Twin stau as a self-interacting dark matter
超对称双希格斯模型允许通过额外的、偶然的全局对称性来保护希格斯玻色子的质量，从而减少相对于最小超对称标准模型的微调。这类模型引入了许多新的状态，其中一些可能是暗物质的候选者。由于它们位于双扇区，因此不按标准模型仪表组收费。我们提出孪生斯陶作为暗物质的候选者。尽管孪生子在孪生子电磁作用下带电，但由于超对称伙伴从超对称破缺中获得了巨大的质量，它们可以很容易地逃脱自相互作用的暗物质的束缚。复制正确遗迹丰度的孪生星的质量通常在300和500 GeV之间。这种情况可以通过未来的直接探测实验来探索，例如Lux-Zepelin。
2022-10-24 hep-ph
Charged Dark Matter in Supersymmetric Twin Higgs models
超对称双希格斯模型改善了来自大型强子对撞机未发现它们所需的重标量顶部伙伴的电弱尺度的微调。如果锂离子超对称粒子位于孪晶扇区，即使它在孪晶规范相互作用下带电，也可能扮演暗物质的角色。我们表明，双stau是一个可行的候选人带电暗物质，即使双电磁规范对称性是未破缺的，与热遗迹丰度，自然匹配观测到的暗物质丰度。一个宽的参数空间满足所有的实验约束，包括那些对暗物质自相互作用。在未来的直接探测实验中，如LUX-ZEPLIN，可以观察到双态暗物质。这个粒子的质量在300-500 GeV之间，在最小的情况下，它的衰变长度足以在大型强子对撞机上被观察到。
2022-06-03 hep-ph
Freeze-Twin Dark Matter
镜像孪生希格斯玻色子（MTH）通过将每一个标准模型（SM）粒子与一个孪生副本相关联来解决这个小层次问题，但它与光自由度的宇宙学界限有矛盾。不对称再加热最近被提出来作为一种简单的方法，通过稀释孪生能量密度来修复MTH宇宙学。我们表明，这种稀释设置一个有趣的冻结的情况下，无论是最初的情况下，暗扇区的能量和微弱的耦合到SM的动机无关的原因暗物质生产的阶段。我们给双光子一个Stueckelberg质量，并通过动力学混合入口冻结双电子和正电子暗物质。获得暗物质丰度所需的动力学混合是从MTH中的红外贡献预期的环路抑制顺序。
2020-03-22 hep-ph
Twin Quark Dark Matter From Cogenesis
我们扩展异卵双胞胎希格斯场景，包括一个新的暗物质候选人，以及在两个部门产生的物质/反物质不对称的机制。孪晶色的自发破缺导致夸克自由度为剩余孪晶色群下的单态。这些双色单重夸克，连同次优势组分的双轻子，构成了不对称的暗物质。两个扇区中物质与反物质之间的不对称性是由单线态费米子的衰变共同产生的，单线态费米子在可见扇区和双扇区之间提供了一个额外的入口。我们讨论了这个模型的现象学方面，评估参数空间的约束，并在未来的实验中突出有前途的发现渠道。我们简要讨论了如何在多个实验中发现的信号可能有助于建立解决自然性，暗物质和物质/反物质不对称性难题的机制之间的联系。
2022-01-06 hep-ph
Natural Twin Neutralino Dark Matter
超对称双希格斯模型具有离散对称性，每个标准模型粒子和它的超对称伙伴都有一个对应的状态，在镜像标准模型规范群下变换。这个框架能够适应在LHC中没有发现新粒子的自然电弱尺度。我们指出，超对称双希格斯模型也提供了一个自然的暗物质的候选人。我们研究了一个孪生类双星态是锂超对称粒子的可能性，发现它的冻结丰度可以解释观测到的暗物质丰度，而不需要对理论的质谱进行微调.大部分可行的参数空间可以通过未来的暗物质直接探测实验和大型强子对撞机搜索可能涉及位移顶点的态和希格斯玻色子来探测。
2020-04-22 hep-ph
Coscattering/Coannihilation Dark Matter in a Fraternal Twin Higgs Model
