Direct and Indirect searches for DM-electron interactions in sub-GeV DM models
Laboratoire de Physique Théorique et Hautes Énergies (LPTHE) \ https://ror.org/02mph9k76 , CNRS \& Sorbonne Université, 4 Place Jussieu, Paris, France；Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE) \ https://ror.org/01hg8p552 , Sorbonne Université, Université de Paris, CNRS-IN2P3, 4 Place Jussieu, Paris, France
该研究分析亚GeV暗物质的直接与间接探测互补性，发现DAMIC-M与间接探测在矢量门户模型中互补性最佳，间接探测还可约束直接探测无法触及的中微子本底以下参数空间。
2026-09-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lines and Boxes: Unmasking Dynamical Dark Matter through Correlations in the MeV Gamma-Ray Spectrum
在间接探测实验中识别暗物质的特征通常对于涉及非最小暗扇区（如动态暗物质（DDM））的场景比涉及单个暗粒子的场景更具挑战性。这个额外的困难是因为总的暗物质丰度在不同质量的不同组成粒子的集合中的分配往往会“涂抹”光子和其他宇宙射线粒子的注入光谱，这些粒子是通过暗物质湮灭或衰变产生的。因此，暗区在这些宇宙射线通量谱上的印记通常采取连续特征的形式，而不是尖锐的峰或线。然而，在本文中，我们确定了一个明确的签名，非最小的黑暗部门，如DDM，可以克服这些问题，并有可能被观察到在兆电子伏范围内的伽马射线望远镜。我们讨论了这种签名可能出现的具体情况，并证明了这种签名可以被利用，以显着提高我们的能力，以解决独特的光谱特征的DDM和其他非最小的黑暗部门在未来的伽马射线设施。
2017-04-09 astro-ph.CO hep-ph
In Wino Veritas? Indirect Searches Shed Light on Neutralino Dark Matter
对伽马射线的间接探测约束（包括连续谱和谱线）已经对维诺暗物质设置了很强的约束。通过结合费米LAT和HESS的结果，我们表明：光非热温暗物质被强烈排除;热温暗物质是允许的，只有当银河系暗物质分布有一个显着的（>~0.4 kpc）的核心;和合理的NFW和Einasto分布的整个范围的温质量从100 GeV到3 TeV可以排除。轻的、非热的Wino暗物质的情况在具有衰减模量的场景中特别有趣，这些场景将宇宙重新加热到低温。通常，这种模型已经讨论了低再热温度，不远远高于几兆电子伏的BBN界限。我们表明，允许的维诺遗物密度的限制，推动这样的模型更高的再加热温度，因此更重的模量。即使对于一个由NFW剖面组成的扁平晕模型，其核心在1千秒差距内是恒定密度的，太阳附近的密度为0.3 GeV/cm ^3，对于150 GeV的Winos电流数据，再热温度也被限制在1.4 GeV以上。因此，对于维诺质量是引力子质量之下的一个环因子的模型，数据支持比引力子重一个数量级以上的模量。我们讨论了这个结果对超对称性状态的一些发人深省的影响。我们还评论了其他中性伴子暗物质的情况下，特别是混合双/希格西诺暗物质的情况。我们表明，在这种情况下，直接和间接搜索是互补的，并可能覆盖大部分的参数空间。
2013-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Synchrotron self-Compton process for constraining sub-GeV dark matter in Omega Centauri via SKA
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）；School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
通过SKA利用同步辐射自康普顿过程对omega人马座中子-GeV暗物质进行约束，提出新的间接探测方法并取得更严格的限制。
2026-08-13 astro-ph.CO hep-ph
Integral X-ray constraints on sub-GeV Dark Matter
轻暗物质（DM），这里定义为具有1 MeV和大约1 GeV之间的质量，是一个有趣的可能性在理论上和现象学上，在DM搜索领域的当前进展的前沿之一。通过伽马射线间接探测的挑战是缺乏MeV-GeV区域的实验。因此，我们从Integral望远镜获得的低能X射线数据，并将其与预测的DM通量进行比较。我们得到的界限是竞争力与现有的其他技术。至关重要的是，我们包括逆康普顿散射对银河系辐射场和CMB的贡献，这导致更强的约束比以前的研究DM质量超过20兆电子伏。
2022-07-05 astro-ph.CO hep-ph
Natural explanation for 21cm absorption signals via axion-induced cooling
EDGES合作组织报道了一个非常强的21厘米吸收特征，对应于第一颗恒星形成的时代，这可能间接地揭示了暗物质在这个时代的影响。我们证明，凭借调解冷却过程的能力，而在凝聚相，少量的轴子暗物质可以解释这些观测的范围内的标准模型的轴子和轴子样粒子。EDGES的最佳拟合结果有利于类轴子粒子的质量在（10，450）meV的范围内，这可以被压缩为QCD轴子（100，450）meV的微调的情况下。未来的实验和大规模调查，特别是国际轴子观测站（IAXO）和EUCLID，应该有能力直接测试这种情况。
2018-08-23 astro-ph.CO hep-ph
Towards a cosmological neutrino mass detection
未来的宇宙学测量应该能够通过中微子对宇宙膨胀率和物质聚集的影响来间接确定中微子质量的总和。我们认为引力透镜的宇宙微波背景各向异性和重子声学振荡的星系分布的前景，研究如何预测的不确定性$\approx15$ meV的中微子质量总和（4 $σ$检测的最小质量）可能会达到在未来十年。当前的1 $σ$不确定度为$\approx 103$ meV（普朗克-2015 +BAO-15），将通过即将进行的“第3阶段”CMB实验（S3+BAO-15：44 meV）、即将进行的BAO测量（S3+DESI：22 meV）和计划中的下一代“第4阶段”CMB实验（S4+DESI：15-19 meV，取决于角范围）得到改善。一个改进的光学深度测量是重要的：预计中微子质量的不确定性增加到$26$毫电子伏，如果S4被限制在$\ell>20$，并结合目前的大规模偏振数据。在$Λ$ CDM之外，包括曲率不确定性使S4+DESI的预测质量误差增加了$\approx$ 50%，并且使用双参数暗能量状态方程时误差增加了一倍以上。包括星系透镜效应在内的互补性低红移探测器将在区分大质量中微子和偏离$w=-1$平坦几何的中微子方面发挥作用。
2015-09-24 astro-ph.CO
Sommerfeld Enhancements for Thermal Relic Dark Matter
热遗迹暗物质的湮灭截面决定了其遗迹密度和间接探测信号。我们确定有多大的间接信号可能是在场景中与萨默托增强湮灭，受约束的暗物质有正确的遗物密度。这项工作完善了我们以前的分析，通过详细的治疗共振索末菲增强和索末菲增强冻结的效果。索末菲增强提出了许多有趣的问题，在冻结计算中，我们发现，截止的共振增强，力载体的平衡，动力学解耦的温度，和效率的自我相互作用，以保持热速度分布都发挥了作用。这些效应可能会产生惊人的后果;例如，对于共振增强的索末菲湮灭，暗物质冻结出来，但随后可能发生化学重新耦合，这意味着与天真的预期相反，间接信号受到高度抑制。在最小的情况下，与标准的天体物理学假设，并调整所有参数，以最大限度地提高信号，我们发现，力载体质量m_phi = 250 MeV和暗物质质量m_X = 0.1，0.3和1 TeV，最大索末菲增强因子S_eff = 7，30和90，分别。这样的提升太小，无法解释PAMELA和费米的过度。非极小模型可能需要较小的升压，但S_eff的界限也可能更严格，并且需要专门的冻结分析。具体来说，我们专注于4亩的最终状态，但我们也讨论了4 e和其他模式，偏离标准的天体物理假设和非最小粒子物理模型，我们概述了所需的步骤，以确定这些考虑可能会导致一个自洽的解释PAMELA或费米过剩。
2010-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Relic Abundance of Asymmetric Dark Matter
我们研究了早期宇宙中处于热平衡的非对称暗物质粒子的遗迹丰度。将对称暗物质的标准解析计算推广到非对称情形。我们计算所需的不对称性来解释观测到的暗物质遗迹丰度作为湮灭截面的函数。我们发现，引入不对称总是减少间接检测信号从WIMP湮灭，虽然它有一个更大的湮灭截面比对称的暗物质。这为构建MeV暗物质的现实模型开辟了新的可能性。
2011-06-26 astro-ph.CO 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
Limiting Light Dark Matter with Luminous Hadronic Loops
本文提出通过低能强子圈产生暗物质-光子有效耦合，使轻暗物质（低于100 MeV）可通过电子散射被探测，从而将暗物质-质子相互作用限制扩展到1 MeV以下。
2023-07-25 astro-ph.CO hep-ph
Intimate Relationship Between Sterile Neutrino Dark Matter and $ΔN_{\rm eff}$
自相互作用中微子假说是解决无菌中微子暗物质的起源和间接探测限制之间的紧张关系的很好的动机。它还可以导致从实验室到宇宙的许多可测试的信号。我们探讨了一个亚MeV质量的类Majoron标量介导的中微子自相互作用模型，并表明解释无菌中微子暗物质的残余密度意味着早期宇宙中额外辐射量的下限，特别是在CMB时期的$ΔN_{\rm eff}>0.12$。这一下限将进一步加强与改进的$X$射线搜索在雅典娜天文台。这种亲密关系将在即将到来的CMB-S4项目中得到明确的检验。
2022-05-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Laboratory limits on the annihilation or decay of dark matter particles
暗物质的间接检测的约束条件通常是从观测的天体-银河系中心，矮星系，M31等，在这里，我们建议，而不是寻找湮灭或衰变的暗物质粒子发生在探测器内搜索\emph{directly}的暗物质或在大型中微子实验。我们发现，从XENON 1 T和Borexino的数据设置限制的质量在千电子伏到几兆电子伏范围内的暗物质粒子的湮灭和衰变率。考虑了所有相关的终态：湮灭为$γγ$和$e^-e^+$，以及衰变为$γγ$、$γν$和$e^-e^+$。还计算了XENONNT、DARWIN、JUNO和THEIA的预期灵敏度。虽然弱于目前的天体物理界，实验室的限制（和预测）是免费的，从通常的天体物理学的不确定性与$J$ -因素和未知的背景，并因此可能提供一个互补的探测暗物质的属性。我们指出，目前和未来的（天文）粒子物理探测器也可能被用来设置类似的限制不同的衰变和暗物质质量超过几兆电子伏。
2021-10-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Forbidden dark matter assisted by first-order phase transition and associated gravitational waves
Indian Institute of Technology Goa（印度果阿理工学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度海得拉巴理工学院）
该研究提出一种通过一阶相变产生暗物质并产生引力波的模型，通过禁止通道抑制晚期湮灭，同时关联暗物质丰度与引力波信号。
2026-08-14 astro-ph.CO hep-ph
