A fresh look at ALP searches in fixed target experiments
大量的高功率质子束可用或将在不久的将来上线。这为新的固定目标实验,特别是寻找新的物理学提供了令人兴奋的机会。在本说明中,我们将调查这些光束,并考虑其潜在的发现新的物理形式的轴子粒子,确定有前途的位置和设置。为了实现这一目标,我们提出了一个显着改进的计算生产轴子样粒子的质子在核上的相干散射,有效的较低ALP质量和/或束能量。我们还为这个过程提供了一个新的公开可用的工具:Alpaca Monte Carlo生成器。这将影响基于此过程的正在进行和计划的检索。
2019-05-20 hep-ex hep-ph
Direct and indirect searches for New Physics
本文综述了味物理对超对称模型的间接约束。我们特别研究了Bs -> mu+mu-和B -> K* mu+mu-的限制,强调新的LHCb结果。我们表明,这些罕见的过渡提供了有价值的信息,在寻找新的物理和补充的直接搜索。
2012-05-23 hep-ph
A review of indirect searches for particle dark matter
通过对光子、带电宇宙射线和中微子的观测,间接探测到了暗物质湮灭和衰变,这为确定宇宙中这个难以捉摸的组成部分的粒子性质提供了一种有希望的方法。在过去的十年里,观测数据集取得了实质性的进展,数值模拟也带来了新的见解,这些都首次对暗物质粒子模型进行了强有力的约束,并揭示了一些有趣的可能信号。本文介绍了间接检测方法,并概述了该领域的最新成果。
2016-03-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Overview: Collider, Direct and Indirect Detection Searches
对暗物质的直接、间接和对撞机搜索的互补性提高了我们对暗物质粒子性质的理解。我将回顾这些方法所依赖的基本概念,并强调它们在解释弱相互作用大质量粒子(WIMPs)结果时提供的最重要信息。随后,我回顾了一些最新的结果,强调了广义上的暗物质理论的含义,并指出了该领域的最新发展和前景。
2016-05-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect search for New Physics: complementarity to direct searches
我们提出了一个概述的直接搜索新的物理在LHC和间接约束的味道部门之间的相互作用,强调最近的LHCb结果的影响。与希格斯粒子搜索结果的互补性也将得到解决。我们展示了超对称性中几个具体例子的背景下,不同部门之间的相关性和互补性。
2013-10-09 hep-ph
A Fresh Approach to Forecasting in Astroparticle Physics and Dark Matter Searches
我们提出了一个工具箱的新技术和概念的有效预测的实验灵敏度。这些都适用于大范围的情况下(天体)粒子物理学,并基于Fisher信息形式主义。Fisher信息提供了一个问题的答案,什么是从给定的观察最大的可提取信息?它是许多科学分支中预测实验灵敏度的常用工具,但很少用于天体粒子物理学或粒子暗物质的搜索。在简要回顾了一般泊松似然的Fisher信息矩阵,我们提出了非常紧凑的表达式估计预期的排除和发现限制(等效计数法)。我们表明,通过与Monte Carlo结果的比较,他们仍然令人惊讶的准确,甚至深泊松制度。我们展示了如何相关的背景系统可以有效地占高斯随机场的基础上的治疗。最后,我们引入了Fisher信息流的新概念。它可以被认为是一个推广的常用的信噪比,同时占非本地属性和饱和效应的背景和仪器的不确定性。它是一个强大而灵活的工具,可以作为天体粒子物理学和粒子暗物质搜索的知情战略发展的核心概念。
2018-02-06 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Interplay of Direct and Indirect Searches for New Physics
我们报告最近的工作对撞机和味道物理学的相互作用,关于寻找物理超越标准模型。
2011-10-17 hep-ex hep-ph
Testing $ν$MSM with indirect searches
我们考虑中微子标准模型的最小扩展($ν$ MSM),它通过在亚电弱区引入三个无菌中微子就可以解释活跃的中微子振荡(通过跷跷板I型机制),宇宙的重子不对称性(通过振荡的轻子生成)和暗物质现象(keV尺度的无菌中微子振荡形成暗物质).我们估计了无菌中微子对各种轻子味和轻子数破坏过程的虚贡献。贡献太小,在探索$ν$ MSM时,间接搜索没有机会与直接测量竞争。
2015-08-10 hep-ph
Indirect Searches for Decaying Dark Matter
大量的观测结果表明存在一种不具有电磁相互作用的未知基本粒子,其中大量的粒子可能是在宇宙历史的早期阶段产生的。这种所谓的暗物质一直存在到今天,占宇宙目前能量预算的26%。构成暗物质的粒子是绝对稳定的,还是有一个有限但很长的寿命,这是一个悬而未决的问题,因为没有已知的一般原理保证完美的稳定性。在这篇文章中,我们审查的观测极限的暗物质粒子的质量在GeV-TeV的范围内使用的观测宇宙流的反物质,γ射线和中微子的寿命。我们还研究了一些理论上的动机的情况下,提供衰变的暗物质的候选人。