暗物质的候选者自然出现在许多解决层次问题的模型中。在异卵双胞胎希格斯模型中，有几个可行的暗物质候选者，它可以解释大型强子对撞机（LHC）中没有新的物理信号。本文研究了$\sim$ 0.1- 10 GeV质量范围内的孪生中微子作为暗物质。热遗迹密度由孪生中微子、孪生τ和孪生光子之间的湮灭和散射过程的相互作用决定，取决于这些过程的冻结温度的顺序。除了常见的共湮灭情况下，遗迹密度控制的孪生τ湮灭，它可以实现最近发现的共散射相，如果散射的孪生中微子到孪生τ早于孪生τ湮灭冻结。我们还提供了一种方法来计算的热遗迹密度在中间制度的共湮灭和共散射过程有助于确定的暗物质密度。我们表明，适量的暗物质可以在不同的情况下，在不同的区域的参数空间。目前的实验约束和未来的探测参数空间直接探测，宇宙学和天体物理学的界限，暗光子搜索，并在对撞机位移衰变，进行了讨论。
2018-09-25 hep-ex hep-ph
Twin-peaked gravitational wave signals from a $\mathcal{Z}_2$ phase transition
School of Physics and Astronomy, University of Southampton（南安普顿大学物理与天文学学院）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校物理系）
研究通过暗部门域相变产生双峰引力波信号，探讨第二/第一类相变对引力波谱的影响，以及通过双态场产生费米暗物质的机制。
2026-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Twin Higgs Asymmetric Dark Matter
我们研究非对称暗物质（ADM）的背景下，最小的（兄弟）双希格斯解决方案的小层次问题，与计量$SU(3)' \times SU(2)'$，双希格斯，只有第三代双费米子双扇区。自然性要求QCD $^\prime$标度$Λ'_{\rm QCD} \simeq 0.5 - 20 \ {\rm GeV}$和$t'$是重的。我们主要研究轻$b'$夸克态，$m_{b'} \lesssim Λ'_{\rm QCD}$，其中QCD $^\prime$的特征是没有轻π介子的单尺度$Λ'_{\rm QCD}$。孪生重子数的不对称性导致了一个成功的DM候选者：自旋为3/2的孪生重子，$Δ' \sim b'b'b'$，其动态确定的质量（$\sim 5 Λ'_{\rm QCD}$）在DM与重子之比$Ω_{\rm DM}/Ω_{\rm baryon} \simeq 5$的优选范围内。测量$U(1)'$基团导致孪生原子（$Δ'$ - $\bar {τ'}$结合态），其在参数空间的显著区域中是成功的ADM候选者，有时具有可观察到的DM晕性质的变化。直接检测签名满足当前的界限，有时由黑暗的形式因素修改。
2015-09-16 hep-ph
Twin SIMPs
层次问题和暗物质的同一性是粒子物理学的两个核心驱动力。双希格斯模型为小层次问题提供了一个优雅的解决方案，而强相互作用大质量粒子（SIMPs）提供了一个有吸引力的暗物质候选者。在这里，我们表明，SIMPs可以很容易地嵌入到双希格斯设置，这样的暗物质和层次问题可以在一个单一的框架中解决。这也为SIMP暗物质的禁闭尺度与QCD的强尺度之间的接近提供了一个自然的解释。
2018-05-23 hep-ph
Mirror neutrons as dark matter in the Mirror Twin Two Higgs Doublet Model
镜像双希格斯玻色子除了解决了小层次问题外，还为非对称暗物质提供了一个自然的背景。然而，在只有一个希格斯双重态及其镜像副本的化身中，暗物质几乎肯定主要由镜像原子组成，这被暗物质自相互作用的约束严重排除。通过添加第二个希格斯偶线及其镜像，不同希格斯粒子的vev可以被安排成使得暗物质主要由镜像中子组成，这在宇宙学上是可行的。在本文中，它表明，目前的限制，从对撞机，风味和宇宙学可以容纳这样一个vev结构，在必要的调整增加很少。
2020-09-21 hep-ph
Twin Higgs WIMP Dark Matter
