Stable Higgs Bosons - new candidate for cold dark matter -
希格斯玻色子是电弱相互作用的标准模型的基础。它必须以某种形式存在，以实现相互作用的统一。在规范-希格斯统一方案中，希格斯玻色子成为规范场的额外维分量的一部分。希格斯玻色子在一类规范-希格斯统一模型中变得绝对稳定，是宇宙中冷暗物质的一个有希望的候选者。观测到的冷暗物质的遗迹丰度是在希格斯粒子质量约为70 GeV时获得的。在对暗物质的直接探测中，发现Higgs-核子散射截面与最近的CDMS II和XENON 10边界接近。在对撞机实验中，稳定的希格斯玻色子玻色子是成对产生的，以丢失的能量和动量出现，因此探测希格斯玻色子玻色子的方法必须改变。
2010-03-31 hep-ph
New physics of strong interaction and Dark Universe
暗宇宙物理学的历史可以追溯到从非常早期宇宙的过程到暗物质和能量的现代主导地位。本文综述了强相互作用在新物理宇宙学效应中可能的重要作用。在普通QCD相互作用的情况下，新的稳定色粒子（如新的稳定夸克）的存在导致了新的奇异形式的物质，其中一些可能是暗物质的候选者。新的类QCD强相互作用导致新的稳定的复合候选人约束的类QCD约束。我们特别强调新的稳定强子和普通物质之间的相互作用的影响，形成异常形式的宇宙射线和奇异形式的物质，如稳定的分数带电粒子。这些效应与高能中微子和宇宙线特征的可能关联为利用其间接多信使天体物理探测研究强相互作用新物理开辟了道路。
2020-10-26 hep-ph
Dark Atoms of Dark Matter and their Stable Charged Constituents
直接寻找暗物质会给简单的模型带来严重的问题，这些模型将稳定的中性弱相互作用大质量粒子（WIMP）作为暗物质的候选者。讨论了新的稳定夸克和带电轻子存在的可能性，它们被束缚在复合暗物质的中性暗原子中，隐藏在探测不到的地方。稳定的-2带电粒子$O^{--}$与原初氦结合在O氦原子中，是复合暗物质的特殊核相互作用形式。DAMA实验的积极结果可以解释为O-氦原子核辐射俘获的年度调制。在这种方法的框架下，DAMA结果的检测器与其他化学内容成为一个不平凡的任务，而在LHC或宇宙射线中的稳定带电粒子的实验搜索获得了直接测试复合暗物质的情况下的意义。
2011-11-11 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Stable dark matter from Pauli blocking in the degenerate fermion background with Quantum Field Theory
本文提出利用费米子背景下的泡利阻塞机制阻止暗物质衰变以实现其稳定性，在量子场论框架下推导分布函数演化方程并与玻尔兹曼方程比较，最终应用于中微子和暗物质的真实模型。
2025-06-30 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter from stable charged particles?
宇宙学暗物质的粒子物理候选者通常被认为是中性的和弱相互作用的。然而，稳定的带电轻子和夸克也可以存在，隐藏在难以捉摸的原子中，扮演着暗物质的角色。这种情况的必要条件是缺乏稳定的粒子与电荷-1和有效的机制，以抑制自由的正电荷的重物种。这些条件在最近制定的几种设想方案中得到了实现。在基于Walking Technicolor模型的方案中，多余的带-2电荷的稳定粒子和相应的暗物质密度与宇宙学重子不对称性的大小和符号有着天然的联系。过量的带电粒子与原始氦结合在技术-O-氦“原子”中，保持特定的核相互作用形式的暗物质。本文讨论了技术-O-氦宇宙的一些性质。
2007-12-30 astro-ph hep-ph
New leptons with exotic decays: collider limits and dark matter complementarity
我们描述了当前和未来的强子对撞机限制新的矢量类轻子与异国情调的衰变。我们认为，除了标准衰变，新的轻子也可以衰变成一个标准模型带电轻子和一个稳定的粒子，如暗光子的可能性。为了增加它们的适用性，我们的结果给出了在不同的衰变通道的任意分支比。在暗光子在宇宙学尺度上是稳定的情况下，我们讨论了暗光子和矢量轻子之间的相互作用，在产生观测到的暗物质遗迹丰度和对撞机搜索和暗物质现象学的互补性。
2021-07-07 hep-ph
Accidentally Stable Dark Matter in a Parity Solution to the Strong CP Problem
University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Rutgers University（罗格斯大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
研究在宇称对称性解决强CP问题的框架下意外稳定暗物质的可能性，利用$SU(2)_L \times SU(2)_R$双三重态费米子计算遗迹丰度并推导参数空间限制，指出对称破缺尺度要求及可探测情况。
2026-07-24 hep-ph
Dark Atoms of Dark Matter from New Stable Quarks and Leptons
宇宙中的非重子暗物质可以由新的稳定的带电轻子和夸克组成，如果它们隐藏在复合暗物质的难以捉摸的“暗原子”中的话。这种可能性可以与反常同位素的严格约束相兼容，如果存在带-2电荷的稳定粒子，而不存在带+1和-1电荷的稳定粒子。这些条件不能在超对称模型中实现，但可以在最近开发的几种替代方案中得到满足。过量的-2带电粒子与原始氦结合在O-氦“原子”中，保持特定的核相互作用形式的比冷更热的暗物质。在这种情况下，直接寻找暗物质的难题反映了O-氦的非平凡核物理学。
2010-12-28 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Are superheavy stable quark clusters viable candidates for the dark matter?
对夸克和轻子族的起源及其性质的解释是理解标准模型假设的最有希望的方法之一。自旋-电荷-族理论确实提出了族的出现机制，并为标准模型的所有假设提供了解释，它预测了两个解耦的四族群。上面四个家族中最轻的家族有稳定的成员，它们相应地是构成暗物质的候选者。我们研究了这样一个非常重的重子被普通核子的弱散射和“核”散射（由重第五族夸克之间的色相互作用决定），以表明只要这个重子的夸克质量在100 TeV或更高，散射截面是非常小的，并且与迄今为止大多数实验中的观测结果相一致。
2017-01-31 hep-ph
Self-interacting dark matter with a stable vector mediator
光矢量介质可以自然地诱导速度依赖的暗物质自相互作用，同时通过热冻结允许正确的暗物质遗迹丰度。然而，如果这些介质随后衰变成标准模型状态，如电子或光子，这将被宇宙微波背景的约束所有力地排除。我们研究在何种程度上可以规避这一结论，如果矢量介质是稳定的，因此有助于暗物质密度，而湮灭成较轻的自由度。我们发现可行的部分参数空间，导致所需的自相互作用截面的暗物质，以解决小规模的问题，碰撞冷暗物质的范例，同时与边界兼容的宇宙微波背景和大爆炸核合成观测。
2018-09-24 astro-ph.CO hep-ph
One-loop Type II Seesaw Neutrino Model with Stable Dark Matter Candidates
在单圈层次上使用一个标量三重态、两个标量二重态和一个费米子打开Weinberg算子，得到T4-2-i单圈拓扑。从这种拓扑结构产生的中微子质量总是伴随着树级II型跷跷板的贡献。在这项工作中，我们提出了一个辐射马约拉纳中微子质量模型的基础上，这种拓扑结构，以避免树水平II型跷跷板机制，我们扩展了模型的${G}_{f}=\mathbb{D}_{4}\times Z_{3}\times Z_{5}\times Z_{2}$味对称性，我们促进了费米子内的循环，以三个右手中微子。在这种情况下，由这些右手中微子产生的树级狄拉克中微子质量也被${G}_{f}$群阻止。此外，为了使T4-2-i拓扑结构充分发挥作用，标量扇区被扩展了两个flavon场，在${G}_{f}$对称性破缺之后，该模型成功地解释了观测到的中微子质量和混合，并允许存在稳定的暗物质（DM）候选者。事实上，所有在循环中运行的粒子都是潜在的暗物质候选者，因为它们的稳定性是由不间断的离散群$Z_{2}\in {G}_{f}$保证的。
2020-08-11 hep-ph
Stable Bound States of Asymmetric Dark Matter
最简单的非对称暗物质束缚态的可重正化有效场论包含两个额外的规范单重场，一个是暗物质，另一个是暗物质湮灭成的介体粒子。我们研究这样一个模型的物理与狄拉克费米子的暗物质和一个真正的标量介体。在一定的参数范围内，暗物质与介质的汤川耦合产生稳定的非对称暗物质束缚态。我们推导出包括由$N\gg1$暗物质粒子形成的块金在内的束缚态的性质。我们还考虑了早期宇宙中束缚态的形成和暗物质束缚态的直接探测。我们的许多结果也适用于对称的暗物质。
2016-08-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The Supersymmetric Standard Models with Decay and Stable Dark Matters
我们提出了两个超对称标准模型（SM）与衰变和稳定的暗物质（DM）粒子。为了解释SM费米子的质量和混合，并有一个重衰变DM粒子S，我们通过引入反常U（1）_X规范对称性来考虑Froggatt-Nielsen机制.在弦标度附近，U（1）_X规范对称性被破缺为Z_2对称性，在Z_2对称性下，S是奇数，而所有的SM粒子都是偶数。S在TeV量级附近获得真空期望值，在模型I中主要衰变到第二/第三族SM轻子，在模型II中主要衰变到第一族SM轻子。在具有精确R宇称的约束最小超对称SM中选择一个基准点，我们证明了最轻的中性伴子DM与CDMS II实验是一致的。考虑S三体衰变并选择合适的参数，我们证明PAMELA和Fermi-LAT实验以及PAMELA和ATIC实验分别可以用模型I和模型II来解释。
2010-08-31 hep-ph
Scalar Dark Matter and Electroweak Stability
基本粒子（SM）的标准模型，尽管在大型强子对撞机的实验完成，需要扩展的各种物理原因，包括冷暗物质（DM）。每个扩展都有其规模和机制，并且通常在回路水平上将电弱规模提升到其高规模。问题是保持电弱标度稳定，同时为上述重扩展提供空间。为此，事实证明，SM希格斯部门保持稳定的存在下，一个重标量，如果他们的四次耦合统一在一定的规模时，他们的质量是简并的。在这种质量简并驱动的统一（MDDU），标量下的关注被发现有资格作为一个可行的DM候选人，离开电弱规模稳定。我们详细的模拟研究明确表明，MDDU参数空间符合当前对撞机和天体物理界。我们的工作可以扩展到其他相关的标量（如黄子，暴胀子等）作为一种机制，通过它的电弱标度保持稳定。
2020-05-07 hep-ph
Non-Abelian gauge fields as dark matter
SU（N）李代数具有离散对称性，这可以自然地导致稳定的矢量暗物质（DM）。在这项工作中，我们考虑了暗SU（N）扇区通过希格斯门耦合到可见扇区的可能性。我们发现，最小的CP守恒隐藏的“希格斯部门”需要稳定的大规模规范场属于WIMP类别的暗物质候选人。对于SU（N），N>2，DM由三个分量组成，其中两个分量质量简并。在所有的情况下，有大量的参数空间区域的直接和间接的检测以及遗迹丰度的约束条件得到满足。
2015-08-16 hep-ph
A Supersymmetric U(1)' Model with Multiple Dark Matters
我们考虑超对称模型具有多个暗物质粒子的情况。增加U（1）'规范对称性是对最小超对称标准模型（MSSM）的一个很好的推广。它可以解决MSSM的问题，如μ问题或质子衰变问题与高维轻子数和重子数破坏运营商的R宇称允许。在U（1）'规范对称性自发破缺后，作为剩余的离散对称性，可能会产生额外的宇称（U宇称）。锂U宇称粒子（LUP）在新宇称下稳定，成为新的暗物质候选者。在R宇称和U宇称的存在下，最多可以有三个大质量粒子保持稳定。我们数值说明，在我们的模型中的多个稳定的粒子可以同时满足约束的遗迹密度和直接检测，从而提供了一个特定的场景中，一个超对称模型具有良好的动机多个暗物质符合实验约束。该方案提供了新的可能性，在目前和即将到来的暗物质搜索的直接检测和对撞机实验。
2007-10-15 hep-ph
Heavy stable charged tracks as signatures of non-thermal dark matter at the LHC : a study in some non-supersymmetric scenarios
我们考虑两个理论方案，每个方案都包括一个$\mathbb{Z}_{2}$奇数扇区，并导致一个基本的暗物质候选者。第一种是III型跷跷板模型的变体，其中一个轻子三重态是$\mathbb{Z}_{2}$奇数，还有一个重的无菌中微子。它导致了一个费米子暗物质，连同三重态的带电成分是一个准稳定的粒子，它只能通过一个被高尺度抑制的高维算子衰变。第二个模型由惰性标量偶和$\mathbb{Z}_{2}$奇右手Majorana中微子暗物质组成。一个微小的汤川耦合延迟了惰性双重态的带电成分衰变为暗物质候选者，使前者在对撞机探测器的规模上寿命很长。每个模型的参数空间都受到大爆炸核合成约束的约束，也通过估计的贡献遗迹密度通过冻结出的长寿命带电粒子以及冻结在生产的暗物质候选人。对于第一种模型，我们考虑了两种在大型强子对撞机上的信号，即双带电径迹和单径迹+ MET。第二类，特征信号是相反的，以及相同的符号的带电轨道对。我们使用与当前实验方案一致的事件选择标准进行详细的分析。结果表明，轻子三重态方案的探测能量可达960（1190）GeV，积分亮度为300（3000）$fb^{-1}$，而惰性双重态方案的积分光度为630（800）GeV.此外，在每种情况下提到的第二种信号使我们能够区分不同的暗物质场景。
2018-01-22 hep-ph
Properties of Q-ball dark matter: moving away from flat directions
规范介导的超光速破缺模型意味着稳定的Q球可以在早期宇宙中形成，并充当暗物质。MSSM中的所有稳定Q球都与一个或多个平坦方向相关联。我们表明，虽然Q球是从一个平坦的方向凝聚的碎裂产生的，他们很快演变到一个基态，是稍微远离这个平坦的方向。在这个过程中，（B+L）球可以带电。这是一种新的电荷获取形式，对Q球暗物质的实验研究具有重要的影响。
2009-06-09 hep-ph
Composite dark matter from stable charged constituents
重的稳定带电粒子可以存在，隐藏在束缚原子状态中。具有新的稳定带电轻子和夸克的模型产生了现实的复合暗物质场景。O-氦（He 4核和重-2带电粒子的类原子系统）的重要或甚至占主导地位的成分是这种情景的必然特征。本文提出了银河核球中正电子过剩的可能的O-氦解释以及DAMA的正电子过剩结果与其它实验的负电子过剩结果之间的争论。
2008-06-22 astro-ph gr-qc hep-ph
The Dark Matter Constraints on the Left-Right Symmetric Model with Z_2 Symmetry
在左右对称模型的框架下，我们研究了一个有趣的场景，即所谓的VEV跷跷板问题可以自然地用Z_2对称性来解决。在这种情况下，我们发现了一对稳定的弱相互作用大质量粒子（WIMP），这可能是冷暗物质的候选者。然而，从$m \sim 10^2-10^4 $ GeV的直接暗物质探测实验中，WIMP-核子截面比目前的上限高3-5个数量级。结果，两个稳定粒子的残留数密度必须被强烈地抑制到非常小的水平。然而，我们的分析表明，这种情况下不能提供非常大的湮灭截面，以提供所需的遗物丰度，除了共振的情况下。只有当盘状星系的自转曲线可以用修正的牛顿动力学（MOND）解释时，稳定的WIMP才有可能成为冷暗物质的候选者。
2008-08-06 hep-ph
Composite Weak Bosons and Dark Matter
三个弱玻色子是两个费米子和它们的反粒子的束缚态。也存在三个费米子的两个束缚态。其中一个是中立和稳定的。这种粒子提供了我们宇宙中的暗物质。
2022-04-08 hep-ph
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
Probes for Dark Matter Physics
宇宙学暗物质的存在是现代宇宙学的基石。暗物质被假定为非重子物质，由新的稳定粒子组成。然而，如果复合暗物质包含稳定的带电轻子和夸克，它们通过普通的库仑相互作用束缚在难以捉摸的暗原子中，那么暗原子的这些带电成分就可以成为对撞机直接实验测试的对象。在这样的模型中，过多的负双电荷粒子与原始氦在O-氦原子中结合，保持特定的核相互作用形式的暗物质。复合暗物质方案的成功发展呼吁实验寻找暗原子的双电荷成分，使实验寻找外来稳定的双电荷粒子实验crucis复合暗物质的暗原子。（节略）
2018-02-26 hep-ex hep-ph
Dark Matter in scalar Sp(N) gauge dynamics
我们考虑了一个在基本表象中具有Sp暗规范群和一个标量场的模型，由于整体U（1）偶然对称性，在微扰水平上得到了两个共稳的DM候选者.在低能标度下，经过规范约束后，两个候选者中只有一个是稳定的。我们通过数值求解玻尔兹曼方程来计算DM遗迹丰度。光暗胶球的存在会产生额外的宇宙学效应，并可能影响希格斯物理学。我们研究DM现象，提供直接和间接检测（包括索末菲增强）的预测。我们表明，该模型预测一个轻微的抑制间接检测截面相比，通常的WIMPs范例。
2021-02-19 hep-ph
Quasi-degenerate dark photon and dark matter
我们引入了一个不含费米子的$SU(2)_X^{}$暗扇区，实现了$SU(2)_X^{}$暗规范场与标准模型$SU(2)_L^{}\times U(1)_Y^{}$规范场之间的非阿贝尔动力学混合.当其中一个暗规范玻色子成为暗光子时，其他玻色子可以保持稳定，形成暗物质粒子。如果将来能同时观测到暗光子和暗物质，就可以检验暗光子和暗物质的近简并质量。
2022-09-19 hep-ph
Dark matter and dark radiation from evaporating primordial black holes
质量范围从$10^{-5}$到$10^9$ g的原始黑洞可能存在于早期宇宙中。通过它们的蒸发机制（在大爆炸核合成之前完成），它们可能释放出超出标准模型的稳定粒子。我们重新考虑了这样的粒子可能构成今天观测到的暗物质的主要部分或一小部分的可能性，更新了暖暗物质约束对这种情况的影响。如果足够轻，来自原始黑洞蒸发的稳定粒子也可能对暗辐射做出重大贡献。我们概括了以前的研究，这个有趣的暗物质和暗辐射的产生机制，包括吸积和熵不守恒的可能数量的影响。我们还详细讨论了标准模型之外的稳定粒子候选者的一些具体例子。
2020-12-17 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter and U(1)' symmetry for the right-handed neutrinos
我们考虑U（1）'规范对称性作用于三代右手中微子。U（1）对称性在TeV尺度下被破缺，其剩余的离散对称性使其中一个右手中微子稳定。作为异常抵消的自然结果，中微子质量矩阵由I型（TeV尺度）跷跷板和辐射校正的组合组成。稳定的右手中微子通过Higgs场和U（1）'规范玻色子的s通道交换与标准模型进行联系，从而在很宽的参数空间范围内得到观测到的暗物质的残余密度。简要讨论了对撞机和其他实验中的实验信号。
2014-01-27 hep-ph
Accidental stability of dark matter
我们提出，暗物质是稳定的，作为一个偶然的Z2的结果，结果从一个味道对称群，这是双覆盖群的对称群之一的规则的几何固体。虽然依赖于模型，但这种现象类似于一般的希格斯门暗物质方案。
2013-03-20 hep-ph
Strong Dark Matter Self-Interaction from a Stable Scalar Mediator
面对无碰撞冷暗物质（DM）范式的小尺度结构问题，一个流行的解决方法是引入一个强DM自相互作用，它可以由MeV尺度的光介质非微扰地产生。然而，如果这样的介质是不稳定的，并衰变成SM粒子，该模型是严重的DM直接和间接检测实验的限制。在本文中，我们研究了一个自相互作用的费米子DM模型，赋予一个光稳定的标量介体。在这个模型中，DM遗迹丰度主要由费米DM粒子控制，而费米DM粒子主要是通过其湮灭冻结到稳定介质中而产生的。由于该通道是不可见的，因此应大大放宽DM间接检测约束。此外，直接检测信号被抑制到一个不可观测的水平，因为费米DM散射与核子出现在一个循环的水平。通过进一步研究从CMB和BBN上的可见光通道涉及暗扇区的界限，我们表明，有一个大的参数空间，可以产生适当的DM自相互作用在矮星系尺度，同时保持兼容与其他实验约束。
2020-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Search for Double Charged Particles as Direct Test for Dark Atom Constituents
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定粒子组成的。宇宙学暗物质的稳定粒子候选者通常被认为是中性的和弱相互作用的。然而，稳定的带电轻子和夸克也可以隐藏在难以捉摸的暗原子中，并扮演暗物质的角色。这种可能性受到轻元素的异常同位素的限制，这些同位素与普通电子形成带正电荷的重物质。这个问题可以避免，如果存在电荷为-2的稳定粒子，而不存在电荷为+1和-1的稳定粒子。这些条件不能实现在超对称模型，但可以满足在几个替代方案，本文讨论。过量的-2带电粒子与O-氦原子中的原始氦结合，保持特定的核相互作用形式的暗物质。氦氧暗物质可以为寻找暗物质的难题提供解决方案。复合暗物质方案的成功发展呼吁实验寻找暗原子的双电荷成分。估计的生产截面的这种粒子在LHC提出和讨论。概述了ATLAS实验中双带电粒子的特征。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Do microscopic stable black holes contribute to dark matter?
我们调查的一些实验，观测和理论的后果，假设稳定的黑洞的质量范围之间的电弱标度和普朗克质量，2.4 $\times 10^{15}$ TeV。为了计算的目的，我们使用奇数维的洛夫洛克黑洞。如果这样的黑洞存在，它们会对暗物质产生贡献。我们表明，黑洞通过物质和碰撞的黑洞有一个明确的实验签名。根据它们的截面和能量，它们也会在恒星中积累并影响它们的发展。
2010-06-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Baryonic Q-balls as dark matter
标准模型的超对称扩展预言了Q球的存在，其中一些可以是完全稳定的。阿弗莱克-戴恩重子发生可以导致大量稳定的重子Q球的产生，这些Q球目前可以作为暗物质的一种形式存在。
2000-09-07 astro-ph hep-ph
Physics of Dark Matter in the Light of Dark Atoms
直接寻找暗物质会给简单的模型带来严重的问题，这些模型将稳定的中性弱相互作用大质量粒子（WIMP）作为暗物质的候选者。讨论了新的稳定夸克和带电轻子存在的可能性，它们被束缚在复合暗物质的中性暗原子中，隐藏在探测不到的地方。稳定的-2带电粒子$O^{--}$与原始氦结合在O-氦（OHe）原子中，是复合暖冷暗物质的特定核相互作用形式。OHe在地球物质中的速度变慢，对于基于寻找WIMP-核碰撞中核反冲效应的地下暗物质探测的直接方法来说，OHe是难以捉摸的。DAMA实验的积极结果可以解释为O-氦原子核辐射俘获的年度调制。在这种方法的框架下，DAMA结果的检测器与其他化学内容成为一个不平凡的任务，而在LHC或宇宙射线中的稳定带电粒子的实验搜索获得了直接测试复合暗物质的情况下的意义。
2011-12-03 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Predestined Dark Matter Varieties in the Simplest Left-Right Model
在标准模型的最简单的左右扩展中，粒子相互作用有一个标量双重态和一个$SU(2)_R$三重态，用于跷跷板式的马约拉纳中微子质量，添加各种费米子和标量多重态自动使它们成为稳定的（预定的）暗物质候选者。我们讨论了这个黑暗的合奏在遗迹丰度和直接搜索的相互作用。
2021-12-10 hep-ph
Dark matter bound state formation via emission of a charged scalar
稳定或亚稳定束缚态的形成可以显著影响暗物质（DM）的现象。虽然已知通过发射矢量捕获到束缚态是重要的，但是通过标量发射捕获遭受抵消，使得其仅在狭窄的参数空间内重要。虽然这是真实的中性标量介质，在这里，我们表明，通过发射的带电标量的束缚态的形成可以是非常重要的。为此，我们考虑DM下的黑暗$U(1)$力充电，并耦合到一个轻的复杂的标量，是在相同的规范对称性下充电。我们计算的横截面的束缚态形成通过发射的带电标量，并表明，它们可以超过那些捕获通过矢量发射，以及湮灭，数量级。这甚至适用于非常小的值的DM耦合到带电标量，并保持真实的全球对称性的限制。然后，我们计算DM热冻结，并发现捕获到亚稳态的束缚态通过发射的带电标量可以导致一个后期的显着DM耗尽。我们的结果包括库仑极限的解析表达式，并很容易推广到非阿贝尔相互作用。我们希望他们有影响的希格斯门多TeV的WIMP DM的情况下，以及具有黑暗的希格斯或（黑暗）带电的惰性标量，包括自相互作用DM模型的情况下。
2020-02-11 hep-ph
Gravitational Waves and Primordial Black Holes produced by Dark Meta Stable Vacuum Decay
Tsinghua University（清华大学）
研究通过暗物质元稳真空衰变引发的相变，探讨其产生的随机引力波背景及原初黑洞形成，发现引力波谱峰值与暗能量约束对原初黑洞形成的影响。
2026-08-24 astro-ph.CO hep-ph
$\mathbb Z_2$-Stable Dark Matter via Broken $\text{SU}(5)$ Gauge Bosons
Trent University（特伦特大学）
本文提出通过破坏SU(5)规范玻色子实现Z₂稳定的暗物质模型，通过协变导数选择X,Y并推导与胶子的耦合，以解释冷暗物质现象学。
2026-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Connecting Low scale Seesaw for Neutrino Mass to Inelastic sub-GeV Dark Matter with Abelian Gauge Symmetry
最近报道的过量的电子反冲事件的XENON 1 T实验的动机，我们提出了低规模的跷跷板方案内的轻中微子质量的$U(1)_X$规范扩展的标准模型，也预测稳定以及长寿命的暗扇区粒子。在$U(1)_X$规范对称性下，跷跷板实现所需的新场以及暗物质以无异常的方式带电。一个单重标量场，有效地引起轻子数违反，因此马约拉纳轻中微子质量无论是在树或辐射水平，也分裂的暗物质场成两个准简并态。虽然亚电子伏特中微子质量和非零暗物质质量分裂是以这种方式相关的，亚GeV尺度的非弹性暗物质的现象可以是非常丰富的，如果质量分裂是keV的规模。我们发现，对于合适的参数空间，这两个组件与keV分裂可以有助于总暗物质密度的本宇宙，而开放的可能性，较重的暗物质候选人进行向下散射的电子。我们检查费米子和标量非弹性暗物质的候选人，可以引起的XENON 1 T过剩，同时与其他现象学的界限相一致的模型的参数空间。我们还讨论了一般的情况下，质量分裂~ $Δm$之间的两个暗物质组件可以更大，有效地产生一个单一的组件暗物质的情况。
2021-04-22 hep-ph
Dark Matter from $SU(6) \to SU(5) \times U(1)_N$
物质和暗物质统一在$SU(6)\to SU(5) \times U(1)_N$的框架下。暗物质候选者是可能的，不是因为它稳定，而是因为它有很长的寿命，类似于大统一理论中的质子。给出了一个具体的例子。
2021-03-03 hep-ph
Higgs-Flavor Groups, Naturalness, and Dark Matter
在缺乏低能超对称性的情况下，多重弱尺度希格斯二重态需要额外的微调，除非它们形成非阿贝尔对称性的不可约多重态。这种对称性的残余通常会使一些希格斯场保持稳定，从而产生几种不同质量的暗物质粒子。非阿贝尔对称性也通常给出简单的、可检验的质量关系。
2011-05-20 hep-ph
10 years of dark atoms of composite dark matter
在2005年，谢尔登·霍霍提出了他的邪恶模型，为复合暗物质的设想开辟了道路，在这种设想中，束缚在中性原子中的重的、稳定的带电粒子扮演着暗物质候选者的角色。虽然新的稳定的单带电粒子，与普通电子形成氢的异常同位素的一般问题，最终被证明是无法解决的，但这种情况刺激了复合暗物质模型的发展，可以避免异常同位素过量生产的麻烦。在最简单的情况下，复合暗物质可以由-2带电粒子组成，在OHe暗物质模型中，它们通过普通库仑相互作用与原初氦结合。讨论了该模型的优点和存在的问题。
2015-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Stable mass hierarchies and dark matter from hidden sectors in the scale-invariant standard model
标度不变性可能是一个经典的对称性，这是打破辐射。这提供了一种简单的方法来稳定电弱对称性破缺的尺度，以对抗辐射修正。但是，要使这样一个理论完全现实，它必须实际上包含一个层次的尺度，除了电弱尺度之外，还包括普朗克和中微子质量尺度。暗物质部分和负责重子生成的物理学可能需要也可能不需要新的尺度，这取决于场景。我们开发了一种通用的方法，使用隐藏的部门来构建一个技术上自然的层次结构的规模在经典的规模不变理论的框架。然后，我们应用的方法来产生普朗克质量和解决中微子质量和暗物质的问题，通过什么可以被称为“标度不变的标准模型“。该模型是微扰重整化的能量尺度到普朗克质量。
2010-08-07 hep-ph hep-th
The dark atoms of dark matter
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定粒子组成的。一种特殊的情况是可能的，当新的稳定粒子带有普通的电荷，并通过普通的库仑相互作用结合在重“原子”中。这种可能性受到轻元素的异常同位素的限制，这些同位素与普通电子形成带正电荷的重物质。如果带-2电荷的稳定粒子$X^{--}$比它们的反粒子（带+2电荷）多，并且不存在带+1和-1电荷的稳定粒子，那么这个麻烦就可以避免。然后，在大爆炸核合成中形成的原始氦，将所有的$X^{--}$捕获在中性的O-氦（OHe）“原子”中，从而创造出一种特定的比冷核更热的相互作用复合暗物质。在地球物质中慢下来，OHe是难以捉摸的地下黑暗的直接方法。而OHe-Na系统中，OHe-Na的结合能级在2- 4keV之间。它解释了DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验的结果。直接寻找暗物质的难题出现在这个解决方案中，反映了OHe的非平凡核物理。（节略）
2010-12-04 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Dark Radiation or Warm Dark Matter from long lived particle decays in the light of Planck
虽然普朗克的数据支持标准ΛCDM模型，但它仍然允许暗辐射的存在，相当于大约一半的额外标准中微子种类。我们提出了一个方案，从热产生的粒子衰变成一个更轻的稳定遗物加标准费米子获得分数的“有效中微子物种”。在寿命远大于1秒时，遗迹粒子和非热中微子成分都对暗辐射有贡献。通过增加稳定粒子与不稳定粒子的质量比，遗迹粒子不再充当暗辐射，而是成为质量为O（1 keV-100 GeV）的暖暗物质的候选者。在这两种情况下，都有可能解决锂的问题。
2013-06-25 astro-ph.CO hep-ph
Direct Search for keV Sterile Neutrino Dark Matter with a Stable Dysprosium Target
我们研究了一种新的方法来寻找keV级的不育中微子，可以解释暗物质。如果中微子的质量大于2.83 keV，那么被捕获在我们星系中的中微子可以被捕获在稳定的$^{163}$ Dy上。两个实验实现研究，一个积分计数的$^{163}$ Ho原子在富含镝的矿石和新兴的电子光谱的实时测量中的镝为基础的检测器。捕获率相比，太阳中微子和放射性背景。使用几千克$^{163}$ Dy的积分计数实验可达到$10^{-5}$的无菌-活性混合角$\sin^2θ_{e4}$的灵敏度，显著超过当前实验室限值。可以通过实时实验探索低至$\sin^2θ_{e4} \sim 10^{-7}$ / $\rm m_{^{163}\rm Dy}\rm{(ton)}$的混合角。
2016-09-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
An explanation for dark matter and dark energy consistent with the Standard Model of particle physics and General Relativity
对星系和星系团内部动力学的分析通常采用牛顿引力定律，该定律忽略了广义相对论的场自相互作用效应。这可能就是为什么暗物质看起来是必要的。另一方面，宇宙演化是用完整的理论广义相对论来处理的。然而，通常用于推导和求解宇宙演化方程的各向同性和均匀性近似，有效地抑制了广义相对论的场自相互作用效应，这可能会引入对暗能量的需求。计算表明，场的自相互作用增加了大质量系统内部物质的结合，这可能解释了星系和星系团的动力学，而不会引发暗物质。反过来，能量守恒要求增加的结合必须通过有效减少大质量系统外部的引力相互作用来平衡。在这篇文章中，这种抑制估计和宇宙的演化的后果进行了讨论。观测结果的重现不需要暗能量。
2019-10-22 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter from Dark Glueball Dominance
本研究探讨纯杨-米尔斯暗区演化，证明稳定残余暗胶球可产生观测暗物质丰度，还从过量产生或衰变影响推导出非阿贝尔暗区的广泛约束。
2025-02-11 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in Minimal Universal Extra Dimensions with a Stable Vacuum and the "Right" Higgs
最近发现的质量约为125 GeV的希格斯玻色子，以及它与标准模型预测的惊人相似性，为许多新物理学模型提供了信息和约束。希格斯质量耗尽了最小的五维版本的宇宙额外维度模型的三个输入参数中的一个，另外两个参数是卡鲁扎-克莱因（KK）尺度和理论的截止尺度。与希格斯玻色子有大耦合的KK费米子的存在意味着一个短暂的电弱真空，除非截止尺度至多比KK质量尺度高几倍，为理论参数空间提供额外的严格约束。在这里，我们集中在最轻的KK粒子作为暗物质的候选者，并调查的参数空间的区域，这种粒子的热遗迹密度符合宇宙学暗物质密度。我们发现了一个矛盾的结果，即对于与真空稳定性相一致的足够低的截止尺度，大于先前认为的KK质量尺度成为解释宇宙中暗物质丰度的首选。我们解释了这种现象，通过精确定位的额外的粒子，在这样低的截止，成为足够接近的质量与暗物质候选coannihilates. We预测对撞机和直接暗物质搜索，可能很快接近所有可行的理论参数空间。
2014-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Balancing baryon and asymmetric dark matter excess
本文通过sphaleron跃迁将不对称暗原子暗物质密度与重子不对称性联系起来，并在最小行走人工色模型中研究其宇宙学后果，给出人工粒子质量上限，为LHC寻找多重带电稳定粒子提供约束。
2024-01-12 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on Stable Scalar-Tensor Dark Energy from DESI Data and Solar System Tests
Tufts University（塔夫茨大学）
研究具有四次多项式非最小耦合和线性势的标量-张量（quintessence）暗能量模型，通过DESI对暗能量状态方程的约束和局域引力测试（包括太阳系约束和牛顿常数变化限制）识别出参数空间中非常狭窄的允许区域。
2026-06-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fake Dark Matter at Colliders
如果暗物质（DM）由弱相互作用大质量粒子（WIMP）组成，它可以在未来的对撞机实验中产生和研究，比如大型强子对撞机。对撞机稳定的WIMP的生产的特点是硬散射事件与大的横向能量丢失。在这里，我们指出，发现这种特征良好的DM信号可能是一个红鲱鱼。我们探索了另一种解释--假暗物质--其中丢失的横向能量的唯一来源是标准模型中微子。我们提出了这样的模型的例子，专注于超对称模型与R-宇称违反。我们还简要讨论了区分假暗物质和新的碰撞稳定粒子的方法。
2009-02-26 hep-ex hep-ph
Thermalization in the presence of a time-dependent dissipation and its impact on dark matter production
本文研究了时间依赖性耗散率对亚稳态场高能衰变产物热化的影响，发现这些高能粒子在暴胀加热期间能实质性贡献暗物质产生，并以模型无关方式阐明了能解释观测暗物质遗迹丰度的参数空间。
2023-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Probes for 4th generation constituents of dark atoms in Higgs boson studies at the LHC
宇宙中的非重子暗物质可以由新的稳定的带电物质组成，通过普通的库仑相互作用束缚在重的中性“原子”中。第四代稳定的$\bar U$（反$U$）夸克，被束缚在稳定的无色（$\bar U \bar U \bar U $）簇中，被大爆炸核合成中产生的原始氦捕获，从而形成中性的O-氦（OHe）原子，这是一种特殊的核相互作用暗物质，可以为直接寻找暗物质的难题提供解决方案。然而，第四代夸克和轻子的存在应该会影响希格斯玻色子玻色子的产生和衰变速率，并且如果希格斯玻色子玻色子与第四代费米子的耦合不被抑制，则在LHC的希格斯玻色子玻色子搜索的实验结果中排除了第四代夸克和轻子的存在。在这里，我们认为，三个已知的夸克-轻子家族和第四家族之间的差异可以自然地导致这种耦合的抑制，这种复合暗物质场景的加速器测试的详细研究的生产和衰变模式的125.5 GeV玻色子，在大型强子对撞机发现。
2014-02-02 astro-ph.CO hep-ph
UV stable, Lorentz-violating dark energy with transient phantom era
在紫外区，具有负动能的虚场常常受到真空量子不稳定性的困扰。我们提出了一个Lorentz破坏的暗能量模型，并证明了在到达de Sitter吸引子之前，宇宙学常数边界w=-1到幻影状态方程的穿越是实现的.另一个有趣的特征是有效牛顿常数的特殊时间依赖性;这种效应的大小自然很小，但可能接近实验极限。我们还推导出动量尺度的不稳定性，快子或鬼出现在目前的哈勃尺度周围的红外区域，并澄清条件下，快子不稳定性不破坏均匀性的现在/未来的宇宙。
2007-07-19 astro-ph gr-qc hep-ph