2013-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Indirect detection of long-lived particles in a rich dark sector with a dark vector portal
本研究构建含暗希格斯玻色子(长寿命粒子)和重质量暗物质的暗光子媒介子非最小暗区模型,发现新现象学特征可为多类暗物质相关探测提供互补手段,并指出非局域效应可能影响常规暗物质间接探测策略。
2023-12-05 astro-ph.CO hep-ph
The Quest for Supersymmetry: Early LHC Results versus Direct and Indirect Neutralino Dark Matter Searches
我们比较了大型强子对撞机(LHC)的超对称性搜索的第一个结果,对中性伴子暗物质敏感的实验的当前和近期性能。我们限制我们的研究,以特定切片的参数空间的约束最小超对称扩展到标准模型CMS和ATLAS排除限制已提交到目前为止。我们表明,在参数空间上,最轻的中性伴子拥有热遗迹丰度匹配的宇宙学观测推断的值。然后,我们计算率,并估计的性能,实验敏感的直接和间接的信号从中性伴子暗物质。我们认为,这是一个独特的时间点,在那里寻求超对称性-至少在其实际和简单的化身之一-正在经历一个密切的审查,从大型强子对撞机和暗物质搜索,这是协同和互补的。如果发现的时间最终解开,对撞机计划和直接和间接的暗物质搜索的当前性能正处于一个结合点,为突破标准模型的物理性质提供了独特的机会。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Introduction to the special issue of Modern Physics Letters A "Indirect dark matter searches"
宇宙学上的暗物质的性质在物理学中找到了超越基本粒子标准模型的解释。暗物质候选者的景观包含了各种各样的物种,要么难以捉摸,要么在直接的实验搜索中难以检测到。即使在这种情况下,当这样的搜索是可能的,他们的结果的解释意味着额外的信息来源,这提供了暗物质的间接影响。一些非平凡的探测性质的暗物质在目前的问题。
2014-11-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Complementarity of direct and indirect searches in the pMSSM
我们探索pMSSM参数空间的约束,从超对称性和单喷流搜索在大型强子对撞机,希格斯数据和味物理观测,以及从暗物质搜索。我们表明,虽然最简单的超对称性的情况下已经排除,仍然有许多可能性遗留在pMSSM。我们讨论了不同的搜索和一致性检查,这是必不可少的探测pMSSM之间的互补性,并将在不久的将来与下一轮的数据变得更加重要。
2014-11-08 hep-ph
Remnants of Galactic subhalos and their impact on indirect dark matter searches
在冷暗物质情景中预测大量存在的暗物质暗晕,应该会对粒子暗物质的搜索产生影响。最近的研究结果表明,这些对象在计算机模拟的潮汐中断是过于有效的,由于数值工件和分辨率的影响。考虑到这些结果,我们使用半分析技术重新估计了银河系的次晕丰度。特别是,我们发现,伽马射线和宇宙射线反质子的助推因子增加了大约2倍。
2019-09-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
The ZZ' kinetic mixing in the light of the recent direct and indirect dark matter searches
有几种结构,不论是否起源于弦,都产生了标准模型(SM)的阿贝尔规范延拓。即使SM的粒子在该额外的$U'(1)$下不带电,也不能避免在$U'(1)$和超电荷$U_Y(1)$之间存在动力学混合。在这项工作中,我们约束彻底这种动力学混合,考虑到最近的实验数据从加速器物理,直接检测和间接检测的暗物质。我们表明,该地区尊重WMAP和实验的限制,现在非常狭窄的极线,其中$M_{Z_D}\simeq 2 m_{DM}$,$Z_D$是规范玻色子与额外的$U'(1)$。
2011-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Simulated Milky Way analogues: implications for dark matter indirect searches
我们研究高分辨率的流体动力学模拟银河系类型的星系内获得的“演化和组装的银河系及其环境”(EAGLE)项目,并确定那些最好的满足观测约束银河系的总恒星质量,旋转曲线,和星系的形状。与根据其总维里质量选择的模拟星系相反,如此确定的银河系类似物在太阳圈内始终表现出非常相似的暗物质轮廓,因此能够更准确地预测间接暗物质搜索。我们发现,特别是高分辨率的模拟晕满足观测的限制表现出,在内部的几个千秒差距,暗物质配置文件比那些需要解释所谓的费米GeV过剩通过暗物质湮灭浅。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Indirect Searches for Dark Matter: a status review
我回顾了间接搜索暗物质的现状:我列出了近年来的主要相关实验结果,我讨论了兴奋和失望,他们的现象学解释几乎标准的湮灭暗物质带来了。然后,我试图个性化的主要方向已经出现了最近非常激烈的模型建设活动。顺便说一下,我列出了影响这种搜索的不确定性的主要来源。
2013-03-04 hep-ph
Status of Indirect (and Direct) Dark Matter searches
本文总结了暗物质的间接和直接搜索的现状,特别关注和批判性地看待前者。本文是特别报告员在荷兰海牙举行的第34届国际宇宙射线大会(红十字国际委员会,2015年)上的演讲的总结。
2015-12-21 astro-ph.HE hep-ph
Separating astrophysical sources from indirect dark matter signals
对暗物质湮灭和衰变产物的间接搜索面临着在不确定的背景下识别不确定和次显性信号的挑战。解决这个问题的两种有价值的方法是(1)使用利用信号和背景的能量谱和角分布中的不同特征的分析方法,以及(2)背景的更准确表征,其允许更鲁棒地识别可能的信号。这两种方法是互补的,如果一起使用,可以大大加强。我回顾了使用两个有前途的目标,内星系和各向同性伽马射线背景的伽马射线间接搜索的状态。对于这两个目标,背景属性的不确定性是间接搜索灵敏度的主要限制。然后,我强调的方法,可以提高使用这些目标的间接搜索的灵敏度。
2014-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Status of indirect searches for New Physics with heavy flavour decays after the initial LHC run
我们提出了一个状态报告的间接搜索新物理学的重味衰变。特别注意的是最近的实验结果,在B和魅力物理所获得的LHC实验。这些结果对物理学超越标准模型的影响进行了讨论,在一般条款和通过几个具体的例子。
2014-04-28 hep-ex 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
Indirect tests of the Randall-Sundrum model
我提出的兰德尔Sundrum模型的间接搜索,特别是选择味道观测和希格斯粒子相关的对撞机搜索的现象学影响。我审查的相互作用的约束,从CP破坏的味道物理,可能的影响,在罕见的衰变,和模型特定的保护机制。希格斯粒子与费米子耦合的偏差,以及在单圈时与胶子耦合的偏差出乎意料地强烈,导致希格斯粒子搜索的强烈修改。
2011-03-21 hep-ph
Indirect Searches For Dark Matter: Signals, Hints and Otherwise
在2007年的超对称性会议上,我被要求回顾一下间接寻找暗物质的主题。作为演讲的一部分,我总结了几个被解释为暗物质湮灭产物的观察结果。在我对会议的贡献中,我决定集中讨论我演讲的这一方面。特别是,我将讨论的宇宙正电子谱测量的热,511 keV的发射从银河系隆起测量的积分,银河系和河外伽玛射线谱测量的EGRET,和微波过剩从银河系中心观测到的。
2007-10-10 astro-ph hep-ph
Indirect Searches for Kaluza-Klein Dark Matter
在这次演讲中,我们讨论了利用中微子望远镜和宇宙正电子实验间接探测卡鲁扎-克莱因暗物质的可能性。我们发现,未来更大规模的中微子望远镜,如IceCube,以及未来能够测量宇宙正电子谱的实验,如PAMELA和AMS-02,将对这种情况非常敏感。目前来自HEAT实验的数据也可以用星系晕中卡鲁扎-克莱因暗物质的存在来解释。
2004-09-23 astro-ph hep-ph
Indirect Searches for Dark Photon-Photon Tridents in Celestial Objects
Stockholm University(斯德哥尔摩大学);The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics(奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心);Institute of Physics, Academia Sinica(中央研究院物理研究所);Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine(加州大学欧文分校物理与天文学系)
该研究通过建模暗物质经U(1)规范对称湮灭产生暗光子再衰变为三光子的间接探测信号,利用天体γ射线探测对暗物质-重子散射截面施加了优于部分直接探测的强约束,部分情形可穿透中微子雾区。
2026-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect searches for dark matter bound state formation and level transitions
对暗物质(DM)的间接搜索通常应用于DM湮灭或衰变的产物。然而,如果DM耦合到轻力载流子,它可以通过能量耗散被捕获到束缚态,这可能会产生可检测的信号。我们将间接搜索扩展到DM束缚态的形成和束缚能级之间的跃迁,并限制不稳定暗光子的发射。我们的研究结果显着细化预测的信号通量,可以在实验中观察到。作为一个具体的例子,我们使用费米-LAT矮椭球观测获得的暗光子的质量和能量,我们用来寻找稳定或不稳定的束缚态的形成方面的约束。
2020-08-05 astro-ph.HE hep-ph
TASI Lectures on Indirect Detection of Dark Matter
这些讲座,在TASI 2016年提出:在粒子物理学的下一个发现,提供了一些间接暗物质搜索的关键方法和工具的介绍。涵盖的主题包括估计暗物质信号,热冻结和相关的情况下,潜在的影响,暗物质湮灭对早期宇宙,模拟光子信号从湮灭或衰变,并简要和定性介绍宇宙射线的扩散传播。注释的后半部分给出了关于选定实验搜索的状态报告(大约2016年夏天),产生的约束和一些潜在的信号候选者。这些笔记旨在为研究生提供间接暗物质搜索的介绍,重点是信封背面的估计和有用的概念,而不是详细的定量计算。
2017-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Majorana Dark Matter with a Coloured Mediator: Collider vs Direct and Indirect Searches
我们调查的签名在大型强子对撞机的一个极小模型,其中的暗物质粒子是一个马约拉纳费米子耦合到标准模型通过一个或几个有色介质。我们强调的重要性,通过交换的t通道中的暗物质粒子的彩色标量的生产通道,并执行专门的分析搜索喷气机和丢失的能量,这个模型。我们发现,碰撞机的约束是非常有竞争力的直接检测相比,甚至可以在很宽的参数范围内相当强。我们还讨论了互补性与搜索的光谱特征在伽马射线望远镜和评论的可能性,几个有色介质,这是进一步限制的味道观测。
2014-03-18 hep-ph
TASI Lectures on Indirect Searches For Dark Matter
在这些讲座中,我描述了各种努力,以确定或限制的身份暗物质通过检测这些粒子的湮灭或衰变产物,或其影响。在回顾了间接搜索的动机之后,我讨论了我们从伽马射线、宇宙射线和中微子的观测以及宇宙微波背景中了解到的关于暗物质的信息。诸如此类的测量已经被用来显著地限制大范围的热遗迹暗物质候选者,特别是那些质量低于几百GeV的暗物质。我还讨论了一些异常和过剩,已被解释为可能的信号的暗物质,包括银河系中心伽马射线过剩,宇宙射线反质子过剩,宇宙射线正电子过剩,和3.5千电子伏线。这些讲座最初是作为2018年理论高级研究所(TASI)暑期学校“数据时代的理论”的一部分。虽然打算为先进的研究生,这些讲座可能是有用的物理学家,天体物理学家和天文学家谁希望得到一个概述的间接搜索暗物质的现状广泛。
2018-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Indirect searches of dark matter
如果暗物质衰变或湮灭为电子和正电子,它会影响辐射和宇宙射线背景。我们回顾了一个新的,更一般的分析衰减暗物质模型的约束,通过引入响应函数的基础上,目前的无线电,伽马射线和正电子观测。通过要求响应函数与小于衰变寿命(10^{26}s)和质量(100 GeV)的乘积的电子和正电子的实际衰变谱的卷积,可以简单地获得约束。响应函数只依赖于传播模型等天体物理输入,而不依赖于微观衰变情景。此外,全天空无线电发射的各向异性分析,以确定河外暗物质湮灭。本文讨论了从暗物质湮灭到正负电子对的宇宙学同步辐射的角功率谱,并将它们与天体物理背景和银河系前景进行了比较。我们发现,在GHz左右的频率和在200 <l <3000的范围内的无线电通量的角功率谱打开了一个最佳的窗口,从共同的天体物理背景解开的暗物质信号。
2011-09-12 astro-ph.CO hep-ph
Fits to the Fermi-LAT GeV excess with RH sneutrino dark matter: implications for direct and indirect dark matter searches and the LHC
我们表明,右手(RH)sneutrino在NMSSM可以解释所观察到的过剩的费米-LAT光谱的伽马射线从银河系中心,同时满足所有目前的实验约束从大型强子对撞机以及从直接和间接的暗物质搜索。我们探索了这种情况下的参数空间,计算了每个唯象可行解的伽马射线谱,然后对多余的部分进行了卡方拟合。与以往的研究模型独立的解释的基础上,我们已经考虑到了完整的湮没谱,而不假设纯湮没通道。此外,我们还纳入了直接探测实验的限制,大型强子对撞机的界限,也从费米-LAT矮球状星系(dSphs)和伽马射线谱线的约束。此外,我们还估计了最新Fermi-LAT再处理数据的影响(第8遍)。在一般情况下,我们获得良好的拟合GCE时,RH sneutrino湮灭主要成成对的轻单态类标量或赝标量希格斯玻色子玻色子,随后在飞行中衰变,产生四体最终状态和光谱特征,提高了拟合的好大的能量。最佳拟合值(chi ^2 =20.8)对应于一个质量为64 GeV的RH超中微子,它优先湮灭为一对轻的类单态赝标希格斯玻色子玻色子(质量约为60 GeV)。此外,我们还分析了其他渠道,也提供了很好的适合过剩。最后,我们讨论了直接和间接检测搜索的影响,特别注意在不久的将来费米-LAT分析中可能出现的伽马射线光谱特征,以及在大型强子对撞机的SM-希格斯属性的偏差。值得注意的是,许多适合GCE的场景也可以通过这些其他补充技术进行探测。
2015-07-31 astro-ph.CO hep-ph
Impact of cosmic-ray physics on dark matter indirect searches
对弥漫在宇宙中的难以捉摸的暗物质(DM)的探索(以及在天文尺度上对超越标准模型的物理学特征的探索)为高能天体物理学界提供了一个独特的机会和严峻的挑战。特别是,所谓的DM间接搜索-主要集中在一类理论上动机良好的DM候选者,如弱相互作用的大质量粒子-受到宇宙辐射的复杂天体物理背景的影响。对这一背景的理解和建模需要深入理解一个复杂的经典等离子体物理问题,即在特殊的天体物理环境中加速的高能带电粒子与银河系星际介质中的磁流体动力学湍流之间的相互作用。在这篇评论中,我们强调了几个方面,这令人兴奋的相互作用之间的最新索赔DM湮灭/衰变签名从天空和银河宇宙射线研究领域。我们的目的是进一步激发关于可行的天体物理学解释的辩论,讨论可能的方向,这将有助于打破简并模式在解释当前的数据。我们最终的目标是强调如何深入了解CR运输的物理,因此需要解决DM间接搜索程序在目前和未来几年。
2018-02-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Experimental status of particle and astroparticle searches for supersymmetry
概述了超对称搜索,包括对撞机实验,直接和间接搜索超对称暗物质。本文回顾了最近的LHC实验结果,并报道了B介子衰变的限制。最新的直接和间接搜索的超对称性的影响进行了深入的讨论。重点是各种探针的互补性-粒子和天体物理-约束超对称性。
2013-04-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Direct and Indirect Searches for Top-Higgs FCNC Couplings
大的顶夸克味道通过中性流的变化是标准模型的许多扩展所期望的。直接和间接地研究了顶夸克衰变为上夸克(up,charm)和希格斯玻色子的变味中性流(FCNC)。我们通过过程e $^-$ e $^+ \rightarrow t (\rightarrow \ell ν_{\ell} b) \,\, \bar{t} (\rightarrow q H)$(其中$\ell$ = e,$μ$和$q$反映了上夸克和粲夸克)来探讨top-Higgs FCNC耦合的可观测性.结果表明,在$95\%$ C. L.处,分支比$Br(t\rightarrow qH)$可下探到$1.12\times 10^{-3}$。质心能量为500 GeV,积分光度为3000 fb $^{-1}$。我们还更新的限制顶部的Higgs FCNC耦合使用的电弱精密观测量相关的$Z\rightarrow c\bar{c}$衰变。
2016-01-13 hep-ph
Indirect Searches for $Z'$-like Resonances at the LHC
我们探讨间接观察$Z'$类粒子的影响与电弱强度耦合在Drell-Yan通道在大型强子对撞机与以上的共振直接搜索达到的质量的可能性。我们发现,主要是由于统计的限制,这是不太可能在几乎所有类别的模型独立的自旋的共振。不出意料,这个普遍结果的一个可能例外是发生在某些额外维度模型中的光子和$Z$的简并卡鲁扎-克莱因(KK)激发的情况。在这种特殊情况下,与谐振质量以下的标准模型(SM)交换的强相消干涉导致对截面的众所周知的显著抑制,并且因此增加了对这种特定的新物理场景的灵敏度。
2009-08-03 hep-ph
Radio-Frequency Searches for Dark Matter in Dwarf Galaxies
矮球状星系长期以来一直被认为是间接寻找暗物质的最佳目标。然而,大多数此类研究都是使用伽马射线仪器进行的。在这篇综述中,我们讨论了最近的进展,已在无线电为基础的间接暗物质搜索。我们看看现有的工作在这个主题和讨论的未来前景,激励继续在这个新发展的领域,承诺成为,在即将到来的平方公里阵列,一个突出的组成部分,寻找暗物质的工作。
2020-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Status and perspectives of indirect and direct dark matter searches
在这篇评论文章的粒子暗物质的现状进行了处理。我们讨论的主要理论扩展的标准模型,允许解释暗物质(尚未发现)基本粒子。然后,我们讨论了粒子暗物质的搜索的理论预测:直接检测在低背景的地下实验和间接检测中微子,γ射线和反物质的地面和空间探测器。注意力也将放在讨论的不确定性,主要是天体物理学的起源,影响理论预测。这些搜索对标准模型的扩展所施加的约束将被简要地讨论。
2006-12-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Combining the data of annual modulation effect in WIMP direct detection with measurements of WIMP indirect searches
在以前的论文中,我们表明,DAMA/NaI实验的数据的WIMP直接检测,这表明一个可能的年度调制效应,是广泛兼容的解释方面的遗迹中性伴子作为宇宙中的暗物质的主要组成部分。在本说明中,我们讨论了相关的超对称中性伴子配置的可探测性的间接寻找遗迹粒子的两个最有前途的方法:测量宇宙射线反质子和测量中微子通量从地球和太阳。
1998-09-02 astro-ph hep-ph
Status, Challenges and Directions in Indirect Dark Matter Searches
对暗物质的间接搜索是基于检测光子、中微子或宇宙射线的异常通量,这些光子、中微子或宇宙射线是在暗物质候选者的湮灭或衰变中产生的,这些暗物质候选者在重力作用下积累在重宇宙学物体中,如星系、太阳或地球。此外,暗物质的证据也可以被理解为间接的,可以从早期的宇宙探测中获得,如宇宙微波背景温度的波动,轻元素的原始丰度或氢21厘米线。探测这些不同特征所需的技术需要非常不同类型的探测器:空气簇射阵列、伽马射线和X射线望远镜、切伦科夫望远镜、中微子望远镜、射电望远镜或气球或卫星上的粒子探测器。虽然这些探测器中的许多最初并不打算搜索暗物质,但它们已被证明是直接搜索工作的独特补充工具。在这篇综述中,我们总结了间接搜索暗物质的现状,也提到了这些技术遇到的挑战和局限性。
2020-10-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Indirect bounds on heavy scalar masses of the two-Higgs-doublet model in light of recent Higgs boson searches
我们利用最近的希格斯玻色子玻色子搜索结果,从电弱精确数据和双Higgs模型中的微扰么正性和真空稳定性等理论约束出发,研究了附加标量玻色子的质量上界.如果类标准模型的希格斯玻色子玻色子的质量相当重,并且超出了电弱精确数据所允许的范围,那么这种差异应该由额外的标量玻色子的贡献来补偿。我们表明,额外的标量玻色子的质量的上限约为2 $(1)$ TeV的标准模型类希格斯玻色子的质量为240 $(500)$ GeV。
2011-08-16 hep-ph
General Analysis of Antideuteron Searches for Dark Matter
低能宇宙线反氘核为间接探测暗物质提供了一个独特的低本底通道。我们计算了不同标准模型末态下暗物质强子湮灭产生的反氘核的宇宙射线通量,并确定了未来两个实验(AMS-02和GAPS)的质量范围,这两个实验旨在大大提高反氘核探测的灵敏度。我们认为一般模型的标量,费米子,和大量的矢量玻色子作为热暗物质,描述其相关的直接和间接检测的基本特征,并讨论了直接检测的影响边界模型的暗物质作为一个热遗迹。我们还考虑特定的暗物质候选人,并评估其通过强子湮灭通道的反氘核检测的潜力。由于暗物质质量达到的GAPS实验可以远高于100 GeV,我们发现,反氘核可以是一个很好的间接检测通道的各种热遗迹电弱尺度暗物质候选人,即使直接检测率是高度抑制。
2010-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Indirect searches for New Physics via flavour observables
在低能量和高能量下对电弱和味观测量的精确测量,对于在高能对撞机上直接寻找新物理学是高度互补的。尽管希格斯玻色子在大型强子对撞机上被发现,标准模型也取得了巨大的成功,但仍有一些观测和理论问题有待解决。除了中微子振荡现象,标准模型也无法解释宇宙的重子不对称性,也没有提供一个可行的暗物质候选者。近年来,标准模型的预测和实验测量之间的许多偏差已经被确定;有趣的是,大多数都与轻子味密切相关。在这篇论文中,我们探讨了味物理的几个方面,重点是大质量中微子模型的唯象意义,以及几个标准模型的扩展,能够容纳当前的紧张局势上的带电轻子和几个$B$介子衰变观测异常磁矩。
2022-02-28 hep-ph
On the Relevance of Sharp Gamma-Ray Features for Indirect Dark Matter Searches
星系晕中暗物质粒子湮灭产生的伽马射线提供了一种间接探测暗物质的特别有希望的方法。在这里,我们证明了在接近暗物质粒子质量的能量处的明显光谱特征,这是大多数模型的通用预测,可以显着提高伽马射线望远镜对暗物质信号的灵敏度。我们推导出这些功能(包括传统上寻找线信号)的投影限制,并表明它们可以更有效地约束暗物质的性质比模型独立的宽光谱功能预期在较低的能量。
2011-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Searches for Secluded Dark Matter
暗物质是粒子物理学和宇宙学中最重要的开放性问题之一。弱相互作用大质量粒子(WIMPs)似乎是一个有吸引力的解决方案,提供了正确的遗物密度在电弱尺度的横截面,然而,没有WIMP信号被观察到,直到现在。隐蔽模型是标准模型的良好替代品。在这种情况下,暗物质不是直接湮灭为标准模型(SM)粒子,而是湮灭为介质,介质随后衰变为SM粒子。通过这种方式,隔离模型可以避免直接搜索的严格限制,同时可以通过间接检测实验进行探索。受到在几个模型构建努力中出现的隐蔽暗物质的启发,在这次演讲中,我们将介绍几种伽马射线仪器的灵敏度(当前和前景),包括费米LAT,H.E.S.S.,CTA和SWGO,隐蔽的暗物质湮灭的内星系晕,并在矮球状星系,涵盖了广泛的暗物质质量,从几十个GeV到数百TeV。
2021-09-30 hep-ph
One loop effects of natural SUSY in indirect searches for SUSY particles at the ILC
通过对Higgs质量、$b$ -夸克的稀有衰变模、μ子$g-2$、暗物质丰度的实验结果以及对较轻停子(即,顶夸克的超对称伙伴之一)。我们给出了在MSSM参数可能范围内的基准点上计算ILC产生$τ^+ τ^-$、$b \overline{b}$、$t \overline{t}$和$Z h$过程中超对称粒子单圈效应的数值结果。
2017-05-24 hep-ph
Light Neutralino Dark Matter: Direct/Indirect Detection and Collider Searches
在次极小超对称标准模型(NMSSM)框架下,研究了质量小于40 GeV的冷暗物质候选者中性伴子--锂离子超对称粒子(LSP).我们发现,与目前的对撞机限制LEP,Tevatron和LHC,有三种类型的轻DM解决方案符合直接/间接的搜索以及遗迹丰度的考虑:(i)A1,H1-漏斗,(ii)stau coannihilation和(iii)sbottom coannihilation。类型-(i)可以发生在任何理论中,其中轻标量(或伪标量)接近LSP对阈值;而类型-(ii)和(iii)也可以发生在最小超对称标准模型(MSSM)的框架中。我们提出了一个全面的研究,这些解决方案的性质,并指出其直接相关的地下直接探测,如superCDMS和LUX/LZ的实验,和天体物理的间接搜索,如费米-LAT。我们还发现类SM的希格斯玻色子玻色子的衰变可能会被适当地修改,新的衰变通道的轻超对称粒子可能是相当大的。新的光CP偶和CP奇希格斯玻色子玻色子将衰变为一对LSP以及其他可观测的终态,从而在对撞机上产生有趣的新希格斯现象。对于轻sfermion搜索,信号将是非常具有挑战性的观察在大型强子对撞机给定的当前界限。然而,一个高能量和高亮度的轻子对撞机,如ILC,将能够通过搜索具有大的丢失能量加上带电轨道或位移顶点的事件来完全覆盖这些场景。
2014-08-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Closing in on Supersymmetric Electroweak Baryogenesis with Dark Matter Searches and the Large Hadron Collider
我们研究了最近的直接和间接搜索粒子暗物质的超对称模型与共振中性伴子或电荷驱动的电弱重子(EWB)和重sfermions的影响。我们在由高吉诺和希格西诺质量参数定义的平面上勾勒出成功的EWB区域,并计算了被暗物质搜索结果排除的那些平面的部分,以及即将被当前和未来实验探测的区域。我们的结论是,暗物质搜索鲁棒排除了一个像葡萄酒的最轻的超对称粒子在成功的EWB地区。类比诺暗物质仍然是一种可能性,尽管在目前的直接和间接探测实验的灵敏度上会有适度的提高。我们还计算了电荷伴子和中性伴子对在大型强子对撞机的总生产截面,与质心的能量为7和14 TeV。
2011-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Collider Bounds on Indirect Dark Matter Searches: The $WW$ Final State
我们描述了一个有效的理论之间的相互作用对暗物质粒子(表示为$χ$)和对$W$玻色子。这样的相互作用可以容纳$χ\barχ\rightarrow WW$过程,这是间接暗物质实验的主要焦点,以及$pp \rightarrow W\rightarrow Wχ\barχ$过程,这将预测在大型强子对撞机的$W$ +MET最终状态的过度。我们重新解释了ATLAS $W$ +MET分析的强子模式和翻译的间接检测信号的空间的界限。我们还通过过程$W\rightarrow WG$和过程$Z\rightarrow ZG$重新解释了$W$ +MET分析,其中$G$是不可见的。最后,用$W'$模型解释了最终态,其中$W'\rightarrow WZ$,其中$W$衰变为强子,$Z$衰变为中微子.
2014-03-26 hep-ex hep-ph
Complementarity of direct dark matter detection and indirect detection through gamma-rays
我们表明,通过使用一个广泛的样本作为模板的可行的超对称模型,通过伽马射线的间接检测暗物质可能有很大的潜力,用于识别的性质暗物质。对于那些给出的暗物质-核子散射截面太弱而无法通过目前和计划中的直接探测实验进行探测的模型来说,情况尤其如此。此外,质量比例太高而无法在CERN的LHC加速器上访问的模型可能会出现在下一代成像切伦科夫望远镜阵列中。基于我们的研究结果,我们建议将间接搜索视为真正的粒子物理实验,补充其他策略来探测参数空间中迄今未知的区域,例如超对称模型,并提出一种新的方法,该方法将利用专用于暗物质搜索的望远镜。作为一个具体的例子,这种方法的潜力,我们认为一个阵列的成像空气切伦科夫望远镜,暗物质阵列(DMA),并表明,这样的实验可以扩展目前的限制了几个数量级,达到一个大类的模型,将保持在直接检测实验和搜索在大型强子对撞机未被发现。此外,在参数空间的相当大的一部分,来自不止一种类型的暗物质探测实验的信号将是可能的,为了识别暗物质候选者,这可能最终是必要的。
2011-02-23 astro-ph.CO hep-ph
Indirect searches for sterile neutrinos at a high-luminosity Z-factory
未来的高亮度$Z$ -工厂有可能调查轻子味破坏。像$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$这样的稀有衰变可以补充轻子味破坏的低能(高强度)观测值。这里我们考虑标准模型的两个扩展,它们在粒子内容中加入一个或多个无菌中微子。我们解决轻子味违反$Z$衰变的不育费米子的影响,专注于潜在的搜索在FCC-EE(TLEP),并考虑到实验和观测的限制。我们证明了在FCC-ee的范围内,不育中微子可以对BR($Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$)产生贡献,并讨论了高光度$Z$工厂和低能带电轻子味违反设施之间的互补性.
2015-10-09 hep-ph
Pre-LHC SUSY Searches: an Overview
我们讨论的前景搜索的低能超对称性的时间间隔分离我们从大型强子对撞机的出现。在这段时间内,“间接”搜索可能会发挥非常重要的作用。我们指的是在变味中性流和CP违反现象的超对称性的表现,并在暗物质的搜索最轻的超对称粒子的信号。在演讲的第一部分中,我们批判性地回顾了最小超对称模型的现状,讨论了在LHC开始之前直接和间接超对称搜索的机会。在第二部分中,我们指出我们认为是最有希望的理由,偏离标准模型预测可能标志着新物理的存在,可能是超对称性质。我们认为,经常调用的互补性的直接和间接搜索的低能量超对称性变得更加真实的前LHC时代。
1998-07-07 hep-ph
Indirect searches for sterile neutrinos at a high-luminosity Z-factory
未来的高亮度$Z$工厂将提供研究罕见的$Z$衰变的可能性,因为那些导致轻子味违反末态。像$Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$这样的过程可能是对轻子味破坏的低能(高强度)可观测量的补充。在这项工作中,我们解决的影响,新的不育费米子轻子味违反$Z$衰变,专注于潜在的搜索在FCC-ee(TLEP),并考虑到实验和观测的约束条件下的不育状态。我们考虑一个最小的扩展标准模型的一个不育费米子状态,和两个动机良好的中微子质量产生的框架,逆跷跷板嵌入到标准模型,和$ν$ MSM。我们的研究表明,在FCC-ee附近,无菌中微子可以对BR($Z \to \ell_1^\mp \ell_2^\pm$)产生贡献,并讨论了高光度$Z$工厂与低能带电轻子味违反设施之间的互补性.
2014-12-19 hep-ph
Gamma-ray triangles: a possible signature of asymmetric dark matter in indirect searches
本文介绍了一种新的γ射线谱特征,我们称之为γ射线三角形。这种光谱特征出现在暗物质通过手征相互作用自我湮灭成两个狄拉克费米子,随后在飞行中衰变成另一个费米子和一个光子的情况下。由此产生的光子光谱类似于一个尖锐的三角形,可以很容易地在伽马射线天空中寻找。使用Fermi-LAT和HESS的数据仪器,我们没有发现这样的光谱特征的证据,因此设置相应的湮没截面强上限。产生伽马射线三角形的一个具体实现方案包括一个不对称的暗物质模型,其中暗物质粒子携带轻子数。我们明确地表明,这类模型可以导致强烈的伽马射线光谱特征,可能在即将到来的伽马射线望远镜的范围内,打开一个新的窗口,通过间接搜索探索非对称暗物质。
2016-11-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Confronting Recent Results from Selected Direct and Indirect Dark Matter Searches and the Higgs Boson with Supersymmetric Models with Non-universal Gaugino Masses
本文研究了一类具有非普适规范子质量的超对称模型,它是由SU(5)单重态和非单重态表象的混合,即\textbf{1},\textbf{24},\textbf{75}和\textbf{200}的组合产生的.基于这些模型,我们计算预期的暗物质签名内的线性组合\textbf{1} $\oplus$ \textbf{24} $\oplus$ \textbf{75} $\oplus$ \textbf{200}。我们面对的模型预测与检测到的玻色子,以及目前的实验限制,从选定的间接和直接的暗物质搜索实验ANTARES各自的冰立方和氙。我们评论的检测/排除能力的未来氙1 t项目。对于所研究的参数跨度,我们无法找到满足希格斯质量和残余密度约束的SU(5)单态模型。相反,允许\textbf{1} $\oplus$ \textbf{24} $\oplus$ \textbf{75} $\oplus$ \textbf{200}的混合能够实现满足这些约束的多个模型。
2013-06-05 hep-ph