在双希格斯（TH）理论的背景下，在LHC的自然性问题得到解决的暗物质（DM）没有物质不对称性的研究。它们拥有一个与标准模型（SM）相关的双扇区，通过（破缺的）$\mathbb{Z}_2$对称性，并通过特定的希格斯门与SM相互作用。我们专注于TH机制的最小实现，兄弟双希格斯，只有一个单一的一代双夸克和轻子，和$SU(3)'\times SU(2)'$规范群。我们表明，各种自然的双WIMP DM候选人是存在的（直接联系到弱标度的自然性），最简单和最有吸引力的是$τ^\prime$轻子与质量$m_{τ^\prime} > m_{\rm Higgs}/2$，虽然自旋1 $W^{\prime\pm}$ DM和多组分DM也是可能的（双子重子是强烈不利的调谐）。我们考虑详细的动态可能（Meta）稳定胶球的孪生部门，孪生QCD相变的性质，和可能的新贡献的相对论自由度的数量$ΔN_{\rm eff}$。直接检测信号低于目前的界限，但在不久的将来的实验中可以访问。间接探测现象学是丰富的，需要详细研究孪生强子化和分裂为孪生胶球和夸克偶素，以及它们随后衰变为SM，以及可能的轻孪生扇形态。
2015-10-02 hep-ph
Twin Higgs Portal Dark Matter
许多极小模型的暗物质（DM）或规范的解决方案的层次问题，要么排除或严重限制LHC和直接检测零的结果。特别是，希格斯门暗物质（HPDM）的特点是通过四次相互作用标量耦合到希格斯粒子，并通过热冻结获得测量的遗迹密度给出了明确的直接检测预测，现在几乎完全排除。孪生希格斯玻色子通过引入一个与标准模型（SM）相关的孪生扇区，以离散对称的方式解决了没有有色顶级伙伴的小层次问题。我们将HPDM推广到任意的双希格斯模型，并引入双希格斯门户暗物质（THPDM），它具有一个DM候选人与$SU(4)$不变的四次耦合到双希格斯标量扇区。鉴于DM质量的二次修正的大小，其最有动机的规模是径向模式的质量附近。在这种情况下，DM湮灭会伴随着完全的双希格斯门耦合而进行，而直接探测则会被125 GeV希格斯粒子的pNGB性质所抑制。对于一个标准的宇宙学历史，这将导致预测的直接探测信号THPDM的数量级低于HPDM的数量级，对孪生扇区的精确细节的依赖性很小，避开了当前的界限，但预测了下一代实验中可能的信号。在许多双希格斯模型中，双辐射对$ΔN_\mathrm{eff}$的贡献被不对称的再加热机制所抑制。我们通过扩展$ν$ MTH和$X$ MTH模型来研究这一点，以包括THPDM，并根据最新的CMB边界计算可行的参数空间。注入的熵也稀释了DM的丰度，导致直接探测到中微子底部以下的额外抑制。
2021-08-09 hep-ph
Reconciling Large And Small-Scale Structure In Twin Higgs Models
我们研究扩展的双希格斯模型，解决层次问题，同时解决问题的大尺度和小尺度的宇宙结构。除了自然地提供暗物质（DM）候选者作为最轻的带电孪生费米子之外，孪生扇区包含轻光子和中微子，这可以相对于$Λ$ CDM范式的预测修改结构形成。我们关注两种情况。首先，我们研究了一个兄弟双希格斯模型，其中自旋为3/2的重子$\hatΩ\sim(\hat{b}\hat{b}\hat{b})$和轻子双τ $\hatτ$对主分量和子分量暗物质密度都有贡献。双τ和双中微子之间的非解耦散射产生于规范的双轻子数对称性，提供了一个阻力，抑制了暗物质子成分的密度不均匀性。接下来，我们考虑了双氢原子$\hat{H}$作为主要DM组分的可能性。复合后，一小部分孪生质子和轻子在结构形成过程中保持电离状态，它们通过规范U $(1)_{B-L}$力散射到孪生中微子中，提供了抑制密度不均匀性的机制。这两个方案实现了部分声学暗物质（PAcDM）的情况下，并解释了$σ_8$的CMB和弱透镜的结果之间的差异。此外，自散射中微子的行为作为一个黑暗的流体，提高了哈勃率$H_0$的大小，以适应当地的测量结果，同时满足CMB约束。对于小尺度结构，$\hatΩ$和$\hat{H}$通过双光子交换散射产生自相互作用暗物质（SIDM）模型，解决了从矮星系到星系团尺度的质量亏损问题.
