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
Cosmological Constraints on Very Dark Photons
我们探索的宇宙学后果的动力学混合暗光子的质量在1 MeV和10 GeV之间,和一个有效的电磁精细结构常数小到$10^{-38}$。我们计算了这些暗光子在早期宇宙中的冻结丰度,并探讨了后期衰变对BBN和CMB的影响。这导致对质量$m_V$与动力学混合参数$κ$的参数空间的新约束。
2014-07-10 astro-ph.CO 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
The Cosmological Evolution of Light Dark Photon Dark Matter
光暗光子受到各种等离子体效应的影响,例如德拜屏蔽和共振振荡,这可能导致比传统冷暗物质候选者经历的更复杂的宇宙演化。保持暗光子暗物质的历史一致性需要确保宇宙早期$\textit{(i)}$中存在的超热丰度在CMB形成后不会显著偏离,并且$\textit{(ii)}$在BBN之后不会过度泄漏到标准模型等离子体中。我们指出,非共振吸收的作用,这是以前被忽略的宇宙学研究中的暗物质候选人,产生强约束暗光子暗物质的质量低至$10^{-22}$ eV。此外,我们发现,共振转换后的暗光子复合可以产生过度加热的IGM,这是能够过早地再电离氢和氦,留下一个明显的印记上的Ly $-α$森林和CMB的集成光学深度。我们的限制超过现有的宇宙学界限超过五个数量级,在广泛的暗光子质量。
2020-03-25 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on the velocity-dependent baryon-dark matter coupling
利用普朗克微波宇宙微波背景辐射(CMB)和斯隆数字巡天(SDSS)Lyman- $α$ forest数据,给出了MeV以下暗物质质量的重子-暗物质相互作用截面的宇宙学约束.为了探索暗物质质量$m_χ\lesssim 1$ MeV的暗物质的自由流效应可以抑制可观察到的小尺度密度波动,除了存在重子-暗物质耦合的声振荡阻尼,我们应用类似于传统的暖暗物质的近似处理暗物质的自由流。我们还证明了重子-暗物质横截面边界的质量依赖性(对于暗物质质量下降到$m_χ \sim 5~{\rm keV}$),相反,暗物质质量独立的横截面约束的光暗物质在以前的文献中声称的MeV尺度以下。
2019-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Boosting Assisted Annihilation for a Cosmologically Safe MeV Scale Dark Matter
辅助湮灭通过一对暗物质和标准模型态之间的新型湮灭产生热亚GeV暗物质,称为“辅助”。我们表明,根据辅助和暗物质之间的质量等级,可以有一个抑制或有效的截面的提升。这种增强使$\mathcal{O}(100)$兆电子伏尺度的暗物质与微扰耦合的可能性,饱和的遗迹密度估计,而相对绝缘的宇宙学约束,如大爆炸核合成和宇宙微波背景。
2019-05-24 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
Gravitational Waves From a Dark (Twin) Phase Transition
在这项工作中,我们表明,一个大类的模型与一个复合暗部门经历了强烈的一阶相变在早期宇宙,这可能会导致一个可检测的引力波信号。我们总结了SU(N)暗扇区强一级相变的基本条件,计算了引力波谱,并表明,依赖于暗约束尺度,它可以在eLISA或脉冲星定时阵列实验中检测到。的引力波信号提供了一个独特的测试的引力相互作用的黑暗部门,我们讨论了与传统的搜索新的黑暗部门的互补性。讨论包括双希格斯和SIMP模型,以及对称和非对称的复合暗物质的情况。
2015-05-18 astro-ph.CO hep-ph
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性,冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数,这样的信息约束冷暗物质(CDM)的性质。我们称这种方法为修正的暗物质(MDM)。特别是,我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数,我们提供了一个理论上的理由,我们的MDM质量配置文件,并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明,CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Production of Superheavy Dark Matter and Associated Cosmological Signatures
我们研究了超哈勃质量暗物质在极早期宇宙中的引力产生。我们首先回顾最简单的情况下,暗物质主要是在慢卷膨胀。然后,我们继续考虑暗物质在暴胀和随后的宇宙演化之间的过渡期产生的情况。分别研究了光滑过渡和突变过渡的极限。计算了遗迹丰度和宇宙对撞机信号。
2019-03-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields
众所周知,在宇宙磁场存在的情况下,引力子可以转换为光子,反之亦然。我们在原子暗物质的背景下研究这个转换过程。在这种情况下,我们可以期待宇宙学暗磁场,这是从宇宙微波观测的严格约束自由。我们发现引力子在宇宙暗磁场中可以有效地转化为暗光子。引力子-暗光子转换效应可能为超高频引力波的研究打开新的窗口。
2018-08-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Transient dark energy, cosmological constant boundary crossing and dark energy $w(z)$ data fits
阐述了将声速模型化为状态方程参数函数的暗能量的形式化。介绍了一个能详细研究宇宙学常数边界穿越的具体模型,并给出了模型动力学的解析解。它表明如何在特定的参数制度暗能量可以是一个瞬态现象。它进一步展示了如何重现的暗能量$w(z)$的观测数据最近适合的模型的具体功能。
2018-07-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave standard sirens and cosmological parameter measurement
引力波标准警报器可用于仲裁$H_0$紧张在未来几年内。在未来,引力波标准塞壬观测将发展成为一种强有力的新的宇宙学探测器,因为它可以在打破其他观测所形成的参数简并方面发挥重要作用。因此,引力波标准塞壬对未来宇宙学参数的精确测量具有重要意义。
2019-07-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Future CMB cosmological constraints in a dark coupled universe
作为正在进行的普朗克实验的宇宙微波背景卫星任务预计将对广泛的宇宙学参数提供最强的约束。然而,当把宇宙学常数作为暗能量成分的假设去掉时,这些约束可能会减弱。在这里,我们表明,这将确实是这种情况下,存在着一个耦合之间的暗能量和暗物质流体。特别是,当引入暗耦合时,冷暗物质密度和解耦时的角直径距离等关键参数的预期误差明显更大。我们表明,这将是未来的卫星任务,EPIC的情况下,除非CMB透镜提取进行。
2010-04-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Signatures of Superheavy Dark Matter
我们讨论了两种可能的情况,即曲率机制和暗物质密度调制,在那里超重暗物质的引力产生的非高斯信号可以被增强和观察。在这两种情况下,超重的暗物质耦合到一个额外的光场作为中介。在导数耦合的情况下,光场诱导的非高斯性可以很大,这可以为超重暗物质的存在提供暴胀的证据。
2020-02-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological constraints on axionic dark radiation from axion-photon conversion in the early Universe
轴子在弦论中似乎无处不在,其中一些可能是由重标量衰变产生的非热,有助于暗辐射。研究了在原初磁场存在下,由轴子暗辐射通过轴子-光子转换产生的光子的各种宇宙学效应,导出了轴子-光子耦合与原初磁场结合的严格约束.
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Constraints on Dark Scalar
我们讨论了暗标量粒子与标准模型希格斯玻色子混合的宇宙学约束。我们特别关注宇宙再加热温度很低时的暗标量产生过程,这使我们能够对低质量标量粒子给出一个保守的限制。我们还研究了暗标量的自相互作用的影响,发现这对宇宙学约束有着重要的影响。我们得到了最保守的宇宙学约束的暗标量,这是补充加速器实验和天体物理观测。
2022-04-01 hep-ph
Relic Density of Asymmetric Dark Matter in Modified Cosmological Scenarios
我们讨论了遗迹丰度的非对称暗物质粒子在修改后的宇宙学方案,哈勃率是改变相对于标准的宇宙学方案。如果不对称暗物质粒子在这个时代冻结,修改后的哈勃速率会对不对称暗物质粒子的残余丰度留下印记。一般来说,我们参数化的修改哈勃率,然后计算的遗迹丰度的非对称暗物质粒子和反粒子。我们发现在修正后的宇宙学模型中,暗物质粒子和反粒子的丰度都得到了增强。在修正的宇宙学模型中,由于湮灭率的增加,非对称暗物质粒子的间接探测信号是可能的。应用普朗克数据,我们找到了修改后的宇宙学模型的参数的约束。
2018-11-01 hep-ph
Relic abundance of dark matter with coannihilation in non-standard cosmological scenarios
研究非标准宇宙学(quintessence与膜世界)中共湮灭对暗物质剩余丰度的影响,发现其减小速度略慢于标准场景。
2024-02-11 hep-ph
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
Scalar perturbations in cosmological models with dark energy - dark matter interaction
在暗能量和暗物质相互作用的模型框架下研究了标量宇宙学扰动。除了这些成分,非均匀宇宙应该充满了标准的非相互作用的成分对应于传统的$Λ$ CDM模型。相互作用项以暗扇区能量密度与演化系数的线性组合的形式选择。离散宇宙学的方法,并推导出强大的理论约束的模型的参数。与观测数据进行了简要比较。
2015-07-23 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
The power of SKA to Constrain cosmological gravitational-wave backgrounds below the astrophysical foreground noise
本研究提出利用宇宙学引力波触发暗物质致密子晕形成的机制,借助即将建成的SKA约束子晕丰度,从而在天体物理前景噪声下将纳赫兹/微赫兹频段的宇宙学引力波能谱约束到更低水平,收紧新物理模型参数空间。
2025-06-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Backgrounds of Gravitational Waves and eLISA
我们审查宇宙学背景的引力波,特别注意的科学潜力的eLISA/非政府组织的使命。在概述了宇宙学背景和探测器之后,我们考虑了可能导致可观测信号的不同宇宙学源。然后,我们研究一级相变和宇宙弦网络产生的背景,评估它们的检测前景。
2012-09-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Spinor Dark Energy and Cosmological Coincidence Problem
最近,所谓的Elko旋量场被认为是暗能量的候选者。它是一个非标准旋量,具有不寻常的性质。当埃尔克旋量场被用于宇宙学时,它的不寻常性质可能会带来一些有趣的结果。本文用动力系统方法讨论了旋量暗能量模型中的宇宙学符合问题。我们的结果表明,在旋量暗能量模型的研究中,宇宙学的符合问题应该得到重视。
2010-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Bounds on Non-Abelian Dark Forces
不与普通物质直接耦合的非阿贝尔暗规范力可能在自然界中实现。这种暗力的最小形式是纯粹的杨-米尔斯理论。如果暗区在早期宇宙中被重新加热,它将在高温下被实现为一组暗胶子,在较低温度下被实现为一组暗胶球,从一种形式到另一种形式发生宇宙学上的相变。尽管是黑暗的,但新力的规范场可以通过不可重正化的算子间接连接到标准模型。这些算符将在暗区和可见区之间传递能量,并允许部分或全部暗胶球衰变。本文研究了在标准模型中加入连接算子的暗胶球的宇宙学演化和衰变。暗胶球衰变可以改变宇宙学和天体物理学的观测值,我们利用这些考虑对纯非阿贝尔暗力的存在施加了非常强的限制。另一方面,如果一个或多个暗胶球是稳定的,我们发现它们有可能构成宇宙的暗物质。
2018-04-16 hep-ph
Cosmological QCD Phase Transition and Dark Matter
我们计算了早期宇宙中由于一级QCD相变而可能形成的夸克块金的尺寸分布。我们发现,有大量的稳定的夸克金块,这可能是一个可行的候选人宇宙学暗物质。
1999-07-07 hep-ph
Scenarios of Gravitino Dark Matter and their Cosmological and Particle Physics Implications
我报告的一些情况下,引力子是暗物质和超对称性破缺介导的规范部门。
2009-12-24 hep-ph
Higgsino Dark Matter and the Cosmological Gravitino Problem
我们激励希格斯诺暗物质从宇宙学模量/引力子问题的解决方案。宇宙模量/引力子应该足够重,在大爆炸核合成开始之前衰变,这一要求通常迫使高更诺在IIB型紧化中具有超过TeV的质量。如果反常和模量对超对称破缺的贡献都是竞争性的,那么希格斯玻色子将成为可行的亚TeV暗物质候选者。在这个质量范围内获得正确的遗迹密度迫使希格斯诺斯从模量的衰变中非热地产生。我们概述了在这种情况下,从间接和直接检测实验所产生的限制,以及理论上的限制,如生产过剩的暗物质从引力子衰变。
2012-11-30 hep-ph
Implication of Pulsar Timing Array Experiments on Cosmological Gravitational Wave Detection
引力波为宇宙提供了一种新的探测手段,它可以揭示许多电磁波无法观测到的宇宙学和天体物理学现象。不同频率的引力波被不同的手段探测到。其中,脉冲星计时的精密测量为光年尺度波长的引力波提供了天然的探测器。本文首先介绍了利用脉冲星定时阵探测随机引力波背景的基本框架,然后对NANOGrav 12.5年观测结果进行了可能的解释。
2021-05-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Cosmological Backgrounds of Gravitational Waves and eLISA/NGO: Phase Transitions, Cosmic Strings and Other Sources
我们回顾了几个宇宙学背景的引力波可直接检测实验,特别强调这些背景由于一阶相变和网络的宇宙(超)弦。对于这两个特殊的源,我们详细地回顾了引力波背景的计算,并改进了文献中以前工作的结果。我们应用我们的研究结果,以确定欧空局的非政府组织/eLISA任务的宇宙学背景的可探测性的科学潜力。
2012-06-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of gravitational particle production on Higgs portal dark matter
本文研究引力粒子产生对希格斯门户暗物质丰度的影响,发现再加热期间暴胀子相干振荡导致的引力产生通常起主导作用。
2024-11-25 hep-ph
Revisiting the cosmological bias due to local gravitational redshifts
Wojtak { \it et al}(arXiv:1504.00718)最近的一篇文章指出,尽管局部引力红移很小($\sim 10^{-5}$),但它对我们的宇宙学参数测量有明显的($\sim 1\%$)系统性影响。作者用模拟超新星数据集研究了几个扩展的宇宙学模型(非平坦的$Λ$ CDM、$w$ CDM和$w_0$ - $w_a$ CDM)。我们重复这个计算,发现$\sim 1\%$偏差是由于宇宙学参数之间的强简并。当宇宙微波背景(CMB)数据加入打破简并,由于本地引力红移的偏差是可以忽略不计的($\lesssim 0.1 σ$)。
2015-05-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chiral Gravitational Waves and Baryon Superfluid Dark Matter
利用手征规范理论的引力反常,我们发展了一个包含强相互作用暗夸克的暗生和重子生的统一模型。在这些模型中,可见重子和暗重子的不对称性都是由手征原初引力波引起的引力异常产生的。我们给出了一个含有两个无质量夸克的SU(2)规范理论的具体模型。在这个模型中,暗夸克凝聚并形成一个暗重子荷超流体(DBS),其中希格斯模充当冷暗物质。我们阐明了这种暗物质的基本特征,并讨论了其唯象前景。
2018-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A New Cosmological Paradigm: the Cosmological Constant and Dark Matter
20世纪80年代的标准宇宙学模型已经不复存在。我描述了物质密度不足以导致宇宙扁平的决定性证据,以及宇宙学常数不为零的越来越多的证据。最后,我讨论了这些结果对粒子物理和直接寻找非重子暗物质的影响,并证明了新的消息是好消息。
1998-07-14 astro-ph hep-ph
A Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter
对于当前的希格斯粒子和顶质量的中心值,标准模型希格斯粒子势在$10^{11}$ GeV量级上产生了不稳定性。我们表明,这种不稳定性的宇宙学签名可能是暗物质的形式原始黑洞种子希格斯波动在通货膨胀。暗物质的存在可能不需要超越标准模型的物理学。
2018-04-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Relics of the High Energy Cold Dark Matter Particle in the Universe
我们证明,如果宇宙是由大质量冷暗物质主导的,那么除了一般认为的暗物质遗迹的热分布外,宇宙中还可能存在一些高能的非热的暗物质遗迹,这些遗迹可能来自于某些未知的来源,例如来自于拓扑缺陷坍缩或湮灭释放的超大质量X粒子的衰变.非常有趣的是,我们指出这些高能暗物质粒子可能在当前和未来的宇宙线实验中被观测到。
1997-10-17 hep-ph
Supersymmetric "Solutions" to Cosmological Problems: Baryogenesis and Dark Matter
探讨了超对称性在我们理解大爆炸重子生成和宇宙学暗物质中的可能作用。讨论将仅限于超对称大统一理论中的平衡态衰变方案,标量凝聚体的衰变,以及作为产生所观察到的重子不对称性的一种手段的轻重子生成。注意力也将集中在中性伴子暗物质上。
1995-03-15 astro-ph hep-ph
A Quantum Gravitational Relaxation of The Cosmological Constant
与QCD相似,广义相对论也有一个$Θ$扇区,这是由于大的量子同态。首次明确了引力CP破坏$Θ$参数与宇宙学常数的非微扰关系。引力赝标与大质量费米子的耦合通过手征对称性破缺机制从拓扑$B\wedge F$理论产生了广义相对论。我们证明了引力Peccei-Quinn机制可以动态地松弛宇宙学常数。
2005-03-18 astro-ph gr-qc hep-ph
Interacting Dark Energy and Cosmological Equations of State
宇宙介质内部的相互作用改变了它的状态方程。我们讨论了相互作用的暗能量模型的空间均匀背景和微扰动力学的影响。
2005-10-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Cosmological gamma ray and neutrino backgrounds due to neutralino dark matter annihilation
假设观测到的暗物质是由MSSM中的热激发的中性伴子组成,我们计算了由于中性伴子湮灭在演化的暗物质晕中产生的γ射线和中微子的宇宙学背景辐射。这种伽马射线背景辐射的光谱并没有表现出很强的湮灭线特征,但可能相当于EGRET在几个GeV以上观测到的河外伽马射线连续通量的一个重要部分。与大气前景相比,相应的宇宙学中微子背景很弱。然而,假设完全混合,宇宙学上的τ中微子背景可以在10 GeV - 1 TeV的能量范围内用鉴别味道的中微子望远镜探测到。一个小的各向异性的背景辐射预计,反映当地集群的暗物质晕沿超银道面。
2004-05-18 astro-ph hep-ph
Kantowski-Sachs cosmological model with axion-like scalar field and dark energy
本文利用轴子样粒子(ALP)模型构建数值空间均匀各向异性的Kantowski-Sachs宇宙学模型,通过解析与数值方法探讨ALP标量场下宇宙学参数的演化,并给出该背景下通用标量场的一般结果。
2024-10-12 gr-qc hep-ph
Neutrino masses and the dark energy equation of state - relaxing the cosmological neutrino mass bound
目前,宇宙学对标准模型中微子的质量提供了名义上最强的约束。然而,这种约束极其依赖于宇宙中暗能量成分的性质。当暗能量状态方程参数取为自由(但恒定)参数时,中微子质量束缚为sum mnu < 1.48 eV(95% C.L.),与总和m_nu <0.65eV(95% C.L.)在标准模型中,暗能量以宇宙学常数的形式存在。这对未来直接测量中微子质量的实验具有重要意义。我们还讨论了未来宇宙学测量中微子质量的前景。
2005-10-12 astro-ph hep-ph
Latest cosmological constraints on the densities of hot and cold dark matter
随着实验科学家们对冷暗物质粒子和中微子质量的追求,宇宙学的约束也越来越紧。我们计算了宇宙微波背景辐射和大尺度结构数据对11个宇宙学参数的联合约束,发现在95%置信度下,总的(冷+热)暗物质密度为h^2 Omega_dark = 0.20 + 0.12 - 0.10,其中最多38%是热的(由于中微子)。一些假设,包括中微子可以忽略不计,将这个测量值压缩到h^2 Omega_dark = 0.13 + 0.04 - 0.02,即2.4e-27 kg/m^3的误差为20%。
2000-08-14 astro-ph hep-ph
Cosmological neutrino mass limit and the dynamics of dark energy
利用随时间演化的状态方程研究了中微子质量极限与暗能量之间的关联。将暗能量参数化为w=w_0+w_1*z/(1+z),用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行整体拟合,同时确定了w_0,w_1,中微子质量等宇宙学参数。我们特别注意利用现有的宇宙学观测以及未来的模拟数据集如PLANCK、SNAP和LAMOST来研究中微子质量ω m_v和w_1之间的相关性。
2007-05-05 astro-ph hep-ph hep-th
On Searches for Gravitational Dark Matter with Quantum Sensors
用量子传感器寻找暗物质的可能性最近受到了很多关注。在这篇简短的论文中,我们讨论了用量子传感器寻找引力暗物质的可能性,并确定了未来量子传感器具有改进灵敏度的非常狭窄的机会窗口。质量在$[10^{-3}, 1] \, \text{eV}$范围内的引力暗物质候选者可能导致质子质量的有效时间变化,例如,未来的原子钟。
2019-07-12 hep-ph quant-ph
Relaxing the Cosmological Constraints on Unparticle Dark Component
自格奥尔基开创性的工作以来,非粒子物理学一直是一个活跃的领域。最近,许多约束的非粒子从各种观察已被认为是在文献中。特别是非粒子暗分量的宇宙学约束使其处于严重的境地。在这项工作中,我们试图找到一种方法来解决这个严重的情况,包括暗能量和非粒子暗分量之间可能的相互作用。
2009-07-30 astro-ph gr-qc hep-ph
Searching for Dark Photon Dark Matter with Gravitational Wave Detectors
如果暗物质起源于一个非常轻的规范玻色子的背景,这个规范玻色子可能会对引力波探测器中的测试质量施加力,导致具有由规范玻色子质量设定的特征频率的位移。我们概述了一种新的搜索策略来寻找这样的暗物质,并表明地面和未来的天基引力波探测器有能力在未探索的参数制度,使5 $σ$发现。
2018-01-30 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Interacting Dark Matter and Dark Energy
我们讨论模型的宇宙学暗扇区中的标量场的能量密度接近爱因斯坦的宇宙学常数和标量场的值决定了暗物质粒子质量由汤川耦合。一个只有一个暗物质家族的模型可以被调整,这样对宇宙学参数的观测约束就接近但不同于Lambda CDM模型的预测。这可能是一个有用的帮助,判断宇宙学参数是如何紧密地受到新一代宇宙学测试,依赖于结构形成理论的约束。在具有两个暗物质粒子族的模型中,对于一个族,标量场可能被锁定到接近零质量。这可以抑制暗扇区中的长程标量力,消除有效宇宙学常数和非相对论性暗物质粒子质量的演化,使模型接近λ CDM,直到粒子数密度变得足够低,允许标量场演化。这是一个有用的例子,说明了暗区的复杂性。
2003-09-23 astro-ph hep-ph hep-th
The Cosmological Constant Problems (Talk given at Dark Matter 2000, February, 2000)
旧的宇宙学常数问题是理解为什么真空能量如此之小;新的问题是理解为什么它与现在的质量密度相当。这些问题的几种方法进行审查。精髓对这两个问题都没有帮助;人择学的考虑提供了解决这两个问题的可能性。在具有随机初始值的标量场的理论中,人择原理可能适用于宇宙学常数,但可能不适用于其他任何东西。
2000-05-12 astro-ph hep-ph hep-th
Gravitational wave from dark sector with dark pion
本文研究了暗量子色动力学(dQCD)扇区中手征对称性破缺产生的引力波谱。暗π介子($π$)可以作为弱相互作用大质量粒子(WIMP)或强相互作用大质量粒子(SIMP)的候选者。在WIMP情形下,引入dQCD扇区与标准模型(SM)扇区的经典标度不变性耦合,研究了暗π介子通过$2π\to 2\,\text{SM}$过程的湮灭过程.对于SIMP情形,我们利用手征微扰理论研究了暗π介子作为SIMP时的$3π\to 2π$湮灭过程。我们发现,在WIMP方案中,未来的空间引力波天线可以观测到引力波背景谱。另一方面,当暗π介子是SIMP暗物质时,在手征微扰极限和π介子-π介子散射截面的约束下,手征相变变为交叉,不产生引力波.
2017-07-21 astro-ph.HE gr-qc hep-ph