Searches for WIMP Dark Matter from the Sun with AMANDA
一个众所周知的潜在的暗物质特征是由引力束缚在大质量物体上的中性子湮灭而发射出GeV-TeV的中微子。我们目前的结果,从最近的搜索高能中微子发射从太阳与AMANDA,在所有情况下,没有发现显着的过剩。我们显示了中性伴子引起的μ子通量从太阳和中性伴子核子截面的限制,比较它们与最近的冰立方结果。特别是,我们对自旋相关截面的限制比直接探测实验中获得的要好得多,这使得AMANDA和其他中微子望远镜能够搜索MSSM参数空间的互补部分。
2009-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Introduction to the special issue of Modern Physics Letters A "Indirect dark matter searches"
宇宙学上的暗物质的性质在物理学中找到了超越基本粒子标准模型的解释。暗物质候选者的景观包含了各种各样的物种,要么难以捉摸,要么在直接的实验搜索中难以检测到。即使在这种情况下,当这样的搜索是可能的,他们的结果的解释意味着额外的信息来源,这提供了暗物质的间接影响。一些非平凡的探测性质的暗物质在目前的问题。
2014-11-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Neutrino telescope searches for dark matter in the Sun
本文简要回顾了利用太阳高能中微子研究暗物质的一些最新进展和未来发展方向。这包括能够重新铸造中微子望远镜限制核散射的暗物质任意新的理论,和新的计算太阳大气背景相关的搜索。我还谈到了新物理学在全球搜索中的应用,以及改进太阳中非对称暗物质搜索的前景。
2017-10-14 astro-ph.CO hep-ph
Good NEWS for GeV Dark Matter Searches
建议的NEWS装置,一个球形探测器与一个小的中央电极传感器作为一个正比计数器,承诺探索新的直接探测参数空间在GeV和子GeV的暗物质粒子质量范围内采用非常轻的核目标,如H和他,并利用一个非常低的(亚千电子伏)的能量阈值。在这里,我们讨论和研究两类将通过NEWS进行测试的暗物质模型示例:GeV级毫荷电暗物质,以及具有轻(MeV-GeV)标量或矢量介体的GeV-Dirac费米子暗物质模型,并指出实验可以探测的参数空间的物理区域。
2016-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A review of indirect searches for particle dark matter
通过对光子、带电宇宙射线和中微子的观测,间接探测到了暗物质湮灭和衰变,这为确定宇宙中这个难以捉摸的组成部分的粒子性质提供了一种有希望的方法。在过去的十年里,观测数据集取得了实质性的进展,数值模拟也带来了新的见解,这些都首次对暗物质粒子模型进行了强有力的约束,并揭示了一些有趣的可能信号。本文介绍了间接检测方法,并概述了该领域的最新成果。
2016-03-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical Interplay in Dark Matter Searches
我讨论了暗物质搜索的最新进展,特别是如何严格建模的暗物质分布在银河系及其卫星星系提高了我们的解释的限制湮灭和弹性散射截面。展望间接和直接的搜索,将在未来十年内运作,我审查的方法提取的暗物质在这些实验中存在未知的银河系模型参数的属性。
2012-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Quest for Supersymmetry: Early LHC Results versus Direct and Indirect Neutralino Dark Matter Searches
我们比较了大型强子对撞机(LHC)的超对称性搜索的第一个结果,对中性伴子暗物质敏感的实验的当前和近期性能。我们限制我们的研究,以特定切片的参数空间的约束最小超对称扩展到标准模型CMS和ATLAS排除限制已提交到目前为止。我们表明,在参数空间上,最轻的中性伴子拥有热遗迹丰度匹配的宇宙学观测推断的值。然后,我们计算率,并估计的性能,实验敏感的直接和间接的信号从中性伴子暗物质。我们认为,这是一个独特的时间点,在那里寻求超对称性-至少在其实际和简单的化身之一-正在经历一个密切的审查,从大型强子对撞机和暗物质搜索,这是协同和互补的。如果发现的时间最终解开,对撞机计划和直接和间接的暗物质搜索的当前性能正处于一个结合点,为突破标准模型的物理性质提供了独特的机会。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Recent Results from Indirect and Direct Dark Matter Searches: Theoretical Scenarios
在这篇评论中,我简要地讨论了有关间接和直接暗物质搜索的最新结果的解释理论方案,重点放在前者。
2011-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Direct Dark Matter Searches: Fits to WIMP Candidates
在简要介绍了一般的暗物质和作为候选者的WIMP之后,我们回顾了直接暗物质搜索的最新结果。我们专注于旧的和最近的提示,指出轻WIMP的质量低于10 GeV。
2011-06-30 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Focusing and Substructure Effects on the Rate Modulation in Direct Dark Matter Searches
我们研究了太阳对暗物质的引力聚焦(GF)如何影响非定向直接暗物质搜索中预期信号的年度和两年调制,在局部暗晕中存在暗物质子结构.我们认为人马座流和一个可能的黑暗的磁盘,并表明,GF抑制一些,但不是所有的显着特点,将表征子结构的黑暗晕被GF忽略。
2015-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Searches with HAWC
高海拔水切伦科夫(HAWC)伽马射线天文台是一个宽视场天文台,对0.5 TeV - 100 TeV伽马射线和宇宙射线敏感,位于墨西哥普埃布拉州,海拔4100米。HAWC天文台利用暗物质湮灭和衰变产生的GeV-TeV光子对暗物质进行了间接搜索,考虑了各种来源,包括矮球状星系、M31星系和室女星系团,以及使用dSphs的综合限制。HAWC没有发现这些来源有统计学意义的过剩。我们在暗物质质量超过1 TeV时寻找暗物质湮灭和衰变。我们将介绍湮没截面和衰变寿命极限。
2017-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Casting Light on Dark Matter
评述了在大型强子对撞机上探测候选超对称暗物质粒子的前景,并与直接和间接寻找天体物理学暗物质的前景进行了比较。讨论是基于频率论分析的最小超对称扩展的通用软超对称破缺的标准模型(CMSSM)的首选区域。在不久的将来,大型强子对撞机的搜索可能有很好的机会观察到超对称性--因此,直接搜索天体物理学上的暗物质粒子也可能如此,而间接搜索可能需要更高的灵敏度,至少在CMSSM内是这样。
2011-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
TASI Lectures on Indirect Searches For Dark Matter
在这些讲座中,我描述了各种努力,以确定或限制的身份暗物质通过检测这些粒子的湮灭或衰变产物,或其影响。在回顾了间接搜索的动机之后,我讨论了我们从伽马射线、宇宙射线和中微子的观测以及宇宙微波背景中了解到的关于暗物质的信息。诸如此类的测量已经被用来显著地限制大范围的热遗迹暗物质候选者,特别是那些质量低于几百GeV的暗物质。我还讨论了一些异常和过剩,已被解释为可能的信号的暗物质,包括银河系中心伽马射线过剩,宇宙射线反质子过剩,宇宙射线正电子过剩,和3.5千电子伏线。这些讲座最初是作为2018年理论高级研究所(TASI)暑期学校“数据时代的理论”的一部分。虽然打算为先进的研究生,这些讲座可能是有用的物理学家,天体物理学家和天文学家谁希望得到一个概述的间接搜索暗物质的现状广泛。
2018-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Atoms and Puzzles of Dark Matter Searches
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定形式的物质组成的。它们的稳定性反映了微观世界的对称性,宇宙学暗物质的候选粒子是具有新的守恒量子数的最轻粒子。暗物质候选者可能出现在新的夸克和轻子族中,如果它们隐藏在难以捉摸的“暗原子”中,那么新的稳定带电轻子和夸克的存在是可能的。这种可能性受到轻元素异常同位素的限制,在预测稳定双电荷粒子的情况下并不排除。在这些场景中,过量的-2带电粒子与原始氦结合在O-氦“原子”中,保持了暗物质特定的核相互作用形式,这可能为直接寻找暗物质的难题提供一个有趣的解决方案。
2014-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Implications of hydrodynamical simulations for the interpretation of direct dark matter searches
近年来,像银河系这样的星系的真实流体动力学模拟已经成为可能,从而能够可靠地估计太阳附近的暗物质密度和速度分布。我们在这里回顾流体动力学模拟的状态和它们的影响,直接暗物质搜索的解释。我们特别关注:识别类银河系星系的标准;重子物理学对暗物质速度分布的影响;可能存在的子结构,如团块,流,或暗盘;以及对直接检测暗物质与标准和非标准相互作用的影响。
2017-07-19 astro-ph.CO hep-ph
Searches for Particle Dark Matter: An Introduction
暗物质的同一性是粒子物理和天体物理中的一个关键的悬而未决的问题。在这篇论文中,我描述了一些互补的粒子暗物质的搜索。我将讨论如何影响恒星的暗物质可以限制其与原子核的相互作用,重点放在靠近银河系中心的主序星,以及通过即将到来的詹姆斯韦伯太空望远镜看到的第一批恒星。暗物质粒子的质量和湮灭截面可以通过搜寻天文目标中产生的伽马射线来探测。矮星系和超致密的、原始产生的暗物质微晕在这方面特别有希望。我说明了如何将这些搜索的结果与加速器和宇宙学的约束相结合,以产生一个单一的全球适合所有可用的数据。全球适合超对称性的技术要求很高,即使是最简单的预测模型和补充数据从一群天文和地球的实验,我展示了如何遗传算法可以帮助克服这些挑战。
2011-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Light Neutralino Dark Matter in the pMSSM: Implications of LEP, LHC and Dark Matter Searches on SUSY Particle Spectra
我们调查的可行性轻中性伴子的情况下,促进了暗物质直接探测实验。使用高统计扫描的pMSSM,我们已经确定了几种情况下,产生很轻的中性伴子与大的直接检测散射截面。我们的研究结果受到了来自暗物质遗迹密度、直接探测、间接探测以及味道物理学、电弱精度测试、LEP和Tevatron限制、LHC对SUSY、Higgs和单喷射搜索的限制的挑战。特别地,我们研究了希格斯玻色子在122.5 < Mh < 127.5 GeV范围内的效应。我们发现,出现了几个方案,在协议的所有限制,我们研究他们的特点和LHC的敏感性。
2012-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Spectral cutoffs in indirect dark matter searches
在宇宙射线光谱中间接寻找暗物质湮灭或衰变产物的方法,一直受到如何从无所不在的天体物理背景中分离出暗物质信号的困扰。暗物质的一个实际上没有背景的确凿证据是在伽马射线能谱中观察到一个尖锐的截止或明显的凸起。这些特征通常在许多暗物质模型中由内部韧致辐射产生,它们可以用与传统上寻找的伽马射线线类似的方式来处理。在这里,我们讨论了用现在和未来的大气切伦科夫望远镜看到这些特征的前景。
2011-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Indirect dark matter searches as a probe of degenerate particle spectra
我们认为,宇宙学的暗物质的粒子非常接近的质量低于TeV规模的新的有色粒子的可能性。虽然这样的场景本质上很难在对撞机上直接确认,但我们发现间接的暗物质搜索可能是一个强大的替代方案。特别是,我们表明,在这种情况下,暗物质湮灭的夸克-夸克-胶子的最终状态可以引起显着的反质子(但也伽马射线)通量,并比较由此产生的限制,从直接搜索在LEP,Tevatron和大型强子对撞机的界限。对于超对称中性伴子,简并有方夸克,例如,反质子可以对质量低于45-80 GeV的情况产生更严格的限制。
2012-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Indirect Dark Matter Searches and Models
间接暗物质搜索简要回顾。目前的实验数据从卫星和切伦科夫望远镜在银河系和河外地区寻找反物质和伽马射线,比较与预测的暗物质的理论模型。分析的重点是在几个有趣的超对称模型中的WIMP,如中性伴子和sneutrino,和一个superWIMP,如引力子。特别地,讨论是在R-奇偶守恒模型的上下文中进行的,例如MSSM、NMSSM和扩展的NMSSM,以及R-奇偶违反模型$μν$ SSM。
2012-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Improving Dark Matter Axion Searches with Active Resonators
轴子是暗物质的一个很好的候选者。寻找暗物质轴子的最灵敏的实验依赖于轴子与沉浸在强磁场中的微波腔的电磁共振的耦合。实验的灵敏度与耦合到轴子的共振的Q成比例。到目前为止,用于轴子搜索的谐振器都是无源的,Q值受到腔壁中功率损耗的限制。我建议使用主动反馈谐振器,以提高微波腔轴子暗物质实验的Q值的几个数量级。这应该允许实验显着增加的速度,他们可以测试潜在的轴子质量和耦合。
2014-03-26 astro-ph.CO physics.ins-det
Axion dark matter searches from the standard halo over the tidal stream to the big flow
本研究提出采用单个高分辨率起始的DAQ通道实现覆盖标准晕、潮汐流和大流的轴子暗物质探测,不牺牲采集效率,还可通过滤波避免低分辨率探测的信噪比下降,提升数据复用性与探测灵敏度。
2025-06-18 astro-ph.CO hep-ex
Closing in on Supersymmetric Electroweak Baryogenesis with Dark Matter Searches and the Large Hadron Collider
我们研究了最近的直接和间接搜索粒子暗物质的超对称模型与共振中性伴子或电荷驱动的电弱重子(EWB)和重sfermions的影响。我们在由高吉诺和希格西诺质量参数定义的平面上勾勒出成功的EWB区域,并计算了被暗物质搜索结果排除的那些平面的部分,以及即将被当前和未来实验探测的区域。我们的结论是,暗物质搜索鲁棒排除了一个像葡萄酒的最轻的超对称粒子在成功的EWB地区。类比诺暗物质仍然是一种可能性,尽管在目前的直接和间接探测实验的灵敏度上会有适度的提高。我们还计算了电荷伴子和中性伴子对在大型强子对撞机的总生产截面,与质心的能量为7和14 TeV。
2011-11-16 astro-ph.CO hep-ph
From Resonant to Broadband Searches for WISPy Cold Dark Matter
暗物质可能由光、相互作用非常弱的玻色子组成,在早期宇宙中以非热的方式产生。这种极弱相互作用的细长粒子(WISP)的突出例子是轴子和隐藏光子。对这些粒子的直接探测实验是基于将这些粒子转换为光子。这可以在谐振腔中完成,其特征在于谐振增强,或者通过使用允许宽带搜索的适当形状的反射表面来完成。在这篇文章中,我们想阐明这两种设置之间的关系,并研究从共振到宽带搜索的过渡。然后,这允许确定非共振腔搜索比所生成的光子的波长大得多的腔的灵敏度。
2013-08-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraints on Supersymmetry from LHC data on SUSY searches and Higgs bosons combined with cosmology and direct dark matter searches
ATLAS和CMS的实验在质心能量为7 TeV的情况下,使用接近5/fb的已发表LHC数据没有发现超对称性的证据。我们将这些LHC数据与B_s -μ μ(LHCb实验)、遗迹密度(WMAP等宇宙学数据)和暗物质在核上散射截面上限(XENON 100数据)相结合。在约束最小超对称SM(CMSSM)的排除区域导致排斥低于1270 GeV的胶子和低于220 GeV的暗物质候选者的标量质量(m_0)的值低于1500 GeV。对于大的m_0值的极限的胶子和暗物质的候选人减少到970 GeV和130 GeV,分别。如果在拟合中施加125 GeV的希格斯质量,则优选的超对称区域在此排除区域之上,但优选区域的大小强烈依赖于假设的理论误差。
2012-10-05 astro-ph.CO hep-ph
Remnants of Galactic subhalos and their impact on indirect dark matter searches
在冷暗物质情景中预测大量存在的暗物质暗晕,应该会对粒子暗物质的搜索产生影响。最近的研究结果表明,这些对象在计算机模拟的潮汐中断是过于有效的,由于数值工件和分辨率的影响。考虑到这些结果,我们使用半分析技术重新估计了银河系的次晕丰度。特别是,我们发现,伽马射线和宇宙射线反质子的助推因子增加了大约2倍。
2019-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Status of direct detection searches of heavy dark matter
本文综述了重暗物质直接探测实验的现状,重点讨论WIMP高、低质量区搜索的进展、前景与挑战,并简要涉及重非WIMP候选者。
2024-01-15 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Statistical Issues in Astrophysical Searches for Particle Dark Matter
在这篇评论中出现的粒子暗物质,即间接检测(暗物质湮灭成标准模型粒子)或直接检测(暗物质粒子散射在深地下探测器)的天体物理搜索的统计问题进行了讨论。这些搜索的一个特别方面是在滋扰参数(天体物理因素),是退化的参数(质量和湮灭/衰变截面的粒子)非常大的不确定性的存在。的可能性的方法已成为最强大的工具,提供至少一个动机良好的方法,将滋扰参数,并通过允许优于更传统的数据叠加的目标的组合,增加实验的灵敏度。天体物理学搜索中出现的其他统计挑战在很大程度上类似于任何新的物理学搜索,例如在对撞机上,一个主要的例子是计算试验因子。频率论方法主要用于假设检验和区间估计,贝叶斯方法用于冗余参数估计和复杂参数空间中的参数估计。基本的统计概念将被揭露,从实验搜索和警告将指出具体的例子说明。
2014-10-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Systematic uncertainties from halo asphericity in dark matter searches
虽然通常假设是球形的,暗物质晕被预测为非球形的N体模拟和它们的非球面性有潜在的影响,在暗物质搜索系统的不确定性。这些不确定性的评估是这项工作的主要目的,在那里我们研究的影响,非球面暗物质密度分布在牛奶路般的晕直接和间接的搜索。利用大N体宇宙学模拟Bolshoi的数据,我们进行了统计分析,并量化了系统的不确定性的确定本地暗物质密度和所谓的$J$因素的暗物质湮灭和衰变从银河系中心。我们发现,由于我们对银河系暗物质晕的非球形程度的无知,系统的不确定性可以高达35%,在95%的最可能的区域内,为0.3-0.4 GeV/cm $^3$的局部密度的球平均值。同样,系统的不确定性的$J$因素评估银河系中心附近的暗物质湮灭和衰变,分别可以高达10%和15%,在95%的最可能的区域。
2014-08-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Galactic Searches for Dark Matter
近一个世纪以来,在星系中测量到的质量比发光恒星和气体中包含的质量还要多。通过观测和理论的不断进步,人们已经清楚地认识到,星系中的暗物质不是由已知的天体或重子物质组成的,对它的识别肯定会揭示天体物理学、宇宙学和基础物理学之间的深刻联系。对暗物质最好的解释是,它是一种尚未被发现的自然粒子,实验现在对最有动机的粒子暗物质候选者越来越敏感。在这篇文章中,我审查的暗物质在银河系及其卫星星系的测量和银河系的粒子暗物质的搜索使用的地面和空间为基础的天体粒子探测器的组合,和大规模的天文调查的状态。我审查的限制暗物质湮灭和散射截面,可以从天体粒子实验和天文观测,并探讨这些限制的理论意义。我讨论的方法来测量粒子暗物质的性质,使用未来的实验,并通过强调在未来十年内,以及以后的暗物质搜索令人兴奋的潜力结束。
2012-11-29 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter indirect searches
我们研究高分辨率的流体动力学模拟银河系类型的星系内获得的“演化和组装的银河系及其环境”(EAGLE)项目,并确定那些最好的满足观测约束银河系的总恒星质量,旋转曲线,和星系的形状。与根据其总维里质量选择的模拟星系相反,如此确定的银河系类似物在太阳圈内始终表现出非常相似的暗物质轮廓,因此能够更准确地预测间接暗物质搜索。我们发现,特别是高分辨率的模拟晕满足观测的限制表现出,在内部的几个千秒差距,暗物质配置文件比那些需要解释所谓的费米GeV过剩通过暗物质湮灭浅。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Improved limits for Higgs-portal dark matter from LHC searches
在大型强子对撞机中,对不可见希格斯粒子衰变的研究限制了暗物质希格斯粒子入口模型,其中暗物质通过希格斯玻色子与标准模型场相互作用。虽然这些搜索是对暗物质直接探测实验的补充,但两个极限的比较取决于希格斯玻色子与形成直接探测核目标的核子的耦合,通常以单个量$f_N$进行参数化。我们评估$f_N$使用最近的唯象和晶格QCD计算,并包括第一次耦合的希格斯玻色子玻色子到两个核子通过π介子交换电流。我们观察到希格斯门模型的部分取消,使两个核子的贡献非常小。我们的结果,总结为$f_N=0.308(18)$,表明希格斯-核子耦合的不确定性在过去被大大高估了。改进的限制强调了最先进的核物理输入是充分利用实验搜索的关键。
2017-10-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Extracting constraints from direct detection searches of supersymmetric dark matter in the light of null results from the LHC in the squark sector
直接探测暗物质的结果与不同的目标核的比较,需要依赖于模型,甚至是任意的假设。实际上,为了得出结论,必须忽略自旋相关(SD)或自旋无关(SI)相互作用。根据LHC超对称搜索的零结果,夸克扇区被推到高质量。我们表明,在TeV规模的squark部门,用于提取约束从直接检测搜索的框架可以重新定义的自由参数的数量减少。此外,SI和SD质子截面之间观察到的相关性构成了下一代暗物质探测器开发的关键问题。
2016-02-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Tools for model-independent bounds in direct dark matter searches
我们讨论了一个框架(基于非相对论运营商)和一个独立的一套数值工具,以获得从目前的一些直接检测实验上几乎任何任意模型的暗物质弹性散射核的界限。
2015-11-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Annual Modulation in Direct Dark Matter Searches
直接暗物质探测实验中事件率的年调制测量是发现暗物质的有力工具。事实上,在过去的十年里,已经有几个实验声称有这样的发现。虽然他们中的大多数人后来撤销了他们的结论,其他人也发现了可能相互矛盾的结果,但其中一个至今仍然存在。本文解释了年度调制测量的潜力和挑战,并概述了过去,现在和未来的直接检测实验。
2020-05-04 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
An Introduction to Dark Matter Direct Detection Searches & Techniques
弱相互作用大质量粒子(WIMP)是暗物质的主要候选者,据观察,暗物质占宇宙总质量能量密度的25%。直接探测遗留的WIMP(宇宙膨胀早期产生的WIMP)是粒子天体物理学活跃研究领域的前沿,许多国际实验合作都在追求这一目标。本文概述了直接检测实验的设计和操作中常见的理论和实践考虑因素,以及它们独特的功能和能力。
2012-03-12 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex