Electroweak and Higgs Boson Internal Bremsstrahlung: General considerations for Majorana dark matter annihilation and application to MSSM neutralinos
众所周知，马约拉纳暗物质湮灭成费米子是螺旋性抑制的。在这里，我们指出，潜在的机制是一个微妙的组合，两个不同的效果，我们提出了一个全面的分析，如何抑制可以部分或全部解除的内部韧致辐射的一个额外的玻色子在最终状态。作为一个具体的例子，我们分析计算的全振幅和湮灭率的超对称中性伴子的最终状态，包含任何组合的两个标准模型费米子，加上一个电弱规范玻色子或五个物理希格斯玻色子中的一个出现在最小超对称标准模型。我们对这些三体率与两体率相比可能较大的各种方式进行了分类，确定了以前没有指出的情况。在我们的分析中，我们特别强调了如何避免重复计算两体和三体最终态出现的相同运动学情况，特别是如何正确处理微分速率和与间接暗物质搜索相关的稳定粒子的光谱。我们发现，总湮灭率和产量可以显着提高时，考虑到这里计算的校正，特别是对于模型的湮没率有点小，否则将无法测试与间接暗物质搜索在树级。然而，更重要的是，我们发现，正电子，中微子，伽马射线和反质子的湮没光谱一般基本上不同于通常采用的模型无关的光谱，这些最终状态，约束粒子暗物质与间接检测实验时。
2017-09-19 hep-ph
Fermi LAT Search for Internal Bremsstrahlung Signatures from Dark Matter Annihilation
在间接寻找银河系暗物质的过程中，一个经常遇到的障碍是如何从天体物理背景中分离出可能的信号。考虑到这些信号很可能是次显性的，寻找明显的光谱特征在间接探测实验中起着关键作用;单色伽马射线线或与内部韧致辐射相关的类似特征，特别是，提供了确凿的特征。我们执行一个专门的搜索后者在费米伽马射线太空望远镜在其头43个月的数据。为此，我们使用一个新的自适应程序来选择最佳的目标区域，考虑到标准和合同的暗物质配置文件。我们的统计方法的行为进行了测试，通过对全天空数据的子采样分析，发现再现理论预期非常好。我们得到的暗物质湮灭截面的极限比从矮星系的观测中得到的要强，至少对于这里考虑的模型来说，对撞机搜索。虽然这些极限还不足以探测热产生的暗物质的湮灭率，但未来这样做的前景非常好。事实上，我们已经发现了一个微弱的迹象，当（不）考虑到别处效应时，内部韧致辐射信号的显著性为3.1σ（4.3σ），对应于\sim 150 GeV的暗物质质量;同样的信号也很好地拟合了130 GeV左右的伽马射线线。虽然这是一个令人着迷的可能性，但我们警告说，需要进行更专门的分析和更多的数据来排除或确认这一选择。
2014-08-27 astro-ph.CO hep-ph
Gamma-ray Signals from Dark Matter Annihilation Via Charged Mediators
我们考虑一个简化的模型，其中马约拉纳费米子暗物质湮灭带电费米子通过交换带电介质。我们考虑了在最一般的情况下，由过程$XX \rightarrow \bar f f γ$，$γγ$和$γZ$产生的γ射线信号，包括非平凡的费米子质量和非平凡的左右混合以及带电介质的$CP$ -破坏相位。特别是，我们发现最一般的频谱内部韧致辐射，它插在制度之间占主导地位的虚拟内部韧致辐射和终态辐射。我们还研究了在比例$σ(γγ) / σ(γZ)$和螺旋度不对称的$XX \rightarrow γγ$过程中的变化，每个作为混合角和$CP$违反阶段的函数。作为一个应用，我们将这些结果应用到搜索一类MSSM模型。
2016-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Kinetic Equilibrium between SIMP Dark Matter and Radiation via Internal Bremsstrahlung
International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分部，中国科学院大学）
本文提出通过内轫致辐射建立暗物质与辐射的动力学平衡，实现SIMP暗物质冻结过程中的能量耗散，并在Sp(4)_c暗色模型中验证，也可推广至矢量暗物质模型。
2026-10-05 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-Ray Background from Neutralino Annihilation in the First Cosmological Objects
中性伴子暗物质的范式预测，第一个引力束缚的物体是地球质量大小的微晕，它会发射湮灭伽马射线。在这里，我们表明，虽然从个人最近的微晕的流量是非常难以检测，有意义的限制，他们的生存概率和内部密度分布可以设置通过要求从微晕的银河系和河外伽马射线背景通量不超过现有的EGRET背景数据。微晕可能被恒星碰撞破坏并不会显著减少背景通量。如果微晕在暗物质的等级聚集过程中存活的概率像最近的模拟所表明的那样大，那么即使微晕具有标准的湮灭截面和保守的内部密度分布，它们也可能是在某些光子能量范围内观察到的背景通量的重要组成部分。仙女座星系晕中微晕的综合伽马射线通量也可能在不久的将来被观测到。
2005-09-07 astro-ph hep-ph
Enhancement of Majorana Dark Matter Annihilation Through Higgs Bremsstrahlung
对于马约拉纳暗物质，规范玻色子韧致辐射起着重要的作用，在提高否则螺旋抑制的s波湮灭截面。这在辐射光子或胶子与标准模型费米子-反费米子对的过程中是众所周知的，最近也研究了大质量电弱规范玻色子的情况。在这里，我们表明，内部希格斯韧致辐射也解除螺旋抑制，并可能是占主导地位的贡献，在宇宙后期的湮灭率低于1 TeV的暗物质质量。利用一个亲轻子暗物质的玩具模型，计算了与希格斯玻色子形成轻子-反轻子对的湮灭截面，并研究了湮灭点处最终稳定粒子的能谱.
