Mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra annual modulation signal
DAMA/Libra实验最近证实了早期DAMA/NaI实验中获得的年度调制信号,为他们实际上探测到了暗物质提供了强有力的证据。我们研究的影响,这个实验的镜像暗物质候选人。我们表明,镜像暗物质成功地解释了最新的DAMA/天秤座数据,同时也与其他直接检测实验的零结果一致。
2009-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter implications of DAMA/LIBRA-phase2 results
最近,DAMA/LIBRA合作发布了他们在探测器中寻找暗物质(DM)散射的年度调制信号的最新结果。除了使DAMA/LIBRA数据集的曝光量大约增加一倍之外,实验的更新的光电倍增管允许与先前的2 keV电子当量阈值相比更低的1,keV电子当量的反冲能量阈值。我们研究了所观察到的调制信号与DM散射的兼容性。由于多重效应的共同作用,在低反冲能量下的新数据对于检验DM假设是非常有力的。我们发现,典型的(同位旋守恒)自旋无关的DM-核子相互作用不再是一个很好的适合所观察到的调制信号的标准晕模型。新的数据不支持典型的自旋无关的情况,最佳拟合点的DM质量为$\sim 8\,$ GeV,$5.2\,σ$不支持,或质量为$\sim 54\,$ GeV,$2.5\,σ$不支持。允许违反自旋独立的相互作用的同位旋,我们发现了一个很好的适合的数据与抑制有效耦合到碘DM质量的$\sim 10\,$ GeV的区域。我们还考虑了自旋相关的DM-核子相互作用,这对于$\sim 10\,$ GeV或$\sim 45\,$ GeV的类似DM质量产生了很好的拟合
2019-01-02 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the DAMA and CRESST experiments for mirror matter-type dark matter
如果把镜像物质与宇宙中的非重子暗物质等同起来,那么镜像原子可能是银河系暗物质晕的重要组成部分。镜像物质可以通过引力和光子-镜像光子动力学混合相互作用与普通物质相互作用-导致镜像带电粒子与具有有效电荷$εe$的普通光子耦合。这意味着镜像原子的原子核可以从普通原子的原子核上弹性散射,导致核反冲,这可以在现有的暗物质实验中检测到。我们表明,暗物质实验最敏感的这种类型的暗物质候选人(通过核反冲签名)是DAMA/NaI和CRESST/蓝宝石实验。此外,我们表明,DAMA/NaI实验获得的令人印象深刻的年度调制信号可以解释为镜像物质型暗物质的$|ε| \sim 4 \times 10^{-9}$和DAMA的绝对速率测量以及CRESST/蓝宝石数据的支持。这一$|ε|$值与从各种太阳系异常情况中获得的值一致,包括先驱者航天器异常、异常陨石事件和小行星爱神星上缺乏小陨石坑。它也与标准BBN一致。
2004-02-03 astro-ph hep-ph
Implications of the latest XENON100 and cosmic ray antiproton data for isospin violating dark matter
在同位旋破坏暗物质(IVDM)的情况下,允许暗物质(DM)与质子和中子的自旋无关耦合是不同的,这被认为是为了缓和DAMA、CoGeNT和XENON实验结果之间的紧张关系.在IVDM假设下,我们探讨了当前实验所支持和排除的DM-核子耦合的允许值。我们发现,最近更新的XENON 100结果排除了DAMA和CoGeNT之间的重叠信号区域的主要部分。IVDM的质量被限制在7.5-8 GeV附近的窄范围内。我们还表明,一些实验之间的可能的紧张关系,如DAMA和SIMPLE之间的不太可能受到同位旋破坏的相互作用。在一个有效的运营商的方法,我们调查保守的上限DM夸克耦合所需的IVDM方案从宇宙线的反质子通量测量最近由BESS-Polar II和PAMELA,并从遗迹密度。结果表明,DAMA和CoGeNT有利于相对较大的耦合被严格限制,如果运营商有助于速度无关的湮灭截面。对于热遗迹DM,遗迹密度的上界也可以是严格的。
2013-02-03 hep-ph
Unitarity and Monojet Bounds on Models for DAMA, CoGeNT, and CRESST-II
如果暗物质与夸克或胶子相互作用,这些相互作用的中介要么可以在大型强子对撞机上直接接触到,要么太重,以至于它的影响被编码在接触算符中。我们发现,在大型强子对撞机的接触算子描述的自洽性意味着边界上的调解人规模强于失踪的能量搜索。这转化为自旋无关的弹性散射截面,其水平小于10^-41 cm ^2,这直接影响到DAMA、CoGeNT和CRESST-II异常。然后,我们仔细探讨了单喷流搜索的潜力,在光介质限制,专注于任意耦合到夸克和暗物质的Z'模型。我们发现,Tevatron数据目前提供了最严格的界限暗物质和Z'质量低于100 GeV,这些搜索可以约束模型的DAMA,CoGeNT,和CRESST-II异常,只有当介质可以衰变到一对暗物质粒子。
2012-03-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Implications of W-boson mass anomaly for atomic parity violation
我们考虑了最近测量的W玻色子质量$M_W$ [Science 376,170(2022)]对原子宇称破坏实验的影响。我们表明,$M_W$的变化将标准模型对${}^{133}$ Cs核弱电荷的预测转移到了$Q_W({}^{133}{\rm Cs})=-72.85(6)$,即从其当前值转移了$5.5σ$。这使得现有的$Q_W({}^{133}{\rm Cs})$的实验结果与标准模型基本一致。使用我们对$Q_W({}^{133}{\rm Cs})$的修正值,我们重新调整了对标准模型之外的物理学的约束。
2022-05-03 hep-ph physics.atom-ph
Primordial He' abundance implied by the mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra signal
本文计算了在光子和镜像光子之间存在动力学混合的情况下,大爆炸核合成在镜像粒子扇区中产生的原初镜像氦He'的质量分数。我们探索宇宙学相关的动力学混合参数值,这也是目前探测的暗物质直接探测实验。特别是,我们发现,如DAMA/Libra和其他实验所建议的,对于\sim 10^{-9},产生了大的He'质量分数(Y_{He'} \approx 90%)。如此大的原初He'质量分数值对于直接探测实验的镜像暗物质解释以及镜像星形成和演化的研究具有重要意义。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Experimental implications of mirror matter-type dark matter
镜像物质类型的暗物质是一个暗物质候选者,特别是从高能物理动机。本文从教学角度回顾了其理论动机和实验证据,重点介绍了最近的正电子偶素实验、DAMA/NaI暗物质搜寻、异常陨石事件等的意义。
2003-09-11 astro-ph hep-ph
Atomic Dark Matter
我们提出暗物质主要由原子束缚态组成。我们建立了一个简单的模型,并绘制了导致早期宇宙形成氢类暗原子的参数空间。我们发现,原子暗物质有有趣的宇宙学的影响,以及直接检测:原晕的形成可以抑制$M_{proto} \sim 10^3 - 10^6 M_{\odot}$以下的弱尺度暗物质由于在黑暗的部门离子辐射相互作用。此外,弱尺度的暗原子可以容纳超精细分裂的顺序$100 \kev$,符合非弹性的暗物质的DAMA数据的解释,同时自然回避直接检测界限。
2009-09-03 astro-ph.CO hep-ph
A new twist on excited dark matter: implications for INTEGRAL, PAMELA/ATIC/PPB-BETS, DAMA
结果表明,如果存在一个质量为M0 ~ 500 GeV,M1 <~ M0 + 2 m e,且M2 = M1 + delta M >~ M0 + 2 m e的DM态chi_0,chi_1和chi_2的特殊谱,那么INTEGRAL/SPI观测到的511 keV γ射线过剩可以用银河系中心的暗物质(DM)激发来更强有力地解释.小质量分裂Δ M应<~ 100 keV。此外,我们需要至少两个新的规范玻色子(最好是三个),质量约为100 MeV。有了这个光谱,chi_1是稳定的,但可以激发chi_2的低速DM散射附近的银河系中心,这是萨默托增强的两个100兆电子伏的规范玻色子交换。激发态chi_2在第三规范玻色子的作用下衰变为chi_0和非相对论性的e+e-,第三规范玻色子与光子和Z混合。虽然这样一个小的100 keV分裂已被独立地提出来解释的DAMA年度调制通过非弹性DM机制,需要稳定的chi_1(因此seqestering它从标准模型)意味着我们的方案不能占的DAMA信号。然而,它可以通过银河系中的DM湮灭来解决PAMELA/ATIC正电子过剩的问题,并且它提供了相对于先前提出的模型在ATIC光谱中具有更清晰特征的可能性。这些数据与三种新的规范玻色子相一致,它们的耦合自然符合破缺的SU(2)规范理论,其中DM是SU(2)的三重态。我们提出了一个简单的模型,其中SU(2)被新的Higgs三重态…
2009-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Neutrinos from WIMP annihilation in the Sun : Implications of a self-consistent model of the Milky Way's dark matter halo
WIMP与质子的自旋无关(SI)和自旋相关(SD)弹性散射截面的上限,由太阳中WIMP湮灭的中微子通量的超神冈(S-K)上限所施加,以及它们与WIMP参数空间的“DAMA兼容”区域的兼容性,在该区域内,DAMA/LIBRA实验与其他直接探测实验的零结果是兼容的,在银河系有限尺寸暗物质(DM)晕的自洽模型的框架内进行了研究,该模型的参数由银河系旋转曲线数据拟合确定。我们发现,作为WIMP质量的函数的WIMP-质子弹性截面上的S-K隐含上限对各种WIMP湮灭通道的分支分数施加严格的限制。对于SI相互作用,如果WIMP主要湮灭为$\bbarb$ \和/或$\cbarc$,则S-K上限与WIMP参数空间的DAMA兼容区域一致,如果WIMP湮灭为$\tautau$和$ν\anu$分别发生在大于约10%和0.1%的水平,则DAMA兼容区域的部分可以被排除。对于SD相互作用,对可能的湮灭通道的限制要严格得多,如果考虑中的相对低质量($\sim$ 2 - 20 GeV)WIMP主要湮灭为$\bbarb$、\ $\cbarc$、\$\tautau$和$ν\anu$终态的任何混合,则基本上排除了WIMP参数空间的DAMA兼容区域。
2012-05-21 astro-ph.GA hep-ph
Atomic parity violation in cesium and implications for new physics
最近对铯的6S和7S态之间的原子宇称非守恒跃迁的高精度测量允许以1.3%的精度确定弱核电荷,提供了低能下标准模型的改进测试。新的物理学的影响进行检查的弱电荷的低能量的影响,特别是接触相互作用和标量leptoquark限制。进一步改进的前景进行了说明。
1997-06-26 hep-ph nucl-th
Effect of the galactic halo modeling on the DAMA/NaI annual modulation result: an extended analysis of the data for WIMPs with a purely spin-independent coupling
DAMA/NaI合作观察到了4西格玛CL在不同的模型依赖性假设下,研究了NaI(Tl)装置(总暴露量为57986 kg/天)计数率中的年度调制特征及其影响。在本文中,我们扩展了以前的分析之一,一个WIMP的情况下,一个纯粹的自旋无关的耦合,详细讨论的影响结果的不确定性的暗物质星系速度分布。我们研究了一个系统的方式可能偏离等温球模型,这是通常采用的参数化来描述晕。我们特别考虑修改所产生的各种物质密度分布,由于各向异性的速度色散张量和旋转的星系晕的影响。WIMP年度调制的假设,已经赞成在以前的分析中使用的等温球,确认在所有的调查方案,和不同的晕模型的影响上的确定允许的最大似然区域的WIMP质量和WIMP-核子截面的推导和讨论。
2002-06-17 astro-ph hep-ex hep-ph
Direct detection of WIMPs : Implications of a self-consistent truncated isothermal model of the Milky Way's dark matter halo
在基于无碰撞暗物质相空间分布函数“King模型”的银河系有限尺寸暗晕自洽截断等温模型的背景下,研究了直接探测暗物质的弱相互作用大质量粒子(WIMP)候选者的问题.我们的晕模型考虑到了由于观测到的可见物质的引力影响,以自洽的方式对晕的相空间结构进行了修改。晕模型的参数是通过拟合最近确定的银河系的圆形旋转曲线来确定的,该曲线延伸到$\sim$ 60 kpc。与通常用于分析WIMP直接探测实验结果的标准Halo模型(SHM)不同,在我们的模型中WIMP的速度分布是非麦克斯韦的,在最大速度处具有自洽的截止值。对于我们的晕圈模型,它提供了旋转曲线数据的最佳拟合,90% C.L.例如,根据CDMS-II实验的最新结果,在WIMP质量为$\sim$ 71 GeV时,WIMP-核子自旋无关截面的上限是$\sim 5.3\times10^{-8}\pb$。我们还发现,使用原来的2箱年度调制幅度数据的DAMA实验,存在一个范围内的小WIMP群众,通常为$\sim$ 2 - 16 GeV,在其中DAMA合作的声称年度调制信号据称是由于WIMP是兼容的空结果的其他实验。这些结果加强了低质量($\lsim 10\gev$)WIMP作为暗物质候选者的可能性,正如在SHM背景下进行的几项早期研究所表明的那样。更严格的分析,使用DAMA箱在较小的间隔应该能够更好地约束“DAMA区域”在我们的模型的上下文中的WIM…
2010-08-17 astro-ph.CO hep-ph
Atomic Size Dark Matter Pearls, Electron Signal
我们解释了观测到的暗物质的DAMA-LIBRA数据的季节性变化和观测到的“电子反冲”事件在氙1 T的暗物质模型。该DM是一种新型真空的气泡,其中包含在由畴壁的表面张力确保的高压下的普通原子物质。围绕着它的是几乎原子大小的电子云。我们还解释了矮星系等天文研究所提出的暗物质的自相互作用。屏蔽层中的相互作用使暗物质减慢到较低的终极速度。因此,地下探测器中的原子核没有被探测到。此外,我们解释了3.5千电子伏的“邪恶”X射线线来自我们的暗物质粒子相互碰撞,使表面/皮肤团结。即使是来自第谷超新星遗迹的3.5 keV X射线辐射也被解释为我们的珍珠击中了遗迹中的宇宙射线。DAMA-LIBRA和Xenon 1 T实验发现,我们的暗物质珍珠在屏蔽层或空气中停留时被激发。对我们这种模型最显著的支持是,这两个地下实验都看到了能量约为3.5 keV的事件,这只是X射线线的能量。对矮星系研究中观测到的自相互作用暗物质的质量比拟合截面进行了数值计算。此外,在屏蔽层中停止的暗物质珍珠的总能量与DAMA-LIBRA和Xenon 1 T的绝对观测率在数量级上合理匹配,尽管它们的比例需要进一步发展。如果接受真空的不同阶段可以在标准模型中实现,我们的整个方案也可以。暗物质不需要新的物理学!
2021-11-21 hep-ph
Dark Matter investigation by DAMA at Gran Sasso
银河系和更大尺度的实验观测和理论论证表明,宇宙的很大一部分是由暗物质粒子组成的。这激发了DAMA的实验努力,通过利用模型独立的签名和非常高的放射纯设置深地下,调查这种粒子在星系晕中的存在。几个介绍性的论点总结之前,提出了一个审查的DAMA/NaI和DAMA/LIBRA设置在格兰萨索国家实验室的INFN的本模型独立的积极的结果。与其他不同类型的结果的影响和模型依赖的比较将很快解决。文献中提出的一些论点将被驳倒。
2013-06-12 astro-ph.GA hep-ph
Atomic Size Pearls being Dark Matter giving Electron Signal
我们试图通过DAMA-LIBRA数据的季节性变化来解释暗物质的表面观测,以及通过相同的暗物质模型来解释氙1 T的“电子反冲”事件的观测,在氙1 T中,液体闪烁体被电子激发-超过预期的背景。在我们的模型中,暗物质是由一种新型的真空泡组成的,这种真空泡中含有普通的原子物质,比如金刚石,处于分离畴壁的表面张力所确保的高压之下。我们还试图解释天文学研究矮星系和星系团的中心结构所提出的暗物质的自相互作用。与屏蔽层中物质的相互作用是暗物质减速到低终极速度的原因,因此地下探测器没有足够的能量进行探测。此外,我们解释了“神秘的”3.5 keV的X射线线,甚至3.5 keV的X射线辐射从第谷超新星遗迹。DAMA-LIBRA和Xenon 1 T实验看到了腐烂的暗物质珍珠。这两个地下实验都看到了大约3.5 keV能量的事件,只是X射线线的能量。我们数值拟合的横截面与质量比的暗物质的自相互作用的研究中观察到的矮星系,并发现珍珠的大小是相当接近的最小可能在我们的模型。然而,DAMA导致一些问题,以获得更重的珍珠。而且,阻挡在防护罩中的暗物质珍珠的总能量也是合理匹配的。接受真空的不同阶段,该模型可以在标准模型内实现,我们的整个方案可以在标准模型内实现。
2022-03-09 hep-ph
Implications of mirror dark matter kinetic mixing for CMB anisotropies
镜像暗物质是一种耗散的、自相互作用的多粒子暗物质候选者,它可以解释DAMA、CoGeNT和CRESST-II直接探测实验。这种解释需要强度为$ε\sim 10^{-9}$的光子-镜光子动力学混合。具有这种动力学混合的镜像暗物质可能会在CMB各向异性谱上留下独特的特征。我们发现,动力学混合对CMB各向异性的最重要的影响是第三和更高的奇峰的高度的抑制。如果是$ε\stackrel{>}{\sim} 10^{-9}$,那么普朗克飞行任务在不久的将来就可以观测到这一特征。
2013-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Precision determination of electroweak coupling from atomic parity violation and implications for particle physics
我们对铯原子的宇称破坏进行了高精度计算,与以前的评估相比,理论不确定性降低了两倍。我们结合以前的测量和我们的计算,提取了133 Cs核的弱电荷,Q_W = -73.16(29)_exp(20)_th。结果与基本粒子的标准模型(SM)一致。这是迄今为止对SM的低能电弱部分进行的最准确的测试。结合高能对撞机实验的结果,我们证实了电弱力的能量依赖性(或“运行”)的能量范围跨越四个数量级(从~10 MeV到~100 GeV)。此外,我们的研究结果的限制,各种新的物理场景超出SM。特别是,我们增加了大统一和弦论模型预测的额外$Z$ -玻色子的质量下限。
2009-02-02 hep-ph physics.atom-ph
Quenching and Channeling of Nuclear Recoils in NaI[Tl]: Implications for Dark Matter Searches
本文描述了一种新的实验评价方法--NaI[Tl]中核反冲的淬灭因子。系统影响以前的测量的中子源的发射光谱的仔细表征,使用一个小的闪烁体耦合到一个超双碱高量子效率光电倍增管,并通过康普顿散射的电子反冲响应的非线性评价解决。随着钠反冲能的降低,淬灭因子有迅速减小的趋势。此外,在已知晶体取向的闪烁体中没有发现低能反冲离子的晶格沟道的证据。关于这些发现如何影响采用NaI[Tl]的暗物质搜索的讨论(例如,DAMA/LIBRA)。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Atomic parity violation in cesium and implications for the 3 - 3 - 1 models
本文在SU(3)_C × SU(3)_L × U(1)_N规范群模型的框架下分析了铯原子的宇称破缺。结果表明,在最小情况下,直接Z'交换对弱电荷偏差ΔQ_W的主要贡献是负的。铯原子宇称破坏的新数据似乎不利于最小版本,而在右手中微子的版本中,它得到了正值。我们得到了一个绑定的$Z'$的质量范围从1.4 TeV到2.6 TeV。还导出了Z-Z ′混合角的允许区域。
2001-03-19 hep-ph
Implications of R-parity violating supersymmetry for atomic and hadronic EDMs
本文在SU(3)型手征微扰理论(ChPT)的基础上,在无R-宇称守恒的一般SUSY模型(RPV SUSY)框架下,计算了中性Hg(199)原子、氘核、核子和中性超子的电偶极矩(EDM).我们考虑了色电夸克偶极矩和CP破坏的4夸克有效相互作用在强子扇区中引起的CP破坏。从中子和Hg(199)原子EDM的零实验结果中,我们导出了三线性RPV耦合的某些乘积Im(λ 'λ'*)的虚部的极限,并证明了它们比文献中的那些更严格。利用这些极限,我们给出了中性超子的EDM的预测。我们还估计了未来储存环实验的前景,并表明,在这些实验中,上述限制的预期改善可能达到几个数量级。
2006-10-04 hep-ph
Perspective: Atomic Parity Violation and the Nuclear Anapole Moment
我从定性的角度讨论了C. S. Wood等人,133Cs中原子宇称破坏的超精细依赖性。导出的Anapole矩限制了强子宇称破坏的强度。
1997-04-24 hep-ph nucl-th
Implications for relic neutralinos of the theoretical uncertainties in the neutralino-nucleon cross-section
本文讨论了核子中夸克质量和夸克标量密度的不确定性对中性子核子截面的影响。我们研究这方面的影响,确定中性伴子的宇宙学性质,来自测量的WIMP直接检测。我们表明,在目前的理论不确定性,DAMA年度调制数据是兼容的中性伴子作为一个主要的暗物质组成部分,在某种程度上,这是甚至大于以前得出的。我们还评论了间接暗物质探测实验的上述不确定性的影响。
1999-09-02 astro-ph hep-ph
Extending a previous analysis on a possible modulation effect in WIMP direct search
在本说明中,我们提出了我们以前的分析的DAMA/NaI合作的一些初步实验结果,这可能是一个年度调制效应的指示扩展。在这里,我们提出了一个直接的方法,从实验数据中获得有关的宇宙学意义的遗迹中性伴子。我们发现,DAMA/NaI的结果所挑选出的一些配置将具有与中性伴子作为冷暗物质的主要组成部分相容的宇宙学性质(在宇宙和我们的星系晕中的平均值)。
1997-10-09 astro-ph hep-ph