2017-08-09 hep-ph
Electroweak symmetry non-restoration and suppressed dark radiation in Supersymmetric Twin Higgs model
本文在超对称孪生希格斯模型中利用镜像汤川耦合破缺实现电弱对称性非恢复，并通过右手中微子抑制暗辐射，同时结合最小轴子生成机制统一解释重子不对称、暗物质与强CP问题。
2025-08-21 hep-ph
The Fraternal WIMP Miracle
我们确定和分析热暗物质候选人在异卵双胞胎希格斯模型及其推广。异卵双生暗物质的残余丰度是由孪生弱相互作用决定的，其尺度与标准模型的弱尺度紧密相连。因此，暗物质候选者受益于“兄弟般的WIMP奇迹”，再现了观测到的质量在50到150 GeV之间的暗物质暗物质丰度。然而，主要负责暗物质湮灭的耦合并不导致与可见部分的相互作用。直接探测率是通过费米子希格斯门相互作用来设定的，这同样受到自然性考虑的约束，但在参数上比导致暗物质湮灭的要弱。预测的直接检测截面接近于当前的LUX界限，并且为下一代直接检测实验提供了机会。
2016-02-01 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Signatures of a Mirror Twin Higgs
我们探讨了镜像孪生希格斯框架中与孪生重子、电子、光子和中微子相关的宇宙学特征。我们考虑的情况下，双重子构成暗物质的子组件，和双光子和中微子的暗辐射的贡献被抑制，由于后期不对称再加热，但仍然足够大，在未来的宇宙微波背景（CMB）实验中检测到。我们表明，这种框架可以导致独特的信号在大尺度结构和宇宙微波背景。复合前的镜像扇区中的重子声学振荡导致了大尺度结构的抑制，并在物质功率谱中留下了残留的振荡模式。这种模式敏感地依赖于孪生氢和氦的相对丰度和电离能，因此是这类模型的特征。虽然镜像光子和中微子都是早期宇宙中的暗辐射，但它们对宇宙微波背景的影响是不同的。这是因为在复合之前，孪生中微子自由流动，而孪生光子则被孪生电子散射而阻止自由流动。在镜像孪生希格斯框架下，这两个物种的相对贡献的能量密度在暗辐射的预测，导致在CMB可检验的影响。这些高度独特的宇宙学特征可能使这类模型被发现，并与更一般的暗扇区区分开来。
2018-10-16 hep-ph
Natural Ultralight Dark Matter: The Quadratic Twin
School of Physics and Astronomy, Tel-Aviv University（特拉维夫大学物理与天文学学院）；Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所粒子物理与天体物理学系）
本文提出一种新的双生机制，通过镜像对称性保护标量超轻暗物质的质量，解决其自然性问题，并扩展了可探测的参数空间。
2025-12-23 hep-ph
Naturalness in the Dark at the LHC
我们重新审视的双希格斯粒子的情况下，作为一个“黑暗”的解决方案的小层次问题，确定的结构的极小模型及其可行的参数空间，并分析其对撞机的影响。在这个模型中，黑暗的自然性通常会导致隐谷现象。孪生粒子，包括最高的伙伴，都是标准模型中性的，但自然倾向于孪生强相互作用的存在-一种渐近自由力，限制在标准模型QCD尺度之上不远-和希格斯门相互作用。我们表明，综合起来，这些通常会引起希格斯粒子到孪生强子的奇异衰变。在参数空间的很大一部分，某些双子强子有可见的，经常移位的衰变，提供了一个潜在的惊人的LHC签名。我们简要讨论适当的实验搜索策略。
2015-03-23 hep-ph
Heavy axions from twin dark sectors with $\barθ$-characterized mirror symmetry
本文提出在一对孪生暗扇区之间建立以$\arθ$为特征的镜像对称性，通过暗场相位旋转消除强CP问题中的$\arθ$参数，并允许离散对称性破缺发生在TeV能标，从而产生与高能标PQ破缺轴子模型不同的重轴子现象。
2023-07-09 hep-ph
Baryogenesis and Dark Matter in the Mirror Twin Higgs
本研究在镜像双希格斯框架下构建自然非对称暗物质模型，无需硬破缺$\n\b_2$对称性即可通过双重子暗物质得到符合观测的丰度，给出约1GeV的暗物质质量及直接探测率估算。
2023-10-03 hep-ex hep-ph
Twin hypercharges
Hanoi Pedagogical University 2（河内第二师范大学）；Hung Vuong University（雄王大学）；Pham Van Dong University（范文同大学）；Phenikaa University（phenikaa大学）
通过双倍超荷解决中微子质量与暗物质问题，暗物质与正常物质部分超荷不同。
2026-04-06 hep-ph hep-th
Minimal Mirror Twin Higgs
在一个具有最大对称希格斯扇区的镜像孪生世界中，标准模型的小层次可以得到显著的缓解，也许可以取代LHC范围以上的截止尺度。我们表明，与观测的一致性要求的Z2宇称交换的标准模型与它的镜子被打破汤川耦合。一个最小的这样的有效场论，只有这个唯一的Z 2破缺，可以在希格斯扇区产生双希格斯机制所必需的Z 2破缺。该理论已经在希格斯衰变、直接暗物质探测和暗辐射中约束和关联信号，所有这些都在可预见的实验范围内，在参数空间的一个区域内，电弱尺度的微调是10- 50%。对于暗物质，既考虑了镜像中子，也考虑了各种自相互作用的镜像原子。本文还讨论了中微子质量信号以及由B-L破缺场的真空期望值可能产生的附加Z2破缺的影响。
2016-11-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Twin Baryogenesis