2013-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic constraints rule out s-wave annihilation of light dark matter
光暗物质湮灭成电子-正电子对时会发出大量的内部韧致辐射，这可能是宇宙伽马射线背景的一部分。伽马射线的发射量取决于暗物质的聚集因子。最近的计算表明，该值应该是$10^6-10^7$阶。这使我们能够计算出预期的伽马射线背景贡献从暗物质湮灭。我们发现，轻暗物质模型可以排除，如果一个恒定的热平均截面假设（s波湮灭）。然而，对于更大质量的暗物质候选者，如中性伴子，宇宙约束就更弱了。
2009-01-12 astro-ph hep-ph
Gamma-ray signal from Dark Matter Annihilation mediated by mixing scalar mediators
我们在这里提出了一个通用的暗物质简化模型的直接和间接的检测前景的研究，在该模型中，马约拉纳暗物质只与一个标准模型轻子和一对无色的混合标量介体相互作用。我们首先表明，混合角显着改变内韧致辐射的功能，以及流量比的$γγ$和$γZ$线信号。$CP$违反阶段将在$γγ$最终状态中引入偏振不对称性。然后，我们研究了直接检测前景，并讨论了这两种搜索策略的互补性。
2016-11-22 hep-ph
Impact of internal bremsstrahlung on the detection of gamma-rays from neutralinos
我们提出了一个详细的研究的背景下，最小的超对称标准模型的内部韧致辐射光子的影响和它们对伽马射线暗物质湮灭搜索的影响。我们发现，虽然这种效果必须包括正确的评价从中性伴子湮灭的高能量光子的通量，其贡献是相关的，只有在模型和能量的线的贡献是占主导地位的二次光子。因此，我们发现，最乐观的超对称的情况下，暗物质检测不改变显着时，包括内部韧致辐射。作为一个例子，我们回顾了天龙座矮球状星系的伽玛射线暗物质探测的MAGIC立体系统和CTA项目的前景。虽然在参数空间的某些区域中，高能光子的通量被增强了一个数量级，但预期的通量仍然远低于仪器的灵敏度。
2010-05-07 astro-ph.CO hep-ph
On the origin of the gamma-ray emission from Omega Centauri: Milisecond pulsars and dark matter annihilation
我们探讨了两种可能的方案来解释观测到的伽马射线发射与非典型的球状星团欧米茄-半人马座：发射毫秒双星（MSP）和暗物质（DM）湮灭。在第一种情况下，产生伽马射线通量所需的MSP总数与在X射线中观察到的已知（但未确认）MSP候选者兼容。DM解释的动机是欧米茄-半人马座是一个古老的矮星系的残余核心的可能性托管幸存的DM组件。至少有两个湮灭通道，轻夸克和μ子，可以合理地产生所观察到的伽马射线谱。我们概述了DM质量的参数空间上的限制与产品的对湮灭截面和集成平方DM密度（所谓的J-因子）。我们将欧米茄-半人马座暗物质含量的上限转化为湮灭截面的下限。这表明s波湮灭成μ子与CMB观测不一致，而允许湮灭成轻夸克的小窗口。对欧米茄-半人马座内部运动学的进一步分析，和/或对居民MSP人口的额外信息将产生更强的约束，并揭示这个神秘的伽马射线源的起源。
2019-07-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Scalar Dark Matter Models with Significant Internal Bremsstrahlung
最近人们对粒子物理模型产生了兴趣，这些模型可能会从暗物质湮灭中产生尖锐的伽马射线光谱特征。由于暗物质被认为是电中性的，因此建立弱相互作用的大质量粒子模型是具有挑战性的，该模型既可以在银河系中心容纳大截面的伽马射线，又可以容纳合适的暗物质丰度。在这项工作中，我们考虑一类标量暗物质模型的伽马射线特征，与标准模型相互作用，主要是通过重矢量类费米子（矢量类门户）。我们主要研究实标量单线态S湮灭成轻子-反轻子对的情况。因为这个两体末态湮灭通道是d-波抑制手征极限，我们表明，虚拟内部韧致辐射的伽马射线发射给出了一个大的修正，无论是今天还是在冻结的时间。为了比较起见，我们面对这种情况下熟悉的情况下，一个马约拉纳单线湮灭成轻轻子-反轻子对，并表明，虚拟的内部韧致辐射信号可能会增强的一个因素（高达）两个数量级。我们讨论了模型的范围和可能的推广。
2013-10-04 hep-ph
Probing the Inert Doublet Dark Matter Model with Cherenkov Telescopes
本文详细研究了惰性暗物质二重态模型在高质量区的湮灭信号。具体地说，我们研究的前景，以观察伽马射线信号的模型在当前和预计切伦科夫望远镜考虑到索末菲效应，包括贡献的光谱伽马射线线，以及从内部韧致辐射。我们表明，目前的观测银河系中心的H.E.S.S.仪器能够排除参数空间中给出正确的暗物质遗迹丰度的区域。特别是，模型的带电和中性组件的惰性双重几乎退化的质量有很强的伽马射线信号。此外，对于暗物质粒子质量超过1 TeV，我们发现，非观测的强子化的湮灭产物所产生的光子的连续体通常给出了更强的约束模型参数比尖锐的光谱特征相关联的单色光子和内部韧致辐射过程的湮灭。最后，我们还分析了该模型的间接检测搜索和直接检测搜索之间的相互作用，得出前者的前景更有希望。特别是，我们发现即将到来的切伦科夫望远镜阵列将能够探测模型的大质量区域的重要部分。
2022-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray Constraints on Dark Matter Annihilation into Charged Particles
暗物质湮灭成为带电粒子必然伴随着伽马射线，通过辐射校正产生。来自末态粒子的内部韧致辐射可以产生硬伽马射线，直到暗物质质量，具有近似与模型无关的光谱。专注于湮灭成电子，我们计算强大的上限上的暗物质自湮灭截面$<σ_A v >_{e^+e^-}$使用伽马射线数据从银河系跨越广泛的能量，$\sim10^{-3} - 10^4$ GeV。我们还计算了其他带电轻子相应的边界。我们保守的假设，天体物理的输入，并证明我们的推导出的界限将得到加强，如果更强的假设，这些输入。在与$e^+e^-$湮灭相伴的终点附近，硬伽马射线的比例仅比直接湮灭为单能伽马射线的情况低$\alt 10^2$的一个因子。因此，$<σ_A v >_{e^+e^-}$上的结合比$<σ_A v >_{γγ}$上的结合弱相同的因子。带电轻子湮灭截面的上限与中微子定义的{ \it总}湮灭截面的上限进行了比较。
2010-02-01 astro-ph hep-ph
Sharp Gamma-ray Spectral Features from Scalar Dark Matter Annihilations
在伽玛射线光谱中寻找清晰的特征是一种很有前途的方法，可以用来识别天体物理背景下的暗物质湮灭信号。在本文中，我们研究的产生的伽马射线线和内部韧致辐射信号的玩具模型中，暗物质粒子是一个真正的标量耦合到轻子和奇异费米子通过汤川耦合。我们表明，费米-LAT和H.E.S.S.对线状光谱特征的搜索严重地限制了热产生标量暗物质的参数空间的区域。最后，我们还讨论了互补性的搜索尖锐的光谱特征与其他间接的暗物质搜索，以及与直接和对撞机搜索。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Bremsstrahlung and Gamma Ray Lines in 3 Scenarios of Dark Matter Annihilation
γ射线光谱特征是间接寻找暗物质的重要手段。根据Barger等人的研究，我们考虑了DM湮灭为标准模型（SM）费米子对的3种简单情形。场景1是耦合到带电标量的马约拉纳DM候选者，场景2是耦合到带电规范玻色子的马约拉纳DM，场景3是耦合到带电矢量类费米子的实标量DM。如Barger等人所示，这3种情况下共享精确相同的内部韧致辐射光谱特征为伽马射线。然而，它们的现象学是不同的。特别是对于轻SM费米子的湮灭，在手征极限下，2体湮灭截面对于Majorana候选者是p波抑制的，而对于实标量是d波抑制的。在目前的工作中，我们研究的湮灭成2伽马，这三种情况下有不同的，所以潜在的可区分的，到伽马射线的光谱签名。在实标量候选者的情况下，我们提供了一个新的计算湮没成2伽玛的振幅。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Enhancing Dark Matter Annihilation Rates with Dark Bremsstrahlung
许多类型的暗物质相互作用导致湮灭过程，遭受p波抑制或螺旋抑制，使它们从属于未抑制的s波过程。我们证明了暗初态辐射的自然包含可以打开一个未抑制的s波湮灭通道，从而为特定的相互作用类型提供主导的暗物质湮灭过程。我们用来自费米子暗物质$\overlineχχ\rightarrow \overline{f}fϕ$或$\overline{f}fZ'$的暗自旋0或暗自旋1粒子的韧致辐射来说明这种效应。暗的初始状态辐射过程，尽管有一个3体的最终状态，进行在相同的顺序在新的物理尺度$Λ$作为湮灭到2体的最终状态$\overlineχχ\rightarrow \overline{f}f$。在$Λ$中，这是较低阶的，而不是通过标准模型终态辐射或虚拟内部韧致辐射来提升螺旋度抑制的研究。这种暗韧致辐射过程应该会影响大型强子对撞机和对暗物质的间接探测。
2017-07-27 astro-ph.CO hep-ph
The Dark Matter Annihilation Boost from Low-Temperature Reheating
宇宙在暴胀和大爆炸核合成开始之间的演化是很难探测的，而且在很大程度上是不受约束的。这种无知极大地限制了我们对暗物质的理解：如果不知道宇宙何时变成辐射主导的，我们就无法计算它的热遗迹丰度。幸运的是，小尺度的密度扰动提供了一种对早期宇宙的探测，可以打破这种简并性。如果暗物质是一种热遗迹，那么在早期物质主导时代进入视界的密度扰动在再加热之前随着比例因子线性增长。由此产生的丰富的子结构将湮灭率提高了几个数量级，这可以补偿在这些场景中产生观测到的暗物质密度所需的较小湮灭截面。特别是，热遗迹与质量小于TeV的热和动力学去耦再加热之前可能已经排除了费米-LAT观测矮球状星系。虽然这些限制受到微晕内部结构的不确定性的影响，这些微晕是由增强的扰动形成的，但它们开辟了使用伽马射线观测来了解宇宙再加热的可能性。
2015-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Solar Investigation of Multicomponent Dark Matter
本文研究多种热WIMP候选者在太阳内的捕获与湮灭，通过修正DM数量丰度的时间演化，揭示湮灭通量受截面、内部转换及遗迹丰度贡献的显著影响。
2023-04-24 astro-ph.SR hep-ph
Revisiting Bremsstrahlung emission associated with Light Dark Matter annihilations
我们计算了与自旋为0的粒子通过重费米子的t-通道交换而湮灭成电子和正电子有关的单韧致辐射。我们比较我们的结果与工作Beacom等人。与文献中所述的不同，我们表明，韧致辐射截面不一定是由树级湮灭截面（广义运动学）倍的软光子的发射相关的因素。这样的因式分解只出现在软光子极限或近似中，其中初始和最终状态的粒子质量相对于内部粒子的质量可以忽略不计。然而，在后一种情况下，我们不能得到与e^+ e-> mu^+ mu^- gamma相同的因子。在硬光子极限中，数值上的差异大到3.6倍。然而，对暗物质质量上限的影响并不显著。使用伽马射线观测，我们得到的暗物质质量上限为30或100 MeV（取决于511 keV分析所考虑的区域），而Beacom等人发现20 MeV。
2006-06-06 hep-ph
Effect of Degenerate Particles on Internal Bremsstrahlung of Majorana Dark Matter
由暗物质的湮灭或衰变引起的伽马射线可能是它的确凿证据。特别是，由马约拉纳内部韧致辐射和真实标量暗物质产生的伽马射线是有希望的，因为它可以是尖锐伽马射线的主要发射。然而，在马约拉纳暗物质的情况下，它的内部韧致辐射的截面不能大到足以通过未来的伽马射线实验观察到，如果所观察到的遗迹密度被假定为热产生的。在本文中，我们引入了一些具有Majorana暗物质的简并粒子，并指出它们导致了截面的增强。结果表明，在不影响遗迹密度的情况下，截面的密度有可能增加一个数量级左右，并将在未来的伽玛射线实验中得到验证，如：伽马400和切伦科夫望远镜阵列（CTA）。此外，还讨论了微扰性、AMS实验对正电子的观测以及直接寻找暗物质的限制。
2015-09-21 astro-ph.HE hep-ph
Can the nature of $a_0(980)$ be tested in the $D_s^{+}\to π^{+}π^0 η$ decay?
通过对$D^+_s \to π^+ π^0 η$衰变的振幅分析，BESIII合作组首次观测到了$D^+_s \to a_0(980)^+π^0$和$D^+_s \to a_0(980)^0π^+$衰变模式，这两种模式预计将通过纯$W$ -湮灭过程发生。然而，测得的分支分数$\mathcal{B}[D_{s}^{+}\to a_{0}(980)^{+(0)}π^{0(+)},a_{0}(980)^{+(0)}\to π^{+(0)}η]$，发现是大于那些已知的$W$湮灭衰变的一个数量级。如果这两种衰变是由$W$内转换或外发射机制而不是$W$湮灭机制引起的，那么这一矛盾就可以得到调和。在这项工作中，我们提出，$D^+_s$衰减过程通过外部和内部$W$发射，而不是$W$湮灭机制。在这样的情况下，我们执行的$D^+_s \to π^+π^0η$衰变的研究，考虑到从树图$D^+_s \to ρ^+ η\to π^+ π^0 η$和中间$ρ^+ η$和$K^*\bar{K}/K\bar{K}^*$三角图的贡献。$a_0(980)$的中间态可以从耦合的$K \bar{K}$和$πη$通道的终态相互作用中动态产生，并且表明实验数据可以被相当好地描述，这支持将$a_0(980)$解释为分子态。
2021-02-10 hep-ex hep-ph nucl-ex
Dark Matter Annihilation Signals: The Importance of Radiative Corrections
能够安全地区分天体物理和潜在的暗物质（DM）湮灭信号对于间接DM搜索至关重要。为此，人们必须依靠独特的-和独特的-光谱特征来寻找。内韧致辐射（IB），不可避免的带电湮灭产物的存在下，提供了这样一个签名。事实上，由于它一般占主导地位的伽马射线谱预计从DM湮灭，在高能量，它很可能是更重要的间接DM搜索比传统上寻找线信号。如在一些细节中所示，IB签名的观察甚至将允许区分不同的DM候选者或显著地约束例如中性伴子DM因此，这里报告的伽马射线贡献对已经发射的费米/GLAST卫星和即将到来的新一代空气切伦科夫望远镜系统（如CTA）非常感兴趣，这些系统在这些效应特别重要的高能量下最敏感。最后，辐射修正甚至可能显著改变DM湮灭的正电子谱; PAMELA卫星最近发现的一个有趣的正电子过剩可能是这种情况下预期的特殊谱特征的指示。
2008-10-29 astro-ph hep-ph
The hidden strangeness mechanism in Ds^+ -> omega pi^+ and Ds^+ -> rho^0 pi^+ decays
我们研究了对Ds^+ -> omega pi^+和Ds^+ -> rho^0 pi^+衰变振幅的可能贡献。当使用朴素因子分解时，Ds^+ -> omega pi^+衰变振幅消失，而Ds^+ -> rho^0 pi^+衰变振幅则由于湮灭贡献而增加。我们发现，这两种衰变的振幅可能是内部K，K^* 交换的结果。Ds^+ -> ω π ^+振幅可能从Ds^+ -> ρ ^0 η（η '）再散射中获得额外的贡献。Ds^+ -> rho^0 π ^+速率的实验下限可以理解为π（1300）极主导的湮灭贡献和K、K^* 内部交换的结合结果。计算得到的Ds^+ -> omega pi^+和Ds^+ -> rho^0 pi^+的支化分数与目前的实验结果一致。
2004-10-08 hep-ph
Gamma-Ray Constraint on Galactic Positron Production by MeV Dark Matter
银河系的正电子，如在0.511 MeV的湮灭伽马射线线所观察到的，很难用天体物理源来解释。有人提出，它们是由暗物质湮灭或内星系晕中的衰变产生的。为了避免其他的限制，这些过程需要“看不见”，这样最终的正电子湮灭是唯一可检测到的信号。然而，对这些过程的电磁辐射修正不可避免地产生真实的伽马射线（"内部韧致辐射”）;这种辐射违反了COMPTEL和EGRET约束，除非暗物质质量小于约20 MeV。
2004-09-16 astro-ph hep-ph nucl-th
Constraints on leptophilic light dark matter from internal heat flux of Earth
地球轨道相交的暗物质会散射电子并失去能量，最终被地球引力束缚。最终它们失去足够的能量并在核心处积聚。假设DM在地球内部主要湮灭/衰变为标准模型粒子。这些过程的热通量与实验测量的地球内部热通量值44 TW进行了比较。假设捕获和湮灭/衰变之间的稳定状态，我们把限制DM与电子的散射截面作为其质量的函数。对于低质量区域（$<10^{-2}$ GeV），这些限制亲轻子DM比直接检测实验获得的。
2016-07-19 hep-ph
Constraints on Dark Matter from the Moon
新的和互补的限制放置在自旋无关的相互作用的暗物质与重子物质。与地球和其他行星类似，月球没有任何主要的内部热源。我们得到的限制，通过比较暗物质湮灭在月球上的能量存款率为12 mW/m $^2$的阿波罗任务所测量的。对于质量$\mathcal{O}(10)$ GeV的轻暗物质，我们还研究了月球边缘暗物质湮灭的可能性。在这种情况下，我们通过将此类湮灭的光子通量与$10^{-4}$ MeV/cm $^2$ s的费米-LAT测量的光子通量进行比较来设置约束。该分析排除了自旋无关截面$\gtrsim 10^{-37}$ $\rm{cm}^2$的暗物质质量在30和50 GeV之间。
2020-04-03 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
Uranus's anomalously low excess heat constrains strongly interacting dark matter
如果暗物质主要由核截面在微仓范围或更大（SIMPs）的粒子组成，那么暗物质湮灭可以在行星内部产生大量的内部热量。通过考虑天王星内部的详细模型，我们计算了这些粒子作为其质量的函数的S波湮灭截面的上限。这些上限，加上其他实验和理论的限制，排除了SIMPs与质量之间的150 MeV和$10^{4}$ GeV。
2004-11-05 astro-ph hep-ph
Internal Bremsstrahlung Signature of Real Scalar Dark Matter and Consistency with Thermal Relic Density
最近在费米-LAT数据中发现了与130 GeV左右的线发射一致的来自银河系中心的伽马射线过剩。虽然费米-LAT合作尚未证实其重要性，但这样的信号将是暗物质湮灭的明确标志。到目前为止，已经有许多人试图用暗物质来解释这种过剩。然而，如果需要与暗物质的正确热遗迹密度保持一致，这些努力往往会使光子的横截面过小。在这封信中，我们考虑一个简单的汤川相互作用，可以兼容这两个方面，并显示哪些参数是有利的。
2013-08-28 astro-ph.CO hep-ph
130 GeV Gamma Ray Signal in NMSSM by Internal Bremsstrahlung
Fermi-LAT实验观测到了来自银河系中心的130 GeV γ射线信号。我们给出了一个超对称暗物质模型来解释NMSSM中的γ射线特征。我们表明，在NMSSM中，可以有一个基准集，其中γ射线信号来自130 GeV双暗物质的$χχ\to f \bar f γ$湮灭中的末态γ，需要~590的增强因子来拟合γ射线信号。此外，该基准集还给出了正确的遗迹密度，最轻的希格斯质量为125 GeV，并与LHC对超对称性的限制一致。这个暗物质模型避开了XENON 100的限制，但在未来的XENON 1 T实验中是可以测试的。
2013-06-16 hep-ph
A 130 GeV Gamma Ray Signal from Supersymmetry
中性伴子暗物质的可行性作为一个解释的130 GeV的伽马射线信号从银河系中心最近观察到的费米大面积望远镜检查。据发现，该信号可以兼容的内部韧致辐射从一个主要是双暗物质粒子的质量约145 GeV，增强了通过一个小的维诺混合物从湮灭到伽马+Z的贡献的尖锐功能。这种情况避免了低能量连续体光子的问题，这些光子的过度产生困扰了对该信号的线解释。为了增强内韧致辐射特性，需要睡眠子的质量与中性伴子近似简并。
2012-10-16 astro-ph.HE hep-ph
New Gamma-Ray Contributions to Supersymmetric Dark Matter Annihilation
我们计算的电磁辐射校正所有领先的湮灭过程中可能发生的银河系暗物质晕，暗物质的超对称扩展的标准模型（MSSM和mSUGRA）的框架，并提出了扫描的结果，在参数空间是一致的，目前观测界的宇宙的暗物质密度。虽然这些过程以前已经被认为是在一些特殊的情况下，由不同的作者，我们的新的一般分析表明，新的有趣的结果与大的修正，可能是重要的，例如，在即将发射的GLAST伽马射线太空望远镜上进行搜索。特别是，它指出，参数空间的区域，有一个近简并之间的暗物质中性伴子和τ slepton，辐射校正可能会提高伽玛射线产量高达三个或四个数量级，即使中性伴子质量大大低于TeV规模，并将增强非常典型的签名暗物质湮灭，即在暗物质粒子的质量上有一个急剧的台阶。由于这是一个特别有趣的区域，更多的约束mSUGRA模型的超对称性，我们使用广泛的扫描在这个参数空间，以验证我们的研究结果的意义。我们还重新访问的直接湮灭的中性子到光子，并指出，对于相当一部分的参数空间，内部韧致辐射是更重要的间接暗物质搜索比线信号。
2008-09-13 astro-ph hep-ph
Novel Gamma-ray Spectral Features in the Inert Doublet Model
惰性双重态模型包含一个中性的稳定粒子，它是一个很好的暗物质候选者。本文讨论了当暗物质质量大于$W$玻色子质量时，该模型在伽马射线中的间接特征。我们发现，除了在湮灭成两个弱规范玻色子的无特征的伽马射线光谱，该模型一般预测一个独特的光谱特征，从内部韧致辐射过程$H^0 H^0 \rightarrow W^+ W^- γ$。我们讨论了在何种条件下产生的光谱特征，我们构建了一些基准点，兼容所观察到的遗物密度和所有其他直接和间接的检测实验，这导致了尖锐的伽马射线功能从内部韧致辐射。
2013-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for annihilating Dark Matter towards Milky Way's dwarf galaxies by the Cherenkov Telescope Array
我们推导出切伦科夫望远镜阵列（CTA）的灵敏度暗物质（DM）湮灭在几个主要渠道，在广泛的DM质量。这些敏感性估计CTA时，指向一个大样本的银河系的矮球状星系（dSphs）有前途的$J$ -因素和小的统计不确定性。这种分析忽略了系统的不确定性，我们估计在至少1倍的水平。我们还提出了灵敏度的湮灭截面从4 dSphs的组合分析。我们通过以下方式评估CTA灵敏度：$i)$，针对每个dSph，使用最近确定的$J$因子及其统计误差; $ii)$，考虑最新的宇宙射线背景;以及$iii)$，包括可能性分析中的空间和光谱项。我们发现，联合频谱和空间分析提高了CTA的灵敏度，特别是在$γ$ -射线能谱和dSphs陡峭的$J$ -因子配置文件，推导出的内部运动学的主要渠道与尖锐的功能。经典dSphs中的小熊座观测和超微弱dSphs中的大熊座II观测获得了最大的灵敏度。
