Renormalization in effective theories: prescriptions for kaon-nucleon resonance parameters
在这次演讲中，我们将展示如何将有效散射理论的一般方案应用于强子过程的描述。在弹性K介子-核子散射过程中，我们对重整化处方的树级自举约束进行了数值检验。
2005-01-15 hep-ph
Reply to the Comment on "Spin and orbital angular momentum in gauge theories: Nucleon spin structure and multipole radiation revisited" [PRL 100:232002 (2008)]
这是对我们论文[PRL 100：232002（2008）]的评论[arXiv：0807.0699]的回复。
2008-07-19 hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Through the Neutron Portal
The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文通过中子通道算子重新解释超 Kamiokande 核子衰变搜索，约束暗物质诱导的核子衰变，发现 GeV 级暗物质下有效算子尺度下限为 1 TeV，并讨论未来 Hyper-Kamiokande 搜索前景。
2026-03-27 hep-ph
Spin and orbital angular momentum in gauge theories: Nucleon spin structure and multipole radiation revisited
我们处理和解决长期存在的规范不变性问题的核子自旋结构。得到了夸克和胶子的规范不变自旋和轨道角动量算符。这在以前被认为是一项不可能完成的任务，并为理解核子自旋开辟了一条更有希望的途径。我们的研究也证明了在多极辐射分析和原子态标记中光子和电子的正则、规范相关的角动量算符的传统使用是合理的;并揭示了规范理论中相关的能量-动量问题，特别是与核子动量有关的问题。
2008-06-19 hep-ph
Nucleon - Light Dark Matter Annihilation through Baryon Number Violation
如果暗物质粒子没有受到离散对称性的保护，那么参与重子数破坏相互作用的暗物质可以与重子湮灭。本文研究了标准模型色三重态扩展中的暗物质-重子湮灭。在标准模型中，费米子暗物质在质子质量附近的小质量范围内是运动学稳定的。我们表明，DM的湮灭与核子可以探测到严格的限制，在大体积的水切伦科夫探测器，如超级Kamionkonde实验，与介质规模$m_Φ$限制到$10^{7}$ GeV。在马约拉纳轻暗物质的情况下，这种约束是较弱的，但接近的幅度从中子-反中子振荡。在狄拉克DM情形下，暗物质-核子湮灭给出的边界比中子衰变寿命的不确定性给出的边界强得多。在DM质量高于$m_p+m_e$的有限范围内，DM核子湮灭束缚可以高于DM在宇宙中稳定性的要求。由于Super-Kamionkonde的严格限制，我们发现它低于目前的实验能力，以间接检测扩散的银河伽马射线和中子星加热中的暗物质-核子湮灭信号。
2018-10-31 hep-ph
Nucleon scattering with higgsino and wino cold dark matter
大多是wino或higgsino的中微子被证明是兼容的，与最近的DAMA年度调制信号。这些暗物质候选者的核子散射率通常比通常考虑的bino高一个数量级。尽管早期宇宙中希格西诺和维诺数密度的热演化表明它们不是暗物质的候选者，但非热源，如引力子或反常介导的超对称性破缺中的模量衰变，表明它们可能是冷暗物质的主要来源。它们在高能对撞机上的隐蔽性更是推动了核子散射探测方法的分析。我们还提出了计算其预测的散射率与锗探测器，这还没有看到WIMP散射的证据。
2001-01-19 hep-ph
A cancellation mechanism for dark matter-nucleon interaction
我们考虑一个简单的希格斯门暗物质模型，在标准模型中补充了一个复杂的标量，其虚部起着作用的WIMP暗物质（DM）。我们表明，直接DM检测截面消失在树的水平和零动量转移由于取消凭借软破缺对称性。这种取消对任何中介质量都是有效的。因此，我们的电弱尺度暗物质很自然地满足了所有的唯象约束。
2019-02-22 hep-ph
Charged mediators in dark matter scattering with nuclei and the strangeness content of nucleons: Strange Brew
在MSSM的框架下，我们考虑了一种情形，其中暗物质是类双星，而暗物质-核子自旋无关散射是通过交换表现出左右混合的光方块而发生的。我们表明，直接检测实验，如LUX和SuperCDMS将是敏感的一类这样的模型，通过自旋无关的散射。此外，如果散射主要通过希格斯交换发生，这些模型表现出通常不会在MSSM LSP中观察到的性质，例如Isosin破坏。核物理的主要不确定性是核子的夸克含量，特别是奇异含量。
2015-08-23 hep-ph
Leading logarithms for mesons and nucleons
本次演讲描述了在大规模有效场论中计算主导对数方面所做的工作。我们将简要地讨论可重整化理论中的前沿问题，以及如何在有效场论中只用单圈计算来计算它们。其余的谈话讨论质量，衰变常数，凝聚和介子有效场论，如手征微扰理论和核子质量的膨胀异常过程。
2015-09-24 hep-ph
Spin and orbital angular momentum in gauge theories (II): QCD and nucleon spin structure
与本文（I）中QED的规范不变自旋和轨道角动量的构造相平行，本文给出了QCD的一个类似但非平凡的解。得到了夸克和胶子的规范不变自旋和轨道角动量算符。这在以前被认为是一项不可能完成的任务，并为理解核子自旋结构开辟了一条更有希望的途径。
2007-09-09 hep-ph
Supersymmetric dark matter and neutralino-nucleon cross section
根据最近的实验结果，我们回顾了超对称暗物质的直接探测。特别是，我们表明，在参数空间中的几个超重力方案的区域与中性非核子截面的顺序为$10^{-6}$ pb，即，其中当前的暗物质探测器是灵敏的。这些是具有大的$\tan β$的场景，具有非普适的软超对称性破缺项，具有多TeV质量的标量超伙伴被称为“焦点”超对称性，最后是具有中间统一尺度的场景，这些场景自然地出现在一些超弦结构中。
2001-08-09 hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay: Model and Signatures
如果暗物质（DM）带有反重子数，则DM粒子可以通过翻转到反DM而与核子湮灭。受Hylogenesis模型的启发，我们引入了一个单组分DM模型，其中DM是不对称的，并且携带B和L为-1/2。它可以与一个核子湮灭为一个反轻子和一个反DM，也可以与一个附加介子湮灭为次领先级。这种信号可以在质子衰变实验中观察到。如果DM在太阳中被捕获，DM引起的核子衰变可以产生大通量的反中微子，这可以在中微子实验中观察到。此外，反DM粒子在最终状态下获得了相对较大的动量（几百MeV），并逃离了太阳。这些快速移动的反DM粒子也可以在各种地下实验中引发有趣的信号。
2014-02-25 hep-ph
New Limits on Light Dark Matter-Nucleon Scattering
该研究通过强子相互作用推导了低质量暗物质的新限制，发现其与核子的散射截面上限比现有约束强多个数量级，并指出暗物质可能过闭合宇宙的问题。
2025-12-16 hep-ph
Baryon-number-violating nucleon decays into a dark photon particle
South China Normal University（华南师范大学）；Wuyi University（五邑大学）
研究违反重子数的核子衰变成暗光子，利用扩展暗光子\(X\)的低能有效场论\(X\)LEFT，构建算符并匹配手征微扰理论，推导衰变宽度表达式，重新解释实验数据设下限，为相关研究提供工具包。
2026-09-29 hep-ph
Cancellation in Dark Matter-Nucleon Interactions: the Role of Non-Standard-Model-like Yukawa Couplings
对暗物质粒子性质的探索已经进行了几十年，但迄今为止还没有发现确凿的证据。在各种选择中，弱相互作用大质量粒子（WIMP）仍然是TeV尺度附近暗物质的主要候选者之一。从唯象的角度来看，如果我们允许光夸克汤川耦合假设非标准模型（非SM）的值，那么在希格斯门场景中，这种零结果可以解释为通用的WIMP。这是由于DM-核子散射中的不同项之间的抵消，这反过来又会导致一个非常小的直接探测截面。它也可能导致DM-核子散射中的同位旋破坏。这种非SM值的轻夸克汤川耦合可能会在高亮度运行的大型强子对撞机探测。
2021-02-26 hep-ph
Comment on "Spin and Orbital Angular Momentum in Gauge Theories: Nucleon Spin Structure and Multipole Radiation Revisited"
这是对Chen et al Letter PRL，100，232002（2008）的评论。
2008-07-04 hep-ph physics.gen-ph
Phenomenology of dark matter-nucleon effective interactions
我比较了非相对论有效理论的单体暗物质核子相互作用，目前的暗物质直接探测实验和中微子望远镜观测，提出排除限制的耦合常数的理论。在直接探测实验的分析中，我专注于不同的暗物质-核子相互作用算子的干扰和在定向探测器上观察到的预测。解释中微子望远镜观测，我使用新的核响应函数最近通过原子核结构计算得出，并表明，氢不是最重要的元素，在排斥极限计算的大多数自旋相关的暗物质-核子相互作用算符
2015-12-19 astro-ph.CO hep-ph
Chiral Effective Field Theories for Strong and Weak Dynamics
本文提出一个基于Weinberg幂次计数规则和Young张量方法的系统框架，枚举手征有效场论中π-核子与核子-核子算符基，并利用spurion技术重构拉格朗日量，适用于强相互作用及核子/核弱流过程。
2025-01-23 hep-ph
Detecting Bosonic Dark Matter with Neutron Stars
如果暗物质-核子散射截面太小，无法通过直接探测实验探测到，那会怎样？众所周知，在文献中，一些相互作用导致暗物质-核子散射截面，可以被速度和动量抑制。我们表明，在玻色子暗物质的情况下，中子星光谱提供了一个可能的检测。首先，我们讨论了标量暗物质与标量，赝标量和矢量介质的情况。稍后，我们将对矢量暗物质做这个练习。我们发现，根据暗物质的性质和相互作用，中子星可以提高灵敏度的暗物质-核子散射截面的数量级，代表了一个重大的进步，在暗物质围攻。
2021-10-16 hep-ph
One-loop contribution to dark matter-nucleon scattering in the pseudoscalar dark matter model
最近的暗物质（DM）的直接搜索非常严格的限制，在标准模型的扩展中提出的可能的DM候选人。然而，有一些模型可以避免这些限制。一个最简单和最引人注目的例子来自一个简单的希格斯门赝标量DM模型，具有软破缺的$U(1)$对称性。在这个模型中，在零动量转移极限下，树能级DM-核子散射截面为零。也有人认为，领先阶DM核子截面出现在单圈水平。%，其太小而不能通过实验来约束。在这项工作中，我们计算了零动量转移的准确截面在领先的顺序，即，在微扰膨胀的单圈水平上。我们得出的结论是，与预期一致，散射过程的振幅是UV有限的，并在DM质量消失的极限接近零。此外，我们清楚地表明，有限DM速度校正在树级是次主导的单圈的贡献。基于解析公式，数值计算表明，对于典型的模型参数选择，DM核反冲截面远低于${\cal O}(10^{-50}~{\rm cm}^2)$，这表明该模型中的DM直接探测信号自然地避开了目前强的实验截面极限。
2018-10-18 hep-ph
Revisiting the direct detection of dark matter in simplified models
在这项工作中，我们数值重新检查环诱导的WIMP-核子散射截面的简化的暗物质模型和最新的直接探测实验的约束设置。我们考虑一个费米子，标量或矢量暗物质组件从五个简化模型与疏轻子自旋0介质耦合的标准模型夸克和暗物质粒子。这些模型中的树能级WIMP-核子截面都是动量抑制的。我们从圈图中计算了非抑制的自旋无关的WIMP-核子截面，并利用Xenon 1 T研究了暗物质质量和介质质量的约束空间。间接探测和对撞机搜索的限制也进行了讨论。
2018-06-23 hep-ph
Electrophilic dark matter with dark photon: from DAMPE to direct detection
DAMPE合作组最近报道的正负电子过剩现象可以用亲电暗物质（DM）来解释。当一个标准模型的单态费米子被某些对称性（如暗$U(1)_X^{}$规范对称性）稳定时，它可能扮演这样一个DM的角色，并通过标量介体的交换而主要湮灭为电子-正电子对。该模型，适当的汤川耦合，可以很好地解释DAMPE过剩。人们天真地认为，在这类模型中，DM-核子截面应该很小，因为不存在树能级DM-夸克相互作用。然而，我们发现在单圈水平上，可以诱导出一个可检验的DM-核子截面，为亲电模型的检验提供了方法。我们还发现，虽然$U(1)_X^{}$暗光子对DM湮灭的贡献可以忽略不计，但$U(1)$动力学混合可以产生相当大的DM-核子截面。根据混合参数的符号，暗光子可以增加或减少单圈诱导的DM-核子截面。
2017-12-04 hep-ph
Quantum Forces from Dark Matter and Where to Find Them
我们观察到，亚GeV的暗物质（DM）引起的Casimir-Polder力的核子之间，可以通过实验从核到分子尺度访问。我们计算了DM有效理论中的核子-核子势，并指出它们的主要特征是由量纲分析和光学定理所确定的。分子光谱学和中子散射原来是DM搜索实验，并被发现是基于核子的DM直接检测的补充。现有的数据集限制DM与质量高达$\sim 3-50$ MeV和有效的相互作用高达$O(10-100)$ MeV的规模，约束一个区域通常难以达到其他实验。
2018-04-15 hep-ph
Dark matter Search and the Scalar Quark Contents of the Nucleon
本文给出了欧洲扭曲质量协作组（ETMC）对核子中轻夸克、奇异夸克和粲夸克含量的格点量子色动力学模拟结果。这些数量是重要的成分，以估计横截面的检测WIMP作为暗物质的候选人。通过采用特殊的格点量子色动力学公式，即扭曲质量费米子，可以得到核子的光和奇异标量含量的精确结果。此外，我们还给出了核子的粲夸克含量的一个界。
2011-11-23 hep-lat hep-ph
Implications of the Strange Spin of the Nucleon for the Neutron Electric Dipole Moment in Supersymmetric Theories
超对称模型对中子电偶极矩的贡献是通过夸克电偶极矩算符产生的，夸克电偶极矩算符的矩阵元通常使用朴素夸克模型（NQM）计算。然而，实验表明，NQM不能很好地描述夸克贡献$Δq$的核子自旋，因此可能提供误导性的估计电偶极算符矩阵元。以$Δq$从实验中，我们确实发现一贯较小的估计的中子电偶极矩的超对称模型参数的给定值。这削弱了以前的约束CP破坏超对称模型，我们解析的情况下，最轻的超对称粒子（LSP）是一个$U(1)$ gaugino $\tilde{B}$，并显示数值为其他LSP候选人。
1996-02-02 hep-ph
Closing the window on $\sim$GeV Dark Matter with moderate ($\sim$$μ$b) interaction with nucleons
本文在DAMIC和XQC实验的基础上，对300 MeV - 100 GeV质量范围内的暗物质在核子上的自旋无关散射截面进行了改进.对于$\approx μ$ b阶的DM-核子截面，假设标准速度分布，我们的结果关闭了以前存在于这个质量范围内的窗口。
2017-12-20 astro-ph.HE hep-ph
Bethe-Schwinger Effective Range Theory and Lehmann and Weinberg Chiral Perturbation Theories
本文从40年代后期Bethe和Schwinger关于核子-核子散射的低能有效射程理论的提出，到π介子散射的Chew-Low模型的推广，再到Lehmann和Weinberg手征微扰理论的发展，对低能软强子物理作了简要的评述。指出在手征微扰理论中引入么正性关系，可以得到一致的低能计算。
2010-02-12 hep-ph
Suppressing the Scattering of WIMP DM with Nucleons in Supersymmetric Theories
暗物质直接探测实验灵敏度的不断提高限制了暗物质与核子之间相互作用的日益微弱，而暗物质遗迹密度有利于其参与弱相互作用。考虑到大型强子对撞机（LHC）对Higgs玻色子和S粒子的搜索限制，最小超对称标准模型和次最小超对称标准模型中的中性伴子暗物质在其最自然的电弱对称破缺参数空间中，由于理论结构的限制，很难具有这两个看似矛盾的特征。相比之下，最小次超对称标准模型的跷跷板扩展，最初是为了解决中微子质量问题而提出的，它使最轻的中微子能够作为可行的暗物质候选者，很容易具有这些特征，因此，它很容易满足暗物质和LHC实验的约束。与I型跷跷板展开相比，逆跷跷板展开中的暗物质物理性质更加灵活，可以在更宽的参数空间中与实验结果相一致。我们的结论是，弱相互作用的大质量粒子（如本研究中的超中微子）作为暗物质候选者在超对称理论中工作得很好。
2020-04-03 hep-ph
Probing the coupling of heavy dark matter to nucleons by detecting neutrino signature from the Earth core
我们认为，从地核中探测中微子信号是探测重暗物质（$m_χ>10^{4}$ GeV）与核子耦合的理想方法。我们首先注意到，直接搜索暗物质（DM）在这样的质量范围内不提供严格的限制。此外，由于衰减效应，太阳内部DM湮灭产生的中微子能量在太阳表面不会超过几TeV。因此，失去了对重DM耦合的灵敏度。最后，星系晕中微子特征的探测只能探测DM湮灭截面。在介绍了我们的研究的基本原理之后，我们讨论了IceCube和KM 3 NeT中由地球捕获的比$10^{4}$ GeV重的DM湮灭产生的中微子通量所引起的事件率。给出了冰立方和KM 3 NeT在该质量范围内对自旋无关的DM-质子散射截面$σ_{χp}$和同位旋破坏效应的灵敏度。我们的研究结果的影响进行了讨论。
2014-04-02 hep-ph
Nucleon Compton Scattering in Chiral Effective Field Theories
手征有效场论研究核子康普顿散射过程有着悠久的历史。在这篇文章中，我想重点介绍自1997年美因茨手性动力学会议以来的新发展。我将专门关注自旋相关的部门，最近的大部分工作已经完成。
2001-01-24 hep-ph nucl-th
Dark gauge boson production from neutron stars via nucleon-nucleon bremsstrahlung
讨论了中子星通过核子-核子韧致辐射的暗规范玻色子辐射。通过对有效场论公式和热效应的严格处理，我们导出了介质中暗规范玻色子与强子的相应耦合。作为一个具体的例子，$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子的情况下，选择调查暗规范玻色子发射率在超新星和冷却的年轻中子星。从恒星冷却的观点出发，我们得到了SN 1987 A超新星中微子信号持续时间和SN 1987 A残骸中致密天体（NS 1987 A）的x射线光度两个观测值对给定规范玻色子质量的$\rm B-L$规范耦合的约束。特别是，从SN 1987 A上的$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子的情况下的约束被重新访问。由于横向偏振的发射而排除的规范耦合比以前的推导提高了一个数量级。也有一个新排除的参数空间，由于纵向偏振的发射。
2022-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Assessing the sensitivity of PINGU to effective dark matter-nucleon interactions
计算了下一代中微子望远镜对定义（自旋1/2）暗物质（DM）-核子相互作用的非相对论有效理论的28个（等势线和等矢量线）耦合常数的灵敏度。我们作为一个基准探测器的建议精密冰立方下一代升级（PINGU），虽然我们的结果是有效的任何其他中微子望远镜类似的有效体积。在DM-质量-耦合常数平面上用$5σ$灵敏度等值线表示PINGU的灵敏度，并与90% C. L.排除限制相同的耦合常数，我们从重新分析当前DM搜索在IceCube/DeepCore的空结果中获得。我们发现PING不仅可以有效地探测自旋无关和自旋相关的DM-核子相互作用，而且可以探测产生相干增强DM-核散射截面的速度相关或动量相关的相互作用.我们还发现，平谷的$5σ$灵敏度等值线明显低于目前的IceCube/DeepCore 90% C. L。当$b\bar{b}$是主要DM湮灭通道时，排除限制。这一结果表明，降低实验的能量阈值时，探测模型产生的软中微子能谱的重要性，并保持真实的假设DM核子相互作用和所有DM质量在这里测试。当DM主要湮灭为$τ\barτ$时，PINGU-like探测器将改善DM质量低于$35$ GeV的当前排除极限，与假设的DM-核子相互作用无关。
2018-12-19 hep-ph
Nucleon-nucleon bremsstrahlung of dark gauge bosons and revised supernova constraints
本文利用核子-核子弹性截面直接计算了软辐射极限下核子-核子韧致辐射反应中假想光矢量玻色子的产生率。我们利用这些结果和超新星SN 1987 a中微子的观测结果来推导质量为$\lesssim 200$ MeV的矢量玻色子与电荷（暗光子）或重子数耦合的约束条件。我们建立了第一次强约束LVB耦合只重子数，并修改了早期的暗光子的约束。对于后者，我们发现参数空间的排除区域减少了约10倍。
2016-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Nucleon Decay into Dark Sector
亚GeV暗扇区费米子X可以发生由高尺度物理引起的重子数违反相互作用，导致核子衰变为X +介子和中子-> X +光子。这样的过程可以模拟包含中微子的标准搜索模式，但具有不同的运动学，可能已经逃脱了检测。如果由光矢量Z_d介导的暗力作用于X，则取决于参数，中子-> X + Z_d可能是重要的。在典型情况下，Z_d衰减为l^+l^-，其中l=e，μ，具有单位阶分支分数。核子衰变搜索可能会发现新的暗态，否则无法获得，由于它们与普通物质或宇宙丰度的耦合可以忽略不计。
2015-01-08 hep-ex hep-ph
An SO(10) \times SO(10)' model for common origin of neutrino masses, ordinary and dark matter-antimatter asymmetries
我们提出了一个SO（10）\times SO（10）'模型，它同时实现了Dirac中微子质量的跷跷板和普通物质和暗物质-反物质不对称性的轻生.穿过SO（10）和SO（10）'扇区的（16 \times \overline{16} '）_H标量在这种跷跷板-细长成因中起着重要作用。由于轻子数守恒，作为暗物质粒子的最轻暗核子应该具有大约15 GeV的确定质量，以解释目前宇宙中普通物质和暗物质的可比比例。（16 \times \overline{16} '）_H标量在普通和暗的左右对称破缺后也介导了U（1）_{em} \times U（1）_{em}动力学混合，因此我们可以预期在直接探测实验中的暗核子散射和/或在间接探测实验中的暗核子衰变。如果施加适当的镜像对称，我们的狄拉克跷跷板将不需要比规范马约拉纳跷跷板更多的未知参数。
2014-10-21 hep-ph
Hadronic weak interaction in the two-nucleon system with effective field theories
在有效场论的框架下研究了低能双核子系统中的弱相互作用。我们回顾了我们最近的计算宇称破坏观测量的辐射中子俘获质子在阈值，其中有π介子和无π介子理论。
2010-07-14 hep-ph nucl-ex nucl-th
Complementarity of experiments in probing the non-relativistic effective theory of dark matter-nucleon interactions
暗物质-核子相互作用的非相对论有效理论对自旋为1/2的暗物质依赖于28个耦合强度。由于有效理论的参数空间很大，大多数寻找暗物质的实验都假设只有一个耦合强度是非零的。另一方面，暗物质模型一般会在非相对论性的极限下导致几种相互干扰的相互作用，因此公布的极限不能直接应用于模型预测。我们提出了一种方法来确定严格的上限的暗物质核子相互作用强度，包括所有可能的操作员之间的干扰。我们举例说明的方法来获得模型独立的上限的相互作用强度从零搜索结果从XENON 1 T，PICO-60和IceCube。对于某些相互作用，耦合强度的限制放宽了一个以上的数量级。我们还提出了一种方法，可以结合不同的实验结果，从而利用不同的目标之间的协同作用，探索参数空间的暗物质-核子相互作用。
2022-03-08 hep-ex hep-ph
Improving Dark Matter Searches by Measuring the Nucleon Axial Form Factor: Perspectives from MicroBooNE
费米实验室的MicroBooNE中微子实验正在为助推器中微子束建造一个液氩时间投影室，以研究中微子振荡以及与核子和原子核的相互作用，从2014年开始。我们描述了实验，并专注于其独特的能力，以测量截面在低值的$Q^2$。特别是，中性流弹性散射截面特别有趣，因为它对奇异海夸克自旋对核子角动量$Δs$的贡献很敏感。暗物质搜索的影响进行了讨论。
2014-06-19 hep-ex hep-ph
Constraining dark matter-nucleon scattering cross section by the background electron anti-neutrino flux data
恒星和行星等天体可能能够通过暗物质-核子散射捕获大量的暗物质粒子。以往的许多研究都将太阳和地球等不同的天体作为天然的暗物质探测器，并得到了暗物质-核子散射截面的一些严格界限。在这项研究中，我们使用由超级神冈实验获得的$\sim 10$ MeV电子中微子通量极限，并考虑地球作为一个大的天然暗物质探测器来约束暗物质-核子散射截面。我们表明，这种方法通常可以得到更严格的限制。对于一定范围内的暗物质质量湮灭通过$b\bar{b}$通道，截面的极限的同位旋无关的散射和质子唯一的散射可以得到更严格的比在PICO直接检测实验。
2022-01-07 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Estimating the Spin-Independent WIMP-Nucleon Coupling from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。为了理解WIMP的性质，并在对撞机产生的新粒子中识别它们（希望在不久的将来），通过直接暗物质探测实验确定它们的质量和核子耦合是必不可少的。基于我们从实验数据中确定WIMP质量的模型无关方法，我提出了一种直接利用测量的反冲能来估计自旋无关（SI）WIMP-核子耦合的方法。该方法不依赖于晕WIMP的速度分布，也不依赖于（实际上）未知的WIMP质量。在无背景环境中，对于~ 100 GeV的WIMP质量，SI WIMP-核子耦合原则上可以通过使用2（或3）x 50个来自实验的事件来估计，不确定度为~ 15%。
2011-08-16 astro-ph.HE hep-ph
An Elusive Vector Dark Matter
尽管直接暗物质搜索实验的灵敏度达到了$10^{-45}~{\rm cm}^2$的水平，但仍然没有观测到可靠的暗物质信号。我们指出，如果暗物质是矢量玻色子，直接暗物质搜索实验中的零结果可能是由于暗物质-核子弹性散射中的破坏性效应。我们说明的情况下，使用修改后的希格斯门模型，包括奇异夸克。当重夸克和暗物质之间存在一定的质量间隙时，可以发生显著的相互抵消。结果，自旋无关的暗物质-核子弹性散射被抑制，使得未来的直接搜索实验很难观测到暗物质的信号。
2014-10-03 hep-ph
Generalized Polarizabilities of the Nucleon in Chiral Effective Theories
本文利用手征有效场论的方法计算了核子的广义极化率，它表征了电子散射反应\to e' N γ中虚康普顿散射中与结构有关的分量.给出了SU（2）重子手征微扰理论中O（p^3）和SU（2）小尺度展开中O（ε ^3）的自旋相关和自旋无关结构效应的结果。最后，我们比较了我们的计算结果从开拓性的质子从美因茨实验。
1999-10-13 hep-ph nucl-th
Dark Matter-Electron Detectors for Dark Matter-Nucleon Interactions
本研究表明探测低质量暗物质-电子相互作用的新型探测器概念可用于探索暗物质-核子相互作用的新参数空间，利用超导探测器现有数据对 MeV 尺度暗物质与核子相互作用设定了新限制，并指出探测器技术进步将使未来低阈值实验的科学产出翻倍。
2024-12-20 cond-mat.mtrl-sci hep-ex hep-ph
Strange quark content of the nucleon and dark matter searches
奇异夸克标量含量在描述核子结构和确定暗物质直接探测截面中起着重要作用。作为衡量奇夸克对核子质量贡献的一个尺度，奇夸克σ项（σ_s）对QCD中质量产生的性质提供了重要的认识。对σ_s的唯象测定显示出很大的变化范围，其值表明奇异夸克对核子质量的贡献在0到30%以上之间。在暗物质搜索的背景下，再加上相对较大的希格斯耦合到奇异性，这种变化主导了一大类暗物质模型预测截面的不确定性。本文报道了格点量子色动力学的最新结果，它给出了比唯象学更精确的σ_s值。因此，σ_s的晶格决定现在可以大大减少与强子矩阵元相关的暗物质截面的不确定性。
2013-01-09 hep-lat hep-ph
Dark matter directional detection in non-relativistic effective theories
我们将暗物质定向探测的形式推广到任意的单体暗物质-核子相互作用。新的理论框架推广了目前所使用的理论框架，该框架仅基于两种类型的暗物质-核子相互作用。它包括14个暗物质-核子相互作用算符，8个同位素相关的核响应函数，以及暗物质速度分布前2阶矩的Radon变换。利用最近通过数值原子核结构计算得到的核响应函数，计算了由CF $_4$、CS $_2$和$^{3}$ He构成的暗物质定向探测器对14个暗物质-核子相互作用的反冲能谱.我们突出了新的功能，提出的理论框架，并提出了我们的球形暗物质晕和流的暗物质粒子的结果。该研究为暗物质定向探测实验的模型无关分析奠定了基础。
2015-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Non-Standard Dark Matter-Nucleon Interactions with IceCube
暗物质粒子被太阳的原子核散射后，会被太阳的引力捕获，在太阳的核心聚集，然后湮灭成标准模型粒子。位于南极的冰立方中微子天文台可以探测到这些湮灭产生的中微子。由于这些中微子的不可观测性，标准的自旋相关和自旋无关的暗物质-核子散射截面受到了限制。在此基础上，我们给出了暗物质-核子相互作用（包括速度和动量相关的相互作用）的非相对论有效理论的耦合常数的上限.
2021-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Nucleon Structure and Strong Interactions in Dark Matter Capture in Neutron Stars
我们概述了在中子星的暗物质捕获率的大多数评估中缺少的两个重要影响。由于暗物质与恒星中核子的散射涉及大的动量转移，核子结构必须通过强子形状因子的动量依赖性来考虑。此外，由于中子星物质的高密度，我们应该考虑核子相互作用，而不是将核子建模为理想的费米气体。适当地将这些影响被发现抑制暗物质捕获率高达四个数量级的最重的恒星。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A complete calculation for direct detection of Wino dark matter
在反常介导的超对称性破缺中，SU（2）L多重态的中性Gaugino Wino可以成为最轻的超对称性粒子，成为暗物质的候选者.在超对称标准模型中，假设超对称粒子和较重的希格斯玻色子的质量为引力子质量的量级，计算了Wino暗物质与核子的散射截面，从而直接探测到暗物质.在这种情况下，维诺-核子耦合是由循环过程产生的。我们在计算中考虑了双圈对Wino-胶子相互作用的贡献，因为它是Wino-核子耦合的主要贡献之一。结果表明，质子与自旋无关的散射截面为10^-（46-48）cm ^2。虽然它几乎与威诺质量无关，但由于偶然的抵消，结果对希格斯玻色子质量非常敏感。
2010-04-23 hep-ph
Analysis of the theoretical bias in dark matter direct detection
当作为数据基础的模型是“B”时，将模型“A”拟合到暗物质直接探测数据，在拟合中引入了理论偏差。我们进行了定量研究的理论偏差在暗物质直接检测，重点是假设有关的暗物质相互作用，和速度分布。我们解决这个问题的有效理论内的同位旋暗物质核子相互作用介导的重自旋1或自旋0粒子。我们分析了24个基准点的参数空间的理论，使用频率论和贝叶斯统计方法。首先，我们模拟了未来的直接探测实验的数据，假设动量/速度依赖的暗物质-核子相互作用，和各向异性的暗物质速度分布。然后，我们拟合一个恒定的散射截面，和各向同性的麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布的模拟数据，从而在分析中引入了偏见。暗物质粒子质量的最佳拟合值与其基准值相差达2个标准差。暗物质-核子耦合常数的最佳拟合值与其基准值相差几个标准差。我们的结论是，在暗物质直接检测的共同假设是一个潜在的重大偏见的来源。
2015-07-17 hep-ph
Prospects for direct detection of dark matter in an effective theory approach
我们执行的第一个全面的分析的前景直接检测暗物质与未来的吨级探测器在一般的11维有效理论的isoscope暗物质-核子相互作用介导的重自旋1或自旋0粒子。该理论除了包含常见的自旋无关和自旋相关算符外，还包含了8个动量和速度相关的暗物质-核子相互作用算符。从一个杂色样本的27个基准点中选择的参数空间的理论，我们模拟独立的合成数据集吨级锗和氙探测器。从合成的数据，然后提取的边缘后验概率密度函数和轮廓似然模型参数。相关的贝叶斯可信区域和频率置信区间使我们能够评估在27个基准点直接探测暗物质的前景。首先，我们分析数据假设正确的暗物质核子相互作用类型的知识，因为它是常见的自旋无关和自旋相关的相互作用。然后，我们分析了模拟提取的暗物质-核子相互作用类型的数据直接，在标准的分析。第二种方法需要对暗物质-核子有效理论的全部11维参数空间进行广泛的探索。有趣的是，我们确定了5个方案，其中暗物质质量和暗物质-核子相互作用类型可以同时从数据中重建。我们强调直接从数据中提取暗物质核子相互作用类型的重要性，讨论了解决这个复杂的11维问题的主要挑战。
2015-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Top partners tackling vector dark matter
本文在回路水平上讨论了一个简单的暗物质模型中的WIMP-核子散射截面及其对最新直接探测实验的约束。我们考虑一个新兴的矢量暗物质场的情况下，相互作用的标准模型夸克，通过循环的贡献，是从一个标量调解源。所涉及的暗物质-介质质量的参数空间受到氙1 T极限和中微子底的约束。当前的直接探测边界是通过调用复合希格斯模型中的顶级伙伴来规避的，其尺度质量有助于我们抑制WIMP-核子截面。
2020-11-20 hep-ph
Big Bang Synthesis of Nuclear Dark Matter
我们研究的物理暗物质模型具有复合束缚态携带一个大的保守的暗“核子”数。足够大的暗核的性质可能服从简单的标度律，我们发现，这种标度可以确定由大爆炸暗核合成产生的核的数量分布。对于非对称暗物质的合理模型，可以合成出核子数较大（例如> 10 ^8）的暗核，其核子数分布具有两种特征形式之一。如果小核子数的融合足够快，暗核的分布呈现出一种普遍的尖峰形式，与初始条件和小核子数相互作用的许多细节无关。在小暗核的核合成存在实质性瓶颈的情况下，我们发现了一个令人惊讶的结果，即使是大小>> 10^8的更大的核，最终也常常被合成出来，而且数量分布也很简单。我们简要地讨论所产生的约束，从新的黑暗部门的能量，和扩展的一套（通常参数光）黑暗部门的国家，可以发生在完整的模型的核暗物质。在一份配套文件中详细讨论了直接探测信号的相干增强物理学、伴随的暗扇区形状因子的性质以及对天体物理过程的可能修改。
2015-07-16 hep-ph
Gravitationally Induced Dark Matter Asymmetry and Dark Nucleon Decay
“引力重子生成”的情况下，扩展到产生重子和暗物质的不对称性，在物质占主导地位的时代对应的后暴胀再加热。一个最小的扩展需要暗物质的单态费米子X和单态标量S。对于两个或更多的隐藏扇形费米子，这种情况可能导致核子衰变为暗物质，寿命为10^{34-36}年，这与当前或未来的实验有关。如果暗物质费米子耦合到一个亚GeV的矢量玻色子，通过混合与标准模型弱相互作用，可以获得正确的多组分遗迹密度。在这种情况下，典型的暴胀尺度是10^{16} GeV，这表明张量模扰动可能在观测范围内。
2013-09-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
DAMA confronts null searches in the effective theory of dark matter-nucleon interactions
我们研究的暗物质的调制信号的DAMA实验报告的角度显示伽利略不变性的有效场论的解释。我们认为最一般的有效耦合导致的弹性散射的暗物质粒子自旋0或1/2的核子，我们分析的兼容性DAMA信号与零的结果从其他直接检测实验，以及与非观测的高能中微子通量在太阳的方向从暗物质湮灭。为此，我们开发了一种新的半解析方法，用于比较非相对论有效理论的高维参数空间中的实验结果。假设标准晕模型，我们发现一个强大的张力之间的暗物质的DAMA调制信号的解释和零结果的实验。我们还列出了可能的方法，这一结论。
2016-05-19 astro-ph.CO hep-ph