在双希格斯模型的背景下，我们研究了一个简单的机制，同时产生的不对称性，在黑暗和可见的部门，通过一个TeV尺度的粒子下的重子和双重子数的组合充电的平衡衰变。我们预言暗物质是一个5 GeV的孪生重子，由于两个禁闭尺度的相似性，这很容易实现。暗物质是亚稳态的，可以衰变为三个夸克，产生间接的探测信号。该机制需要引入一种新的有色粒子，通常在大型强子对撞机的范围内，我们研究了丰富的对撞机现象，包括提示和位移dijets，多射流，单射流和monotops。
2016-04-27 hep-ex hep-ph
Hidden Sector Dark Matter Realized as a Twin of the Visible Universe With Zero Higgs Vacuum Expectation
本文提出宇宙由两个仅通过引力耦合的孪生扇区组成，利用扇区间耦合打破希格斯势简并，使一个扇区获得非零真空期望而另一个保持零真空期望，从而用暗扇区最轻重子解释自相互作用暗物质。
2024-01-28 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmology of the Twin Higgs without explicit $\mathbb{Z}_2$ breaking
双希格斯玻色子的宇宙学需要破缺$\mathbb{Z}_2$对称性，但这种破缺是否需要明确，仍然是一个悬而未决的问题。在本文中，我们研究如何镜像孪生希格斯可以修改，以符合当前的宇宙学约束没有明确的$\mathbb{Z}_2$破缺。我们首先提出了一个简单的玩具模型，可以实现重子生成没有明确的$\mathbb{Z}_2$打破或达到温度，将导致域壁。该模型还可以解决$N_{\text{eff}}$问题，并使镜像原子的丰度达到允许的水平，或者提供正确的暗物质丰度。然后，我们提出了另一个简单的模型，导致镜像中子暗物质，从而可以接受的暗物质自相互作用。在附录中，我们还包括一系列关于不同扇区之间能量交换的结果，这些结果可能对其他宇宙学问题有用。
2022-01-20 hep-ph
Phase Transitions in Twin Higgs Models
我们研究了非零温度下的孪生Higgs模型，讨论了宇宙相变及其对电弱重子生成和引力波的影响。结果表明，在电弱相变的临界温度，Higgs场的期望值远小于临界温度，这表明两个重要事实：（i）电弱相变不能用微扰的方法进行分析;（ii）在典型的孪生Higgs模型实现中，电弱重子生成很难实现.我们还分析了与全局对称性破缺相关的相变，通过该相变，标准模型希格斯粒子与伪Nambu-Goldstone玻色子之一在其线性实现方面，有和没有超对称性。对于这种相变，我们证明，只有在超对称的情况下，仍然有一些参数空间，其中微扰方法是有效的，相变是一级。我们发现，随机引力波背景是通过这种一级相变产生的，但在线性实现和退耦极限下，用DECIGO或BBO是不可能探测到的。因此，具有一级相变特征的随机引力波背景的探测将对孪生Higgs模型产生强有力的约束。
2018-12-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First-order phase transitions in Twin Higgs models
我们重新审视双希格斯（TH）模型中的相变。我们发现，强的一阶相变（FOPT）可以发生，提供了适当的源之间的双和标准模型（SM）部门的$\mathbb{Z}_2$对称性破缺。我们发现FOPT在两类模型。第一：在标量势中硬$\mathbb{Z}_2$断裂，允许FOPT。第二种：双轻子的增强汤川耦合破坏了$\mathbb{Z}_2$。我们还考虑了超对称紫外光完成第二种情况下轻slepton。在这些相变过程中产生的引力波信号通常很小，但在由轻孪生子引起的FOPT的情况下，可以接近AEDGE和爱因斯坦望远镜的范围。我们的结果为在TH模型中产生SM重子不对称性开辟了一条途径。
2023-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter and Higgs phenomenology predicted by left-right twin Higgs model in light of CDMS II results
左右孪生希格斯模型预言了一个光稳定的标量\hat{S}，它是WIMP暗物质的候选者。我们研究了它与核子的散射，发现它的截面低于CDMS II的上限，但可以达到SuperCDMS的灵敏度。然后，我们研究了与暗物质在核子上的散射密切相关的衰变h -> \hat{S} \hat{S}。我们发现，这种不可见的衰变可以是相当大的，这可以严重抑制传统的衰变模式，如h->VV（V=W，Z）和h->b \bar{b}。另一方面，与SM预测相比，LHC通过胶子-胶子融合、弱玻色子融合或与顶夸克对结合产生希格斯玻色子玻色子的速率都显著降低，例如，胶子-胶子融合通道可被抑制约30%。
2010-04-26 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Twin electroweak bubble nucleation and gravitational wave under the $S_3$ symmetry of two-Higgs-doublet model
本研究在二希格斯二重态模型的$S_3$对称性下，计算了两个相变阶段的sphaleron电弱相变，发现双气泡成核结构，并指出引力波信号在未来可探测频率范围内可被检测。
2025-09-08 hep-ph
Twin Peak Higgs
在一个广泛的模型中，电弱对称性破缺起源于单重态暗区的动力学，并通过希格斯门转移到标准模型，一般预测强烈抑制希格斯玻色子玻色子与单重态标量的混合。在这项工作中，我们指出，目前这类模型允许第二个现象学上可接受的解决方案，几乎最大的混合之间的希格斯粒子和标量单线态。这种情况下预测一个几乎简并双峰希格斯信号，目前无法区分从一个单一的峰值，由于有限的大型强子对撞机的质量分辨率。正因为如此，大型强子对撞机实验测量的希格斯粒子的包容率，都必须完全符合标准模型的预测，由于总和规则。我们发现，如果暗扇区和标准模型仅通过与希格斯粒子混合的单态信使标量进行通信，则暗物质的自旋无关直接探测截面被标量质量简并抑制，从而解释了迄今为止未观测到的原因。
2013-10-03 hep-ph
Production of Purely Gravitational Dark Matter
在纯粹的引力暗物质场景中，除了引力相互作用之外，暗物质粒子不存在任何相互作用。我们研究了在这样一个最小的设置中的暗物质粒子的引力粒子产生，并表明根据膨胀模型和暗物质质量可以产生正确数量的暗物质。特别地，我们仔细地评估了在一个现实的暴胀模型中从过渡时期到暴胀子振荡时期的粒子产生率，并指出，在暴胀过程中，即使暗物质质量远大于哈勃尺度，只要它小于暴胀子质量，引力粒子的产生也是有效的.
2018-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Exploring Mirror Twin Higgs Cosmology with Present and Future Weak Lensing Surveys
本研究利用DES、Planck等观测数据对镜像双希格斯模型开展贝叶斯全局分析，约束其暗物质占比等参数，验证其缓解宇宙学张力的潜力，并指出未来CSST可高精度测定双重子丰度。
2023-10-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Waves From Dark Sectors, Oscillating Inflatons, and Mass Boosted Dark Matter
来自动态标量场组态的引力波特征为早期宇宙提供了一个引人注目的观测窗口。在这里，我们确定有趣的连接之间的暗物质和标量场发射引力波，无论是通过一阶相变或膨胀后振荡。为了研究一阶相变中的引力波，我们研究了一个由重标量场耦合到矢量场和费米子场的简化模型。然后我们计算了由暴胀子场组态在E模型和T模型暴胀后振荡产生的引力波谱。其中一些引力波特征可以被未来的大爆炸天文台发现，尽管一般来说，我们发现MHz-GHz频率的引力波灵敏度对于发现最重的暗区至关重要。有趣的是，我们发现，标量经历相变，随着E-模型和T-模型的潜力，可以推动后期的暗物质质量提升，并产生普朗克质量的暗物质。对于相变和振荡暴胀子，最大的暗物质质量增加对应于更高振幅的随机引力波背景。
2021-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves and Dark Photon Dark Matter from Axion Rotations
在早期宇宙中，一个在场空间中旋转的轴子可以通过快子不稳定性产生暗光子。这种爆炸性粒子的产生创造了随机引力波的背景，可以在脉冲星定时阵列或其他引力波探测器上看到。这种情况为暗光子暗物质提供了一个新的历史。暗光子可能是温暖的，在未来的21厘米线调查中可以检测到。对于一个相容的宇宙学，包含轴子的复场的径向方向必须是热化的。我们详细探讨了一个具体的热化机制，并演示了这种设置可以负责所观察到的重子不对称性的产生。
2021-04-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing dark radiation with inflationary gravitational waves
最近的宇宙学观测表明存在额外的轻物质，即，暗辐射在本文中，我们表明暗辐射的签名是印在暴胀引力波的频谱。如果暗辐射是由大质量粒子衰变产生的，则引力波的高频模被抑制。此外，由于暗辐射引起的各向异性应力的影响，引力波谱可能在暗辐射产生时进入视界的频率处出现下降。一旦对引力波谱进行了详细的实验研究，我们就可以推断出宇宙中暗辐射是如何以及何时产生的信息。
2012-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Production of Purely Gravitational Dark Matter: The Case of Fermion and Vector Boson
我们考虑粒子暗物质模型的最简单的可能性，其中暗物质只有引力与标准模型部门的相互作用。即使在这样的情况下，我们也知道，在膨胀的宇宙中产生的引力粒子可能会导致一个正确的遗迹丰度，这取决于膨胀尺度和暗物质粒子的质量。本文对费米子和矢量暗物质的引力粒子产生进行了全面系统的分析，并强调比哈勃参数重得多但比暴胀子轻的粒子也可以大量产生。
2019-04-04 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational waves and monopoles dark matter from first-order phase transition
我们研究了在暗区一阶相变过程中产生的磁单极子作为暗物质的可能性。我们的研究表明，暗单极子可以只贡献一小块的暗物质遗迹密度的参数空间内，强引力波可以探测到的ET和CE，和单极子可以贡献一个相当大的组成部分，观察到的暗物质遗迹密度的快速相变与短的持续时间。
2022-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Nanohertz gravitational waves from cosmic strings and dark photon dark matter
本文研究了PTA观测结果对宇宙弦及由其衰变产生的暗光子暗物质的物理意义，发现暗光子质量在m~10^{-6}--10^{-4}eV时可同时解释PTA引力波信号与暗物质丰度。
2023-06-30 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
Gravitational wave constraints on extended dark matter structures
我们概括了现有的原始黑洞的限制，以黑暗的对象与扩展的大小使用alIGO设计的灵敏度。我们表明，LIGO是敏感的半径$O(10-10^3~{\rm km})$的暗物体，如果他们构成超过$\sim O(10^{-2}-10^{-3})$的暗物质。
2023-03-08 astro-ph.CO hep-ph
Non-gravitational signals of dark energy under a gauge symmetry
本文在暗能量部门的规范对称性框架内研究暗能量的非引力信号，提出若暗能量场遵循规范对称性，即可在统一规范原理下研究宇宙所有主要成分，为探索暗能量提供了新途径。
2024-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Sensitivity to Dark Sector Scales from Gravitational Wave Signatures
我们考虑一阶相变产生的引力波信号，在一个理论与一个通用的重整化热有效势的幂律形式。我们发现，引力波信号的频率和振幅可以以一种直接的方式与热有效势的参数。这导致了一个普遍的结论;如果暗希格斯粒子的质量小于暗希格斯真空期望值的1%，那么引力波信号将在所有即将到来的和计划中的引力波观测站都无法观测到。
2022-09-07 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Constraints on the Gravitational Interactions of Matter and Dark Matter
虽然有压倒性的证据表明，暗物质的引力相互作用，我们仍然不知道它的精确引力相互作用强度或它是否遵守等效原理。使用最新的宇宙学数据和$Λ\mbox{CDM}$的框架内工作，我们首先更新所有物质的牛顿常数的测量值：$G_N=7.26^{+0.27}_{-0.27}\times 10^{-11}\,\mbox{m}^{3}\mbox{kg}^{-1}\mbox{s}^{-2}$，它与标准实验室值相差$2.2 σ$。在广义相对论中，暗物质等效原理的破缺可以通过超轻标量场介导的长程暗物质力来模拟。利用普朗克三年的观测数据，我们发现暗物质的“第五力”强度被限制为弱于引力的$10^{-4}$。我们还介绍了一个唯象的，后牛顿双流体的描述，明确打破等效原理，通过引入暗物质的惯性和引力质量之间的差异。根据暗物质和普通物质流体的退耦时间，暗物质的引力质量与惯性质量之比在$10^{-6}$水平上被限制为1。
2015-05-18 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter and Dark Energy from Gravitational Symmetry Breaking
基于伪Nambu-Goldstone暗物质（DM）粒子质量变化引起的等效原理的松弛，建立了一个整体U（1）对称性的引力对称性破缺（GSB）机制.这GSB过程中所描述的修改后的宇宙学收敛机制的异常加权能量（AWE）假说先前介绍的作者。几个显着的约束，从遥远的超新星的哈勃图导出，特别是在显式和引力对称性破缺的能量尺度的模型。然后，我们简要介绍了一些后果中微子质量时，这一机制被应用到轻子数对称性破缺的特殊情况。
2010-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Model Discrimination in Gravitational Wave spectra from Dark Phase Transitions
在即将到来的引力波实验的预期，我们提供了一个全面的概述预测的相变状态从各种各样的暗区模型。这样的光谱是量子数和标量的（自）耦合的函数，触发暗相变。我们分类暗部门，引起一阶相变，并进行数值扫描的热参数空间。然后，我们描述的情况下，一个新的引力波源的测量可以让我们区分不同的粒子含量的模型。
2018-09-04 astro-ph.CO hep-ph
Effect of Gravitational Focusing on Annual Modulation in Dark-Matter Direct-Detection Experiments
在暗物质直接探测实验中，由于地球绕太阳的轨道，散射率应该每年调整一次。通常认为，这种速率在6月1日左右达到极值，此时地球相对于暗物质风的相对速度最大。我们指出，引力聚焦可以改变这种调制阶段。未束缚的暗物质粒子被太阳的引力势聚焦，影响它们在实验室框架中的相空间密度。引力聚焦可以导致年度调制相位的显著整体偏移，这与低散射速度的暗物质最相关。对于O（10）GeV的暗物质，感应相移也可能是显著的，这取决于实验的阈值能量。
2014-01-31 astro-ph.CO hep-ph
Seeing in the Dark: Gravitational Waves from Resonant Production of Dark Photon Dark Matter
University of California, Riverside（加州大学河滨分校）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）；Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS), High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构粒子与核研究研究所）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Harvard University（哈佛大学）
本研究针对超轻暗光子暗物质，通过3D格点模拟探究阿贝尔-希格斯模型中参量共振的非线性效应，预测其产生的随机引力波信号，为探测该暗物质提供新途径。
2026-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Ultra-compact twin stars with hybrid equations of state from bosonic dark matter
Goethe Universität（歌德大学）
该研究分析含玻色子暗物质的一阶相变致密星，发现暗物质消除双生星不稳定段、存在两类超致密天体及终极双生星，可通过观测探测暗物质与夸克相变。
2026-10-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Gravitational Waves From Dark Binaries With Finite-Range Dark Forces
本文计算了有限范围吸引暗力下暗双星产生的随机引力波背景，发现暗力有限范围显著改变双星初始分布与演化，使引力波谱在中频段增强并呈现“膝”和“踝”特征，亚太阳质量暗双星信号可被天基和地基天文台探测。
2024-12-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting dark matter around black holes with gravitational waves: Effects of dark-matter dynamics on the gravitational waveform
黑洞周围的暗物质密度过高可能会显著改变黑洞与另一个致密物体合并的动力学。在这里，我们考虑中等质量比的恒星质量致密天体与中等质量黑洞“打扮”与暗物质的inspirals。我们首先证明，以前的估计基于一个固定的暗物质的衣服是非物理的一系列的二进制和暗物质的分布表明，总能量耗散的紧凑的对象通过动力学摩擦，因为它通过密集的暗物质环境对黑洞的吸气，是大于引力结合能的暗物质衣服本身。然后，我们引入了一个新的形式主义，使我们能够自洽地遵循的暗物质衣服的演变，由于其与二进制的引力相互作用。我们发现，由暗物质引起的引力波形的退相比以前认为的要小，但仍然有可能用LISA空间干涉仪检测到。来自这类双星的引力波可以为暗物质的粒子性质提供强有力的诊断。
2021-12-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Focusing of Wave Dark Matter
一个巨大的天体使局部的暗物质分布变形，导致局部的暗物质密度过高。这种现象通常被称为引力聚焦。在太阳系中，由于太阳的引力聚焦导致地面实验中暗物质信号的调制。我们考虑质量小于10 eV的轻玻色暗物质的引力聚焦。这种暗物质候选者的波动性质导致了局部超密度和光谱中的独特特征，这两者都可以通过实验相关。我们提供了一个形式主义，捕捉引力聚焦和波暗物质的随机性，特别注意粒子暗物质的相似性和差异。当暗物质的德布罗意波长变得与系统的大小相当或小于系统的大小时，和/或当暗物质的速度色散足够小时，观察到密度对比度和光谱中的独特图案。虽然引力聚焦效应对于松弛的晕暗物质成分通常保持在百分之几的水平，但对于暗物质子结构，它们可能要大得多。有几个动机良好的暗物质子结构，我们调查如何每个子结构响应太阳的引力势。讨论了波动暗物质与粒子暗物质行为相似的极限。
2022-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Gravitational wave signals of dark matter freeze-out
我们研究了由宇宙学一级相变触发的暗物质突然冻结所产生的引力波随机背景，该相变赋予了暗物质质量。我们考虑的模型，产生测量的暗物质遗迹丰度通过（1）气泡过滤，和（2）膨胀和再加热，并表明这些机制的引力波是可检测的未来的干涉仪。
2020-12-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Echo of the Dark: gravitational waves from dark SU(3) Yang-Mills theory
我们分析了改进的全息QCD中的相变，得到了纯SU（3）Yang-Mills暗扇区中禁闭跃迁中发射的引力波信号的估计。我们从全息术中推导出有效作用量，并表明可以以较小的误差计算能量预算和相变持续时间。这些被用作输入以获得对引力波信号的预测。据我们所知，这是在全息模型中首次计算引力波信号，该模型旨在匹配纯杨米尔斯热性质的晶格数据。
2023-02-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Imprints of Dark Photons on Gravitational Wave Polarizations
Kyoto University（京都大学）；Kobe University（神户大学）；National Institute of Technology, Tokuyama College（国立技术大学山口学院）；Key Laboratory of Dark Matter and Space Astronomy, Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台暗物质与空间天文重点实验室）
研究暗光子与引力子的转换过程，揭示其对引力波极化的影响及演变机制。
2026-01-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