2016-09-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Spin-one dark matter and gamma ray signals from the galactic center
在这项工作中，我们研究的可能性，伽玛射线过剩（GRE）在银河系中心来自湮灭的暗物质与$(1,0)\oplus(0,1)$时空结构（自旋1暗物质，SODM）。我们计算了由初态辐射、内韧致辐射、末态辐射（包括由PDMATHAMN衰变产物或夸克强子化产生的辐射）产生的瞬发光子。接下来，我们研究了延迟光子发射的逆康普顿散射（ICS）的电子（直接产生或在PDMATHAMN轻子的瞬发衰变或在强子化的夸克在湮灭的SODM）与宇宙微波背景或星光。所有这些机制只对Higgs共振交换，即$M\approx M_{H}/2$产生重要的贡献，结果取决于Higgs标量耦合到SODM，$g_{s}$。GRE碰撞的主要机制是在$\bar{D}D\to \bar{b}b$中产生的$b$夸克强子化过程中的瞬时光子产生，而在低能时，来自同一反应中产生的$b$夸克强子化过程的电子的ICS的延迟光子发射占主导地位（$ω< 0.3~ GeV$）和来自$c$和$τ$以及来自内部韧致辐射的激发光子，在光谱的终点（$ω\ge 30 ~GeV$）产生竞争性贡献。考虑到所有这些贡献，我们对SODM湮灭产生的光子的结果与$g_{s}\in [0.98, 1.01] \times 10^{-3}$和$M\in [62.470,62.505]~GeV$的GRE数据吻合得很好。
2020-07-26 hep-ph
Internal bremsstrahlung signatures in light of direct dark matter searches
虽然很久以前就提出了，但直到最近才有可能通过地面和卫星携带的伽马射线仪器的出色能量分辨率来寻找内部韧致辐射特征。在这里，我们彻底调查的内部韧致辐射搜索的结果直接暗物质搜索和最小质量简并的情况下组成的马约拉纳暗物质粒子，耦合到费米子和标量通过汤川耦合的框架内的当前状态。Fermi-LAT和H.E.S.S.不间断地从几十GeV扩展到几十TeV，并且对粒子物理模型中的质量简并相当不敏感。相比之下，直接搜索在中等到低质量分裂区域中是最好的，其中XENON 100限制盖过了Fermi-LAT和H.E.S.S.如果暗物质与其中一个轻夸克耦合，在我们的最小方案中，我们仔细研究了伽马400，CTA和XENON 1 T的前景，所有这些都计划在不久的将来上线，并发现：（a）CTA和XENON 1 T是完全互补的，CTA对多TeV质量和10%左右的质量分裂最敏感，XENON 1 T探测最好的小质量分裂到TeV质量;（b）氙100的电流限制已经排除了用Gamma-400观测任何光谱特征的可能性，尽管它有令人印象深刻的能量分辨率，除非暗物质不主要与轻夸克耦合。最后，我们指出，与直接搜索不同，在即将到来的内部韧致辐射搜索中检测热遗迹的可能性需要，根据具体情况，大于5-10的增强因子。
2013-12-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Gamma-ray Lines in the Fermi Data: is it a Bubble?
最近，费米大天区望远镜（LAT）的数据分析报告了能量在130 GeV左右的伽马射线过量的初步证据。这种过量可能会引起人们的极大兴趣，因为它可能与银河系暗物质的成对湮灭以及随后单色或内部韧致辐射伽马射线的产生有关。130 GeV的过剩出现时，采用了优化选择的目标区域的利益，一个程序，这取决于假设的暗物质密度分布。对于产生可感知信号的轮廓，这些目标区域与对应于所谓的“费米泡”的区域极大地重叠。我们认为，线功能的初步证据可能是由于硬光子在费米泡区域，其中的伽马射线光谱包含一个光谱中断的能量范围内的利益（100-150 GeV）。虽然这种幂律定律被打破的起源还不清楚，但它可能与标准的天体物理过程有关，而不是与暗物质湮灭有关。即使在小的能量窗口内，破幂律也提供与线“过量”一样好的拟合，并且对于大的能量窗口提供明显更好的拟合。
2012-06-19 astro-ph.HE hep-ph
Continuum gamma-ray emission from light dark matter positrons and electrons
最近，光暗物质的湮灭被认为是银河系中心大正电子注入率的一种可能解释，该正电子注入率是由INTEGRAL上的SPI光谱仪观测得出的。与此过程相关的内部韧致辐射和飞行中湮灭辐射的建模大大减少了这种轻暗物质粒子的质量范围。我们严格地估计了正电子在湮灭之前--飞行中或静止时--传播过程中所涉及的各种能量损失和辐射。使用一个简单的模型与单能量正电子注入和限制到银河系的隆起，我们计算电离，韧致辐射相互作用以及在飞行中和静止湮灭所造成的能量损失和伽马射线辐射，并比较这些预测可用的观测，为各种注入能量。将这些预测与CGRO/EGRET、CGRO/COMPTEL、INTEGRAL/SPI和INTEGRAL/IBIS/ISGRI仪器的观测结果进行对比，我们推断出假设的轻暗物质粒子的质量上限为3 ~ 7.5 MeV/c^2。最严格的极限值与比科姆和尤克塞尔先前在类似假设下得到的值一致，而7.5 MeV/c^2的值则对应于更保守的选择和部分电离的传播介质。我们强调如何限制取决于传播介质的电离度，以及如何通过更好地评估数据的不确定性来提高其精度。
2006-08-25 astro-ph hep-ph
Leading QCD Corrections for Indirect Dark Matter Searches: a Fresh Look
非相对论性暗物质粒子在树能级上的湮灭可以通过附加规范玻色子的辐射得到强烈的增强。这对于螺旋度被抑制的马约拉纳粒子（如中性伴子）湮灭为费米子对的情况尤其如此。令人惊讶的是，尽管强耦合可能会产生很大的影响，但到目前为止，对胶子内部韧致辐射的研究要比对光子或电弱规范玻色子的研究少得多。在这里，我们的目标是弥合这一差距，提出了一个一般的分析，中性伴子湮灭成夸克反夸克对和胶子，允许例如任意中性伴子组成，并保持领先的夸克质量依赖在计算的所有阶段。我们发现，在某些情况下，大大增强湮灭率，特别是与最轻的中性伴子的质量接近简并的平方的情况下，但在相关的反质子和伽马射线光谱也显着的扭曲。这两种效应都极大地影响了对暗物质的间接搜索的限制，因此在例如，全球扫描另一方面，对于广泛的扫描，QCD修正的完整计算在数值上通常太昂贵，无法对参数空间中的每个点执行。我们在这里首次提出了一个有效的，数值上快速实现QCD校正，可扩展的非超对称模型，这避免了计算上要求完整的单循环计算或事件发生器运行，但完全捕捉到间接暗物质搜索相关的领先效应。在这种情况下，我们还提出了更新的约束暗物质湮灭从宇宙射线反质子数据。最后，我们评论的影响，我们的研究结果的遗迹密度计算。
2016-02-20 astro-ph.CO hep-ph
Size Dependence of the Sommerfeld Enhancement for Puffy Dark Matter
Chengdu Technological University（成都工业学院）；Henan Normal University（河南师范大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
研究蓬松暗物质湮灭中索末菲增强的尺寸效应，通过分波法揭示有限尺寸是除低速外影响增强的又一基本因素，并分析金块型暗物质的共振行为。
2026-06-29 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Simplified dark matter models with charged mediators
我们回顾简化模型中，一个单重马约拉纳暗物质候选夫妇的标准模型（SM）费米子介导的标量费米子合作伙伴通过相互作用。我们总结了在这些情况下的两个主要的生产机制：暗物质湮灭介导的第一或第二代标量费米子合作伙伴具有显着的左右手征混合和共湮灭与标量费米子合作伙伴几乎退化的质量与暗物质。然后，我们强调了最有趣的现象学方面的带电介质模型相关的当前和未来的搜索新的物理。我们描述精确测量SM费米子偶极矩，包括模型与标量μ子的合作伙伴，可以占$g_μ-2$。我们讨论了在大型强子对撞机和未来轻子对撞机的预计灵敏度带电介质的新的搜索策略。我们总结了直接检测的限制，并展示了下一代实验可能如何探测量子色动力学带电介质在质量尺度超出了大型强子对撞机的灵敏度。我们还回顾了间接检测模型与标量轻子合作伙伴的前景，专注于γ射线搜索的灵敏度，内部韧致辐射。
2022-03-15 hep-ph
Constraints on light dark matter particles using white dwarf stars
我们利用观测到的球状星团梅西耶4中的白矮星的内部光度，报道了核子-暗物质粒子截面的限制。我们的研究结果涵盖了相对轻的暗物质粒子的参数空间，在质量范围$0.1~GeV-5~GeV$，这是已知的是非常难以探测直接暗物质搜索。恒星内部捕获的暗物质粒子的自湮灭所产生的额外光度不能超过观测到的光度。在此条件下，我们得到了轻暗物质粒子在重子$σ_{Nχ}$上的自旋无关截面的上界：$σ_{Nχ} < 4 \times 10^{-41}{\rm cm^2}$。
2020-06-07 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Bringing Isolated Dark Matter Out of Isolation: Late-time Reheating and Indirect Detection
在标准宇宙学中，结构的增长在物质辐射相等之后变得显著。在非热历史中，由于大爆炸核合成之前的标量振荡，发生了一个有效的物质主导的阶段，在较小波长的新尺度出现在物质功率谱中。在物质主导阶段进入视界的密度扰动在辐射主导开始之前与尺度因子线性增长，如果暗物质在物质主导阶段在热和动力学上发生扰动，则会导致小尺度上的不均匀性增强。这些增强的扰动形成的微晕显著提高了暗物质的自湮灭率。这对间接探测实验有重要的意义：较大的湮灭率将导致来自暗物质候选者的可观测信号，而这些信号通常被认为是不可测试的。作为一个原则的证明，我们认为Binos在重超对称与中间扩展希格斯部门和所有其他超伙伴解耦。我们发现，这些孤立的比诺，这躺在中微子地板下，可以解释暗物质遗迹密度，同时也导致可观察到的预测费米-LAT。费米-LAT对矮球状星系的观测所得到的湮灭截面的当前限制可能已经将比诺暗物质的质量限制在$\mathcal{O}(300)$ GeV，这取决于微晕的内部结构。更广泛的约束是可能的，与改进的伽马射线边界和从$N$体模拟增强计算。
2015-10-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gamma Rays from Heavy Neutralino Dark Matter
我们认为中性伴子暗物质湮灭的伽马射线谱，并表明W对最终状态的内部韧致辐射给出了一个以前被忽略的光子源的能量附近的中性伴子的质量。对于大于1 TeV的质量和目前的探测器分辨率，这将导致一个特征信号，它不仅可能在W碎裂的连续谱上占主导地位，而且可能在γ-γ和γ-Z谱线信号上占主导地位，这些谱线信号已知能给出重中性伴子的大速率。因此，观测前景似乎很有希望。
2005-12-21 astro-ph hep-ph
Spectral cutoffs in indirect dark matter searches
