有效外部电流的定义并重新推导了相关微分方程。
2025-11-19 hep-ph
Scotogenic $U(1)_χ$ Dirac Neutrinos
本文将夸克和轻子的标准模型推广到包括规范对称性$U(1)_χ$,它是由$SO(10) \to SU(5) \times U(1)_χ$发展而来的。通过两个例子讨论了狄拉克中微子质量通过暗物质的辐射产生。一种是轻狄拉克费米子暗物质。另一种是考虑到标量暗物质与光标量介质的自相互作用,光标量介质只衰变为两个中微子。
2019-03-05 hep-ph
Self Interacting Dark Matter and Dirac neutrinos via Lepton Quarticity
本文利用 $Z_4 \otimes Z_4'$ 对称性统一解释Dirac中微子质量与自相互作用暗物质,并通过CMB可探测的 $ΔN_{\rm eff}$ 提供互补检验。
2024-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of Mixed Dirac Particles Interacting with an External Magnetic Field
在相对论量子力学框架下研究了两个相互混合且具有非零磁矩的狄拉克中微子系统的演化。通过求解具有给定初始条件的Pauli-Dirac方程,确定了该系统在外部磁场中的动力学。我们首先考虑了中微子在恒定磁场中的自旋-味振荡,并导出了在小磁相互作用极限下自旋-味转换跃迁几率的解析表达式。然后,我们研究了横向磁场中的超相对论中微子,导出了它们的波函数和跃迁几率,对跃迁磁矩的大小没有限制。虽然我们考虑的是中微子,但我们的形式直接适用于任何自旋为1/2的粒子。
2007-10-10 hep-ph hep-th
Coherent states of neutrinos in rotating matter
Pushkov Institute of Terrestrial Magnetism, Ionosphere and Radiowave Propagation (IZMIRAN)(普什科夫地球磁层、电离层和无线电波传播研究所)
该研究推导旋转物质中与中微子电弱相互作用的狄拉克方程,将其哈密顿量约化为简谐振子形式,构造广义中微子相干态,定义有效中微子质量,并应用于快速旋转中子星的天体物理中微子计算。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Asymmetric Self-interacting Dark Matter via Dirac Leptogenesis
中微子的性质,无论是狄拉克还是马约拉纳,迄今还不清楚。假设中微子是狄拉克中微子,这需要$B-L$是一个精确对称,我们试图解释观测到的暗物质和重子物质在现今宇宙${\it i.e.,}\,\, Ω_{\rm DM} \approx 5\, Ω_{\rm B}$中的残余密度之间的比例关系.假设早期宇宙中存在重$SU(2)_L$标量偶极$(X= (X^0, X^-)^T)$,由于$B-L$是精确对称的,因此CP破坏的失平衡衰变$X^0 \to ν_L ν_R$可以在左手和右手扇区中产生大小相等、方向相反的$B-L$不对称性.我们确保$ν_L-ν_R$平衡不会发生,直到下面的电弱(EW)相变,在此期间的轻子不对称性的一部分被转换为暗物质不对称性通过一个8维运营商,这保持$B-L$对称性,并在热平衡。剩余的$B-L$不对称性通过EW-闪锌矿转化为净B-不对称性,EW-闪锌矿在100 GeV以上的温度下是活跃的。为了减轻小尺度异常的$Λ$ CDM,我们假设DM是自我相互作用通过光介质,这不仅耗尽的对称分量的DM,但也铺平了道路,以检测DM在陆地实验室通过标量门户混合。
2022-10-23 astro-ph.CO hep-ph
$M_W$, Dark Matter and $a_μ$ in the NMSSM
我们研究的NMSSM的参数空间中的区域,能够同时解释$W$质量$M_W$和μ子异常磁矩$a_μ$的当前测量值,并提供一个暗物质遗迹密度与观测以及检测实验的约束条件一致。相应区域的特征是100-800 GeV范围内的轻电荷子、轻子和态子,其中至少有一些质量低于150 GeV,使得电弱相互作用的超对称性粒子对$M_W$产生足够大的贡献。LSP始终是类单斜晶系,质量低于140 GeV,即使在未来的探测实验中也可能保持不可见。电弱超微粒子的衰变通过级联经由态和/或slepton进行,这使得它们的检测具有挑战性。我们提出了基准点,为未来的搜索这样的sparticle。最轻的CP偶标量的质量可能在95-98~GeV范围内,然而,鉴于LEP和CMS在LHC的报告在这个范围内的轻微过量,信号率适中。
2022-12-02 hep-ex hep-ph
Abelian and non-Abelian Berry curvatures in lattice QCD
研究了3+1维中有质量Dirac费米子的Berry曲率。对于非相互作用的狄拉克费米子,由于正负螺旋模的简并,Berry曲率是非阿贝尔的。我们计算了非阿贝尔Berry曲率解析和数值。对于相互作用的狄拉克费米子,由于胶子带有螺旋性和色荷,因此简并度消失。计算了格点量子色动力学中的Abel Berry曲率。
2018-06-06 hep-lat hep-ph
Inception of Self-Interacting Dark Matter with Dark Charge Conjugation Symmetry
基于一个复标量和一个Dirac费米子的最简单自发破缺阿贝尔$U(1)$规范模型,对自相互作用暗物质的稳定性提出了新的认识.关键是暗电荷共轭对称性的施加。它允许两种稳定粒子的可能存在:狄拉克费米子和矢量规范玻色子,后者充当前者自相互作用的光介质。由于这种光介质不衰变,它避免了最近获得的所有此类模型的强宇宙学约束,其中光介质衰变为标准模型粒子。
2017-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Resolving Hubble Tension by Self-Interacting Neutrinos with Dirac Seesaw
自相互作用中微子在接近物质辐射相等时开始自由流,最终散射面处光子声视界的物理尺寸减小。这种机制可能是标准$Λ$ CDM宇宙学看到的哈勃常数值低于距离阶梯的局部测量值的原因。我们提出了一种新的实现的自相互作用狄拉克中微子(SID $ν$)与光暗光子介体的可行的相互作用机制。我们的模型是由一个狄拉克跷跷板完成的紫外线模型,狄拉克跷跷板具有无反常的暗$U(1)_X^{}$规范群,该规范群使右手中微子带电。这个模型自然地产生狄拉克中微子的小质量,并诱导右手中微子的自散射。当中微子的能量远大于其质量时,左手中微子的散射被手征翻转质量插入所抑制。由此产生的中微子自散射对$E_ν\gtrsim O(\text{keV})$不起作用,这避免了宇宙学和实验室的限制。通过推导左手中微子和右手中微子数密度的Boltzmann方程,我们发现在大爆炸核合成和复合之间的一个短时期内,约有$2/3$左手中微子转变为右手中微子,并在之后发生有效的相互作用.由此产生的中微子非自由流是在拖曳期收缩共动声视界的关键因素,它可以调和早期和晚期测量之间的哈勃张力。
2020-09-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Semiclassical limit for Dirac particles interacting with a gravitational field
研究了自旋为1/2的粒子在弱静态引力场中的行为。狄拉克哈密顿量对角化的折叠Wouthuysen变换也提供了简单的形式的动量和自旋极化运营商。首次导出了动量和自旋运动的算符方程。分析了它们的半经典极限。偶极自旋重力耦合在以前发现的(另一个)哈密顿量不会导致任何可观察到的效果。建立了量子和经典分析之间的一般协议,相反,最近的几个索赔。导出了引力Stern-Gerlach力的表达式。螺旋度在引力场和相应加速坐标系中的演化是一致的,是等效原理的体现。
2005-02-27 astro-ph gr-qc hep-ph
A Common Origin of Asymmetric Self-interacting Dark Matter and Dirac Leptogenesis
North Lakhimpur University(北拉赫姆普尔大学)
该研究通过引入不对称自相互作用暗物质和狄拉克轻子生成机制,解释宇宙重子不平衡问题,同时提出Z'玻色子在暗物质湮灭和探测中的作用。
2025-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Gluino Condensation in an Interacting Instanton Ensemble
我们对带有伴随费米子的QCD中的手征对称性破缺和Dirac算符的谱进行了半经典研究。为此,我们计算了瞬子零模间伴随狄拉克算符的矩阵元,并研究了它们的对称性。我们提出了不同数量的马约拉纳费米子的伴随表示的瞬子合奏的模拟。这些模拟提供的证据表明,在超对称胶子动力学的瞬子导致胶子凝聚。
2002-04-29 hep-lat hep-ph hep-th
Polarons as stable solitary wave solutions to the Dirac-Coulomb system
本文从物理和数学两个方面研究了Dirac-Coulomb方程组的孤波解。在牛顿极限下,费米子与引力的相互作用可以用库仑吸引的狄拉克费米子模型来描述。这个模型也出现在某些凝聚态系统与涌现狄拉克费米子通过光学声子相互作用。在这个模型中,运动方程的经典孤子解描述了可以称为极化子的物理对象,类似于Choquard方程的解。我们开发的狄拉克-库仑系统的分析方法,表明无节点间隙孤子足够小的值的电荷是线性(光谱)稳定的。
2013-09-13 cond-mat.str-el hep-ph math-ph
Inelastic Self-interacting Dark Matter and LUX-ZEPLIN 248 keV Event in a Dirac Modular Inverse Seesaw
Salbari College(萨尔巴里学院);University of Silesia(西里西亚大学);Indian Institute of Technology Goa(印度理工学院果阿分校);Indian Institute of Technology Hyderabad(印度理工学院海德拉巴分校)
提出基于$A_{4}$模对称的Dirac逆跷跷板模型,统一解释中微子质量与自相互作用暗物质,其非弹性散射可解释LZ 248 keV事件,并预言引力波信号。
2026-09-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Self-interacting Dark Matter Without Direct Detection Constraints
我们在一个简单的暗扇区模型中探索了自相互作用的暗物质,其中暗物质通过暗光子相互作用。使用小的马约拉纳质量将狄拉克费米子暗物质分裂成两个能级可以避免对暗光子和正常光子之间的动力学混合的强直接检测约束,从而允许暗扇区在高强度和/或高能量实验中更明显。指出这种质量分裂对暗物质自相互作用强度有很大的影响。我们导出了伪狄拉克自相互作用暗物质的新参数空间。有趣的是,随着质量分裂的增加,一个弱尺度的暗物质质量窗口幸存下来,可以被大型强子对撞机和未来的对撞机探测。
2017-01-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph