Electric But Not Eclectic: Thermal Relic Dark Matter for the XENON1T Excess
暗物质的身份正在寻求越来越敏感和大量的地下探测器。最近，XENON1T合作报告了过量的电子反冲事件，其中大多数的反冲能量在$1-30$ keV左右。我们表明，一个简单的模型，通过早期宇宙热冻结湮灭产生的非弹性暗物质可以解释氙1T过剩。值得注意的是，这个暗物质模型由几个简单的元素组成：亚GeV质量的狄拉克费米子暗物质与一个较轻的暗光子耦合，暗光子与标准模型光子动力学混合。在暗U（1）规范对称性下带电的标量场可以为暗光子提供质量，并将狄拉克费米子分量态质量分裂几keV，这些质量以相等的丰度存在，并与电子和原子核进行非弹性相互作用。
2020-10-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Inelastic Signatures of Electroweak Dark Matter
University of Liverpool（利物浦大学）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
该研究通过含马约拉纳与狄拉克多重态的最小电弱暗物质模型，解释LZ合作组的近期事件，确定普适参数区域并预测低能弹性信号。
2026-09-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
EFT Approach of Inelastic Dark Matter for Xenon Electron Recoil Detection
通过电子反冲测量暗物质（DM）信号为直接探测轻DM粒子提供了重要手段。最近XENON 1 T异常与电子反冲能量约$\,E_R^{}\!=\!(2-3)$ keV可以自然地解释DM非弹性散射注入能量的反冲电子，并给出了一个狭窄的峰值结构的反冲光谱。本文提出了一种有效场论（EFT）方法来处理氙电子反冲探测中的非弹性DM信号。对于较重的介体，我们用有效的接触算符表示了两个DM场$(X,\,X')$和两个轻子的DM-轻子相互作用。使用XENON 1 T数据，我们拟合电子反冲谱并将允许的标量DM质量分裂约束为$\,2.1\,\text{keV}\!<\!Δm\!<\!3.3\,\text{keV}$（95% C.L.），具有最佳拟合的$\,Δm \!=\! 2.8$ keV。我们分析了这种有效的DM-电子接触相互作用产生的遗迹丰度。为了提供两个DM遗迹丰度和XENON 1 T过剩，我们得到新的DM质量和DM有效相互作用的UV截止尺度的限制。最后，我们研究了有效的DM轻子接触相互作用的可能的UV完成。
2020-11-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measuring Relic Abundance of Minimal Dark Matter at Hadron Colliders
我们考虑的特殊情况下，暗物质（DM）的候选人没有检测到直接检测程序时，实验灵敏度达到中微子通量背景。在这种情况下，如果DM候选者是WIMP类型，则在碰撞器处的DM搜索对DM遗迹丰度施加约束。具体地说，我们在最小DM模型的框架下考虑了三重态（五重态和七重态）DM，并探讨了在大型强子对撞机和未来100 TeV强子对撞机上发现DM候选者的可能性。如果在这种情况下，DM候选者在LHC被发现，那么需要额外的DM候选者来解释观测到的遗迹丰度。另一方面，在这些DM搜索程序在对撞机的空结果引起的DM遗迹丰度下限。
2018-10-17 hep-ex hep-ph
Inelastically Decoupling Dark Matter
提出一种新的冷热遗迹暗物质候选体iELDER，其丰度由非弹性散射冻结及3→2自湮灭决定，质量在MeV-GeV范围，与普通物质耦合弱，并通过玩具模型和QCD类π介子理论展示探测前景。
2025-08-06 hep-ph
Inelastic Dirac Dark Matter
相互作用微弱的热遗迹是有希望的暗物质候选者。其中，非弹性暗物质的场景通过抑制原子核的弹性散射来逃避直接检测。我们介绍了非弹性狄拉克暗物质，一个新的模型与两个狄拉克费米子在MeV-GeV的质量范围。在弱耦合下，暗物质在冻结之前可以脱离与标准模型的化学平衡和动力学平衡。在这种情况下，冻结是由像共散射这样的转换过程驱动的，而不是共湮灭。我们表明，非弹性狄拉克遗物是一致的宇宙学观测，特别是与核合成和宇宙微波背景。在对撞机和固定目标实验中探测暗区，是非常敏感的探测器。与强约束的伪狄拉克场景相比，非弹性狄拉克暗物质为现有和即将到来的实验提供了新的搜索目标，如Belle II，ICARUS，LDMX和SeaQuest。
2022-10-03 hep-ph
Discovering Dark Matter with the MUonE Experiment
该研究证明MUonE实验可利用现有装置，通过探测μ子-核散射产生的赝狄拉克费米子衰变信号，发现亚GeV热遗迹暗物质，并强调下游ECAL对抑制背景的关键作用。
2025-03-29 hep-ph
A Fourth Exception in the Calculation of Relic Abundances
我们认为，暗物质丰度是由非弹性散射的退耦而不是湮灭决定的。如果暗物质从热浴中散射到质量相当的状态，这种共散射机制通常就会实现。共散射指向比弱标度指数轻的暗物质，并且具有抑制的湮灭率，避免了间接检测的严格限制。暗物质向上散射到一些状态，这些状态的晚期衰变会导致宇宙微波背景的黑体光谱发生可观测到的扭曲。
2017-12-16 astro-ph.CO hep-ph
The Up-Shot of Inelastic Down-Scattering at CDMS-Si
我们研究暗物质，非弹性散射和去激发直接检测实验，作为一种解释的CDMS-Si事件在最近的LUX数据。来自LUX和XENON 10的约束要求DM激发态和去激发态之间的质量分裂为$|δ| \gtrsim 50$ keV。同时，CDMS-Si数据本身不允许对大于$|δ| \sim $ 200 keV的质量分裂进行一致的DM解释。我们发现，将需要一个低阈值分析，以排除这种解释的CDMS-Si事件。在一个简单的模型与动力学混合暗光子，我们表明，CDMS-Si率和热遗迹丰度都可以容纳。
2014-02-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A simple model for magnetic inelastic dark matter (MiDM)
提出了一个简单的磁非弹性暗物质（MiDM）模型，它是含有右手中微子（$N_R$）、单电荷标量（$S$）和类矢量带电费米子（$E$）的标准模型的最小推广.在这个框架中，暗物质通过磁偶极相互作用非弹性地散射离开原子核，从而过渡到质量分裂（$δ$）为100 keV的近简并态。该模型的约束来自直接检测实验、DAMA和COGENT。在我们的分析中，我们没有找到任何参数空间使用最近的年度调制数据从COGENT，其中DAMA和COGENT是相互一致的。遗迹密度的界限提供了一个更强的约束。我们发现，这个最小的扩展SM结合了DM候选人，可以解释间接检测结果，同时与文物密度测量是一致的。在大型强子对撞机上可以产生右手中微子和产生右手中微子磁矩的带电粒子。
2011-12-15 hep-ph
GeV Scale Inelastic Dark Matter with Dark Photon Mediator via Direct Detection and Cosmological/Laboratory Constraints
提出了一种新的GeV尺度的非弹性暗物质（DM）候选体.我们的结构具有无反常的$U(1)_X^{}$规范群和暗光子介体，可以实现标量或费米子非弹性DM。它具有高度的预测性和可测试性。我们在XENON 1 T实验中研究了光非弹性DM与电子的散射率，在XENON 1 T，CRESST-III，CDEX-1B和DarkSide-50实验中研究了光非弹性DM与原子核的散射率。我们通过电子反冲探测解决了最近的XENON 1 T异常。结合电子反冲和核反冲（包括Migdal效应）的XENON 1 T约束，我们预测了DM的非弹性质量$\lesssim 1.5$ GeV.我们进一步分析了DM遗迹丰度的界限，较重的DM组件的寿命，和实验室的限制，从中我们确定可行的参数空间，为未来的探测。这为GeV尺度非弹性DM的理论和实验验证提供了重要的基准。
2022-01-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Revising inelastic dark matter direct detection by including the cosmic ray acceleration
对撞机和暗物质直接探测器实验的零信号使得暗物质和可见物质之间的相互作用太小，以至于许多热暗物质模型不能再现正确的遗迹密度。剩余的参数空间表明，暗区中的两个几乎简并的态（非弹性DM场景）可以在早期宇宙中共同湮灭，以产生正确的遗迹密度。关于直接检测的非弹性DM的情况下，维里化DM组件从附近的晕是非相对论性的，不能激发DM基态，即使相关的耦合可以是相当大的。因此，具有大质量分裂的DM可以逃避传统的维里化DM直接检测。在这项研究中，我们连接的概念，宇宙射线加速DM在我们的银河系和地下探测器的非弹性散射的直接检测，探索光谱，导致从几个相互作用类型的非弹性DM。利用最新的PandaX-4 T数据，我们发现即使保守地使用天体物理参数（有效长度）$D_{\rm eff}=1$ kpc，对于质量范围为$1~{\rm MeV}<m_{χ_1}<100~{\rm GeV}$和亚GeV光介质的宇宙线加速DM，仍然可以达到质量分裂$δ<\mathcal{O}(1~{\rm MeV})$.
2022-03-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Self-interacting Inelastic Dark Matter in the light of XENON1T excess
我们提出了一个自相互作用的非弹性暗物质（DM）的情况下，最近报道的过量的电子反冲事件的XENON1T实验的可能起源。两个准简并的马约拉纳费米子DM通过一个轻的隐扇形质量规范玻色子与自身相互作用，并通过规范动力学混合与标准模型粒子相互作用。我们还考虑了一个额外的长寿命的单线标量，这有助于实现正确的暗物质遗迹丰度通过混合设置包括冻结和冻结机制。虽然与所需的DM现象学以及足够的自相互作用来解决冷暗物质的小尺度问题是一致的，但具有GeV尺度DM的模型可以通过较重DM组分向较轻DM组分的非弹性向下散射来解释XENON1T过量。所有这些要求都留下了一个非常小的参数空间，使模型对不久的将来的实验具有非常高的预测性。
2021-05-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Effective field theory analysis of composite higgsino-like and wino-like thermal relic dark matter
我们研究的有效场论（包括运营商的五个维度）的模型，其中暗物质是复合材料，包括一个电弱二重态狄拉克费米子（“希格西诺一样的暗物质”）或电弱三重态马约拉纳费米子（“维诺一样的暗物质”）。在前一种情况下，一些五维算符会导致中性伴子和电荷伴子态之间的质量分裂，导致共湮灭的耗尽率和质量为几十到几百GeV的热遗迹暗物质，而不是通常的纯higgsino热遗迹1 TeV。在后一种情况下（通常的热遗迹质量为3 TeV），没有发现这样的效果。其他算子，存在于wino和higgsino-like暗物质中，对应于非弹性电磁偶极矩相互作用，通过这些相互作用和湮灭，可以导致暗物质质量比通常值高一个数量级的可行模型。
2020-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Reviving MeV-GeV Indirect Detection with Inelastic Dark Matter
本文提出非弹性暗物质模型，利用银河系中暗物质高动能触发上散射再生激发态，在 MeV 能段产生可探测伽马射线，从而复兴亚 GeV 热遗迹暗物质的间接探测前景。
2023-10-31 astro-ph.CO hep-ph
Discovering Electroweak Interacting Dark Matter at Muon Colliders using Soft Tracks
针对强子对撞机难以重建最小暗物质模型中带电态衰变产生的软带电粒子的问题，研究证明3 TeV μ子对撞机可探测软径迹，实现热Higgsinos等暗物质候选者的发现，为未来对撞机暗物质搜索提供重要方向。
2024-05-14 hep-ph
Inelastic extra $U(1)$ charged scalar dark matter
在暗物质直接探测实验中的零结果意味着当前标量暗物质（DM）通过Higgs玻色子交换到底夸克对的湮灭截面在宽DM质量范围内小于约$10^{-31}$ cm $^3/$ s，这远小于热遗迹DM所需的湮灭截面.我们提出了一个热遗迹DM与本湮没截面被非常抑制的模型。这种性质可以在一个额外的$U(1)$规范相互作用的复杂标量DM中实现，其中热DM丰度由通过规范相互作用的共湮灭决定，而本湮灭由Higgs玻色子交换过程控制。DM和额外的$U(1)$破坏希格斯场之间的相互作用在DM和它的共湮灭伙伴之间产生小的质量分裂，使得共湮灭成为可能，并且在直接DM搜索中$Z'$介导的与核子的散射也变得非弹性。我们考虑标量暗物质在$U(1)_{B-L}, U(1)_{(B-L)_3}$和$U(1)_{L_μ-L_τ}$扩展模型，并确定可行的参数区域。我们还讨论了未来DM探测实验的各种影响，DM解释的伽玛射线过剩的球状星团47图格里克，μ子异常磁矩，哈勃张力和其他人。
2020-01-26 astro-ph.CO hep-ph
A Common $\sim$55 GeV Inelastic Dark Matter Origin of the LZ, Fermi-LAT, and AMS-02 Excesses and Paleo-Detector Prospects
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
本文提出轻子恐惧非弹性暗物质模型解释LZ实验2.6σ异常，并通过多信使分析和古探测器预测为该模型提供验证途径。
2026-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Inelastic Fermion Dark Matter Origin of XENON1T Excess with Muon $(g-2)$ and Light Neutrino Mass
最近报道的XENON1T合作的电子反冲事件过剩的动机，我们提出了一个非弹性费米子暗物质（DM）的框架内的规范$L_μ-L_τ$扩展的标准模型，也可以容纳微小的中微子质量以及异常μ子磁矩$(g-2)_μ$的情况。一个狄拉克费米子DM，自然稳定，由于其选择的规范电荷，分裂成两个伪狄拉克质量本征态，由于马约拉纳质量项诱导的单重标量，这也参与产生右手中微子质量负责第I型跷跷板起源轻中微子质量。较重DM组分的非弹性下散射可以引起较轻DM组分的keV尺度质量分裂的XENON1T过剩。我们用XENON1T数据拟合我们的模型，并通过使用$(g-2)_μ$，DM遗迹，重DM的寿命，非弹性DM电子散射率，中微子三叉戟产生率以及其他味物理，天体物理和宇宙学观测的界限找到最终的参数空间。一个微小的参数空间符合所有这些界限和要求，将面临进一步审查，在不久的将来的实验在不同的前沿。
2020-11-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Bound-state formation for thermal relic dark matter and unitarity
研究表明，当暗物质质量超过几TeV时，热暗物质通过长程相互作用湮灭的残余丰度会受到早期宇宙中暗物质束缚态的形成和衰变的显著影响.我们确定所需的耦合，以获得所观察到的暗物质密度，同时考虑到直接2-2湮灭和形成的束缚态，并提供了一个分析拟合。我们认为，只有当暗物质通过长程相互作用湮灭时，才能实现非弹性截面上的么正性极限，并且我们确定热遗迹暗物质的质量上限为（非）自共轭暗物质约197（139）TeV。
2015-01-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Resurrecting Electroweak Dark Matter via Type-II Seesaw in light of recent LZ Event
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）；Institute of Mathematical Sciences (IMSc)（数学科学研究所）
本文通过II型跷跷板机制引入标量三重态，复活了非弹性双重态暗物质方案，使其在更大质量下满足 relic 密度并规避太阳俘获等约束，同时解释中微子质量。
2026-09-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Supersymmetric Dark Matter Detection at Post-LEP Benchmark Points
我们审查的前景发现超对称暗物质在最近提出的一套后LEP超对称基准方案。我们考虑直接检测通过自旋无关的核散射，以及间接检测通过遗迹湮灭中微子，光子和正电子。我们发现，几个基准方案提供了良好的前景，通过自旋无关的核散射直接检测，以及通过μ子产生的中微子在太阳的遗迹湮灭，和光子在银河系中心的湮灭间接检测。
2001-11-22 astro-ph hep-ex hep-ph
Probing Purely Inelastic Scalar Dark Matter Across Colliders and Gravitational Wave Observatories
Beihang University（北京航空航天大学）；Peking University（北京大学）
提出纯非弹性标量暗物质模型，通过希格斯门户与标准模型耦合，热共湮灭产生正确丰度，同时诱导强一阶相变产生引力波，并在HL-LHC上通过位移μ子喷注产生长寿命粒子信号。
2026-07-03 hep-ph
Heavy long-lived coannihilation partner from inelastic Dark Matter model and its signatures at the LHC
共湮灭机制是一个很好的动机替代简单的热冻结机制，其中暗物质遗迹密度可以通过与暗物质相似质量的伙伴粒子的共湮灭来获得。当伙伴粒子是中性的时，暗物质的非弹性性质可以帮助它逃脱直接检测极限。在这项工作中，我们专注于共湮灭的情况下，湮灭截面是占主导地位的伙伴伙伴对湮灭。我们特别感兴趣的参数空间的共湮灭的合作伙伴是长寿的，这导致在对撞机位移签名。在这种情况下，与伙伴暗物质湮灭所占的主导地位相比，它为共湮灭暗物质打开了重质量参数空间。具体地说，我们提出了一个对称性破缺的非弹性标量暗物质模型，实现了伙伴-伙伴对湮灭的支配。然后，我们从遗迹丰度、直接和间接暗物质探测以及对撞机搜索等方面研究了共湮灭伙伴衰变的两种不同实现方式以及存在的限制。我们重点研究了长寿命的共湮灭伙伴衰变为暗物质加轻子的通道。高亮度LHC对100- 700 GeV的重暗物质和共湮灭伙伴能达到很好的灵敏度。
2022-03-23 hep-ph
The phenomenology of Axion Relic Pockets
Birzeit University（比尔宰特大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文研究轴子遗迹口袋作为暗物质的现象学，推导轴子-光子转换率，利用冰立方数据给出首个地面实验限制，并探讨多种探测前景。
2026-09-22 hep-ph
Asymmetric thermal-relic dark matter: Sommerfeld-enhanced freeze-out, annihilation signals and unitarity bounds
暗物质具有粒子-反粒子不对称性，并且在早期宇宙中已经热化，与对称的暗物质相比，需要更大的湮灭截面，以便耗尽暗反粒子并解释观察到的暗物质密度。湮灭截面决定了暗物质的剩余对称分量，这可能会在CMB期间和今天的晕内产生湮灭信号。我们认为暗物质与长程相互作用，特别是暗物质耦合到一个光矢量或标量力介质。我们计算所需的耦合，以达到最终的反粒子-粒子比后，在早期宇宙中的湮灭过程的热冻结，然后估计后期的湮灭信号。我们发现，由于索末菲增强，高度不对称的暗物质与远程相互作用可以有一个显着的湮灭率，可能大于对称的暗物质相同的质量与接触相互作用。我们讨论在这个估计，有关稳定的束缚态的形成的警告。最后，我们考虑非相对论分波么正性约束的非弹性截面，我们讨论了为什么它可以实现只有远程相互作用，并展示了更高的分波在这个制度的大非弹性的重要性。我们推导出对称和不对称的热遗迹暗物质的s-波和p-波湮灭的质量上界，并展示了这些边界如何加强黑暗的不对称性增加。
2017-09-21 hep-ph
Inelastic Black Hole Production and Large Extra Dimensions
基本粒子碰撞产生黑洞是探索大额外时空维最有前途的方法之一。在粒子对撞机上对黑洞的研究假设所有的入射能量都被捕获在产生的黑洞中。我们将在这样的过程中固有的非弹性，并确定在对撞机和宇宙射线实验中发现黑洞的前景，采用霍金演化的动力学模型。在大型强子对撞机上，非弹性使可达参数空间中的速率降低了10^3到10^6倍，减缓了但并没有消除发现黑洞的希望。在皮埃尔·俄歇天文台，速率被抑制了10倍。我们评估宇宙射线观测对对撞机前景的影响。
2003-12-01 astro-ph gr-qc hep-ex
LZ nuclear recoil event from inelastic singlet-doublet scalar dark matter
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
本文在单态-双重态标量暗物质框架下，解释LZ实验的高能核反冲事件，通过非弹性上散射机制，并扩展了允许的参数空间。
2026-09-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for Detecting Supersymmetric Dark Matter at Post-LEP Benchmark Points
最近提出了一套新的超对称基准场景的上下文中的约束MSSM（CMSSM）与通用软超对称性破缺群众，考虑到从LEP，$b \to s γ$和$g_μ- 2$的约束。这些观点以前曾被用来讨论不同加速器的物理范围。在本文中，我们讨论了在这些情况下发现超对称暗物质的前景。我们考虑直接检测通过自旋无关和自旋相关的核散射，以及间接检测通过遗迹湮灭中微子，光子和正电子。我们发现，几个基准方案提供了良好的前景，通过自旋无关的核散射直接检测和间接检测通过中微子产生的太阳内部的遗迹湮灭的μ子，和一些模型提供了良好的前景检测光子遗迹湮灭在银河系中心。
2001-10-09 astro-ph hep-ex hep-ph
Inelastic Dark Matter
许多观测表明，宇宙中的大部分物质都是非重子物质。最近，DAMA NaI暗物质直接探测实验报告了与WIMP遗迹一致的事件率的年度调制。然而，低温暗物质搜寻（CDMS）Ge实验排除了大部分DAMA偏好的区域。我们证明，如果暗物质只能通过过渡到一个稍微重一点的状态（Δ m ~ 100 kev）来散射，实验就不再冲突了。此外，核反冲事件的能谱差异可以将这种情景与标准WIMP情景区分开来。最后，我们讨论了超对称理论中超中微子作为非弹性暗物质的候选者。
2001-01-15 astro-ph hep-ph
Coscattering in next-to-minimal dark matter and split supersymmetry
在某些热残余暗物质的模型中，残余物质的丰度可能是由非弹性散射过程（而不是湮灭）决定的，随着宇宙冷却，散射过程变得低效。这种效应被称为共散射。我们提出了一个程序来数值求解全动量相关的玻尔兹曼方程的共散射，这使得精确计算的暗物质遗物密度，包括早期动力学解耦的影响。我们将我们的方法应用到一个简单的模型，包含一个费米SU（2）三重态和一个费米单重态与电弱尺度的质量，在小的三重态-单重态混合。残余物密度可以通过共湮灭或在混合角$θ\lesssim 10^{-5}$的值处通过共散射来设置。我们确定的参数范围，引起所观察到的遗迹丰度。作为一种特殊情况，我们在大$μ$上研究了分裂超对称中的类双星暗物质。
2020-02-14 hep-ph
Discovering Dark Matter at the LHC through Its Nuclear Scattering in Far-Forward Emulsion and Liquid Argon Detectors
大型强子对撞机可能会产生轻的、弱相互作用的粒子，这些粒子衰变为暗物质，在遥远的方向上产生强烈的、高度准直的暗物质粒子束。我们调查的前景，检测这种暗物质在两个遥远的前向探测器提出了未来的前向物理设施：FASER $ν$ 2，一个10吨的乳胶探测器，和FLARE，10至100吨LArTPC。在这里，我们专注于核散射，包括弹性散射，共振π介子生产，和深非弹性散射，并设计削减，有效地消除中微子诱导的背景。在暗光子的不可见衰减的情况下，DM-核散射探测新的参数空间的暗物质质量5 MeV $\lesssim m_χ \lesssim$ 500 MeV。当与先前研究的DM电子散射相结合时，FASER $ν$ 2和FLAr E将能够在具有MeV $\lesssim m_χ \lesssim $ GeV的宇宙学有利参数空间的大片区域中发现暗物质。
2021-08-31 hep-ex hep-ph
Not-so-inelastic Dark Matter
指出非弹性暗物质模型中左手与右手质量项的偶然对称性是不必要的，去除该对称性可放宽遗迹密度限制，并在简单 UV-complete 模型中确定了两个可行的暗物质质量区域。
2025-02-03 hep-ex hep-ph
Light Dark Matter from Inelastic Cosmic Ray Collisions
直接探测实验依赖于核反冲签名失去灵敏度亚GeV的暗物质典型的星系速度。如果存在另一个动量更高的通量源，这种灵敏度就会恢复。这种高能的光暗物质流可能来自非弹性宇宙射线碰撞产生的介子衰变。我们计算这种新的生产机制-宇宙束流收集实验-并估计由此产生的限制从XENON 1 T和LZ。我们发现，非弹性宇宙射线与大气核碰撞产生的暗物质通量可以超过与残余暗物质弹性碰撞产生的通量。我们得到的限制hadrophilic标量介质模型的竞争力与那些从MiniBoone光兆电子伏尺度介质群众。
2020-03-02 astro-ph.HE hep-ph
Explaining the LZ High-Energy Recoil Event with Inelastic Sneutrino Dark Matter in Supersymmetry
Henan Institute of Science and Technology（河南科技大学）；Centre for Theoretical Physics, Henan Normal University（河南师范大学理论物理中心）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本研究用反跷跷板扩展的次最小超对称标准模型中的非弹性斯诺中微子暗物质解释LZ高能核反冲事件，提出三种机制抑制太阳中微子信号，并确认存在满足所有暗物质、希格斯和味物理约束的参数点。
2026-10-07 hep-ph
Exploring properties of long-lived particles in inelastic dark matter models at Belle II
非弹性暗物质模型是研究$O(1)$ GeV以下轻暗物质的一种流行模型。如果DM激发态和基态之间的质量分裂足够小，则共湮灭成为热残余密度的主要通道，DM激发态可以在对撞机尺度上长寿命。我们研究标量和费米子非弹性暗物质模型$ {\cal O}(1) $ GeV DM在Belle II与$ U(1)_D $暗规范对称性破缺到其$Z_2$子群。我们着重研究了DM激发态衰变中的双轻子位移顶点特征。借助Belle II的精确位移顶点探测能力，我们可以探索DM自旋、质量以及DM激发态和基态之间的质量分裂。特别地，我们证明了标量和费米子DM候选者可以区分，DM扇区的质量和质量分裂可以在一些基准点的偏差百分比内确定。此外，还研究了解释μ子$(g-2)_μ$过剩的允许参数空间，它可以在Belle II实验早期的位移顶点分析中被涵盖。
2021-04-16 hep-ex hep-ph
Inelastic dark matter and baryon flavor symmetry in light of LUX-ZEPLIN (LZ) experiment
Chung-Ang University（中央大学）；CERN（欧洲核子研究中心）
提出一种具有$U(1)'$重子味对称性的非弹性暗物质模型，可同时解释LZ实验核反冲事件和正确的遗迹密度，并预言轻$Z'$玻色子。
2026-09-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Inelastic $B-L$ scalar dark matter and the LUX-ZEPLIN event
University of Alabama（阿拉巴马大学）；Hokkaido University（北海道大学）
该研究提出非弹性标量暗物质模型，通过共振湮灭和规范耦合解释LZ实验的2.6σ高能反冲事件，预测截面与观测一致，并可由未来对撞机检验。
2026-09-09 hep-ex hep-ph
How Effective is $N_{eff}$ at Discovering Dark Radiation in a Cosmology with Heavy Particle Decay?
本文研究了重粒子衰变如何通过稀释轻粒子能量密度来放宽 $N_{eff}$ 对超出标准模型轻粒子的限制，并以引力子为例，利用当前 $N_{eff}$ 界限对不同再加热温度下的引力子质量与分支比施加了约束。
2023-09-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Extending the Discovery Potential for Inelastic-Dipole Dark Matter with FASER
本文提出利用FASER等远前向探测器通过非弹性偶极相互作用搜寻长寿命暗物质候选粒子，证明其可覆盖热冻结产生GeV量级暗物质的参数空间及固定靶实验难以探测的区域。
2023-07-03 hep-ex hep-ph
Unlocking the Inelastic Dark Matter Window with Vector Mediators
本文研究一般矢量媒介子下的非弹性暗物质，分析其遗迹密度及宇宙学、实验限制，发现与重子数、轻子数耦合的新可行参数窗口，并提供可自定义规范电荷的 Python 遗迹密度计算库。
2025-05-13 hep-ph
Inelastic Dark Matter at DAMA, CDMS and Future Experiments
DAMA年度调制签名，解释为一个自旋独立的WIMP耦合的证据，似乎与CDMS的零结果相冲突。然而，在“非弹性暗物质”的模型中，实验是相容的。在超对称理论中，非弹性暗物质可以作为与单重标量混合的超中微子的实分量出现。与普通的超中微子暗物质相比，这种粒子可以满足所有的实验限制，同时给出适当的遗迹丰度。我们讨论了在DAMA上看到的信号的修改，特别注意到调制和未调制分量中低能事件的强烈抑制。我们讨论了未来的实验，重点区分非弹性暗物质从普通的暗物质，并强调与重靶核，如氙和钨的实验的意义。
2002-08-22 astro-ph hep-ph
Probing Inelastic Dark Matter at the LHC, FASER and STCF
研究在 LHC、FASER 和 STCF 上利用长寿命粒子、位移 μ 子喷注、软轻子及单光子信号检验 1 MeV–210 GeV 非弹性暗物质的可行性。
2024-07-03 hep-ph
Generalized Chiral $U(1)_{B-L}$ with Inelastic Scalar Dark Matter for the LZ 248 keV Event
Institute for Convergence of Basic Studies, Seoul National University of Science and Technology（首尔科学技术大学基础融合研究所）；Department of Physics, Indian Institute of Science Education and Research - Bhopal（印度科学教育与研究学院博帕尔分校物理系）
针对LZ 248 keV事件，提出广义手征U(1)_{B-L}框架下的非弹性标量暗物质模型，通过质量劈裂和Z'介导的吸热散射解释高能核反冲，并确定满足遗迹丰度和实验约束的参数空间。
2026-09-11 hep-ex hep-ph
Dark Photon mediated Inelastic Dark Matter in Cosmology, Astrophysics and Colliders
Center for Quantum Spacetime, Sogang University（Sogang大学量子时空中心）；Department of Physics, Sogang University（Sogang大学物理系）
暗光子介导的非弹性暗物质研究，探讨其在宇宙学、天体物理学和对撞机中的现象学及实验探测。
2026-10-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological Constrained Axion-Portal Inelastic Dark Matter for the LZ Event
Tsinghua University（清华大学）；Peking University（北京大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Chengdu University of Technology（成都理工大学）
本研究提出一个受LZ事件启发的双态非弹性暗物质模型，通过类轴子粒子门户耦合，发现暗扇区宇宙学演化可动态选择直接探测中的非弹性散射主导方向，且模型可被对撞机直接探测。
2026-09-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Effect of inelastic scalar dark matter in hidden $U(1)$ scenario after the LZ nuclear recoil
Institute for Academic Innovation, Hokkaido University（北海道大学学术创新研究所）；Department of Physics, Hokkaido University（北海道大学物理系）；College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）
本研究在隐藏$U(1)_H$扩展标准模型中引入非弹性标量暗物质候选者，通过湮灭满足丰度并解释LZ实验高核反冲事件，给出暗光子质量相关的动力学混合界限，供未来实验检验。
2026-09-21 hep-ex hep-ph
Candidates for Inelastic Dark Matter
虽然我们还没有确定DAMA数据是否代表了新物理学的真正发现，但在这些解释中，非弹性暗物质（IDM）可以很好地匹配DAMA的能谱，同时不与其他直接探测搜索的结果相矛盾。在本文中，我们调查的一般属性，一个可行的IDM候选人必须有和搜索简单的模型，实现这些属性的自然方式。我们首先确定IDM参数空间的区域，允许直接检测搜索，包括DAMA，特别注意较大的IDM群众。我们观察到，一个非弹性的暗物质候选人与电弱相互作用可以自然地满足观测约束，同时产生正确的热遗迹丰度。我们评论其他几个建议的暗物质的DAMA信号的解释，并表明，提出的替代方案之一-弹性散射的暗物质关闭电子-是强烈不赞成时，调制和未调制的DAMA光谱数据考虑在内。然后，我们概述了IDM模型的一般基本特征，在该模型中，非弹性散射的核介导的大量规范玻色子的交换，并构建自然模型的上下文中的弯曲额外的维度和超对称性。
2009-08-17 hep-ph
Electromagnetic Signals of Inelastic Dark Matter Scattering
与标准模型热接触的亮暗扇区自然产生了观测到的遗迹暗物质丰度，并且是广泛的实验搜索计划的目标。一个关键的亮暗扇形模型是带有暗光子介质的伪狄拉克费米子。费米子激发态的动力学常被忽略。我们考虑的情况下，一个非平凡的丰富的激发态的产生和随后的去激发产生有趣的电磁信号在直接检测实验。我们研究了三种填充激发态的机制：一个原始的激发部分，一个组件在太阳上散射，和一个组件在地球上散射。我们发现，原始激发态的丰度分数一般在早期宇宙中消耗指数小的分数。尽管如此，在目前的暗物质搜索中，这种丰度可以产生可观察到的信号。具有热截面和更高的MeV级暗物质可以通过在太阳中激发后的向下散射来探测。地球中GeV级暗物质的向上散射可以在当前和即将进行的地面实验和X射线观测中产生信号。我们评论这些情况可能与最近XENON1T过剩有关。
2021-09-01 astro-ph.CO hep-ph
Mixing-suppressed inelastic dark matter: a minimal model for the LZ 248 keV event
KIAS（韩国高等科学研究院）；Harvard University（哈佛大学）
本文提出一个最小 Majorana 单态-双重态模型，通过混合抑制解释 LZ 248 keV 事件，并满足遗迹丰度与 IceCube 限制，同时给出规范起源与超对称嵌入。
2026-09-16 hep-ph
Cosmic-ray boosted inelastic dark matter from neutrino-emitting active galactic nuclei
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Harvard University（哈佛大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）
通过考虑活动星系核中宇宙线与暗物质的散射，计算来自NGC 1068和TXS 0506+056的宇宙线增强暗物质通量，并利用Super-K和XENONnT对轻质/非弹性暗物质模型给出新约束。
2026-05-25 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Light Thermal Inelastic Dark Matter with NA64
本文通过NA64实验的missing energy技术，对非弹性暗物质(iDM)和非弹性Dirac暗物质(i2DM)施加新约束，揭示了用于解释muon (g-2) anomaly的新参数空间，并推动了针对semi-visible particles的优化搜索项目发展。
2023-02-10 hep-ex hep-ph
Prospects for Discovering the Higgs-like Pseudo-Nambu-Goldstone Boson of the Classical Scale Symmetry
我们研究的预期达到的LHC和XENON 1 T实验的最小经典尺度不变的标准模型（SM），其中所有的质量尺度动态诱导的科尔曼-温伯格机制的扩展的参数空间的影响。在这个框架中，SM的内容是扩大了一个复杂的规范单重标量与标度不变和$CP$ -对称的潜力。受$CP$对称性保护的大质量赝标分量形成了一个可行的暗物质候选者，并且包括三种右手Majorana中微子以通过跷跷板机制解释SM中微子的非零质量。对参数空间的投影约束是通过应用ATLAS重希格斯粒子发现前景（在$\sqrt s = 14$ ~TeV时，$^{-1}$的积分亮度为300和3000~fb）来发现（近似）尺度对称的伪南布-戈德斯通玻色子，以及通过利用XENON 1 T直接探测实验的预期范围来发现伪标量暗物质候选者而产生的。这些未来实验的零信号发现意味着可以彻底探索模型参数空间的广阔区域;组合投影预计将SM和单重态扇区之间的混合限制在非常小的值，同时探测TeV尺度赝标量的热遗迹丰度作为宇宙中占主导地位的暗物质组分的可行性。此外，真空的稳定性和平凡性要求的框架，普朗克尺度的研究和可行的区域的参数空间被确定。在广泛的排除图中总结了结果，另外还结合了先前的理论和实验界限进行比较。
2015-12-30 hep-ex hep-ph
Dark Matter, Muon Anomalous Magnetic Moment and the XENON1T Excess
一个非常经济的情况下，只有三个额外的标量场超出标准模型被调用来解释μ子异常磁矩，必要的遗迹丰富的暗物质以及氙-1吨过剩通过非弹性向下散射的暗标量。
2021-01-17 hep-ph