在宇宙射线光谱中间接寻找暗物质湮灭或衰变产物的方法，一直受到如何从无所不在的天体物理背景中分离出暗物质信号的困扰。暗物质的一个实际上没有背景的确凿证据是在伽马射线能谱中观察到一个尖锐的截止或明显的凸起。这些特征通常在许多暗物质模型中由内部韧致辐射产生，它们可以用与传统上寻找的伽马射线线类似的方式来处理。在这里，我们讨论了用现在和未来的大气切伦科夫望远镜看到这些特征的前景。
2011-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter constraints from box-shaped gamma-ray features
在伽马射线天空中观测到一个清晰的光谱特征将是识别暗物质和精确确定其性质的最干净的方法之一。多年来，人们对两个具体特征给予了很多关注，即伽马射线线和内部制动辐射。在这里，我们探索第三类光谱特征，盒形伽马射线光谱，自然产生于暗物质级联湮灭或衰变成中间粒子，然后衰变成光子。使用费米-LAT数据，我们推导出的暗物质参数空间的湮灭和衰减的暗物质的限制，并明确表明，我们的限制是竞争力的战略，采用标准的光谱特征。更重要的是，我们发现强大的限制，即使在非简并暗物质和中间粒子质量的情况下。这一结果在用伽马射线数据约束暗物质框架方面特别相关。最后，我们说明了电力箱形伽玛射线约束的具体粒子物理方案。
2012-07-24 astro-ph.HE hep-ph
Celestial Objects as Dark Matter Colliders
本研究探索银河系中心附近中子星通过暗物质-核子相互作用积累暗物质并产生中微子信号，结合实验限制在简化模型中建立截面约束，为暗物质与天体相互作用提供新见解。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Signatures from Scalar Dark Matter with a Vector-like Quark Mediator
我们提出了一个全面的研究模型中的暗物质是由一个单线态实标量耦合到标准模型主要通过汤川相互作用与轻夸克和彩色矢量类费米子。这种情况的一个显著特征是，早期宇宙中的热冻结可能是由湮灭成单圈胶子对（$gg$）和胶子的虚内部韧致辐射（$q \bar{q} g$）驱动的。这样的暗物质候选者也可以通过直接和间接的检测以及在LHC上进行测试;可行的候选者要么质量接近费米子介质的质量，要么质量超过约2 TeV。
2016-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Searching for a dark photon: Project of the experiment at VEPP-3
我们提出了一个在VEPP-3储存环旁道内的氢靶上用正电子束湮灭$e^+e^-$寻找新规范玻色子A'的实验。搜索方法基于反应$e^+e^-\rightarrow γ$ A '中缺失的质谱。它允许独立于其衰减模式和寿命观察A'信号。该实验的预测结果对应于耦合常数$\varepsilon^2=3\cdot 10^{-8}$平方的上限，在5-20 MeV的A'质量下，信噪比为2：1。
2018-02-04 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Radiative Lepton Model and Dark Matter with Global $U(1)'$ Symmetry
提出了一个辐射轻子模型，其中带电轻子质量在单圈水平产生，中微子质量在双圈水平诱导。另一方面，τ质量是在树的水平，因为它太重，产生辐射。在此基础上，我们讨论了μ子反常磁矩和轻子味破坏的约束。在标准模型中新加入了矢量带电的费米子，由此导出了大的μ子磁矩。此外，考虑标量暗物质在我们的模型中，一个强大的伽马射线信号产生的暗物质湮灭通过内部韧致辐射。我们还可以通过由整体$U(1)'$对称性产生的Goldstone玻色子的暗辐射来得到有效中微子数。
2014-03-12 hep-ph
Gamma-rays from Heavy Minimal Dark Matter
考虑索末菲效应和内部韧致辐射，我们考虑了$SU(2)_L$的费米子5重态和标量7重态表示中最小暗物质候选者湮灭为γ射线的情况.假设Einasto配置文件，我们表明，目前的测量银河系中心的H.E.S.S.仪器排除了5重态和7重态作为质量在1 TeV和20 TeV之间的暗物质的主要形式，特别是5重态质量通过热冻结导致观察到的暗物质密度。我们还讨论了即将到来的切伦科夫望远镜阵列的前景，这将能够探测更重的暗物质质量，包括标量7-plet是热产生的情况。
2015-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Impact of non-thermal phase-space distributions on dark matter abundance in secluded sectors
本文研究了隐蔽扇区中非热相空间分布对暗物质丰度的影响，通过数值追踪相空间分布发现，尽管冻结过程中丰度显著偏离标准结果，但延长湮灭期后仅剩轻微过剩。
2024-09-20 hep-ph
Gamma Rays from Kaluza-Klein Dark Matter
H.E.S. S探测到了来自银河系中心（GC）方向的TeV伽马射线信号。实验在这里，我们调查是否卡鲁扎-克莱因（KK）暗物质湮灭附近的GC可以解释。包括来自内部韧致辐射的贡献，以及随后的夸克和τ轻子的衰变，我们发现一个非常平坦的伽马射线谱突然下降的暗物质粒子质量。对于约1 TeV的KK质量，这给出了与H.E.S.S.的良好拟合。数据低于1 TeV。一个类似的模型，规范耦合大约是它的三倍大，粒子质量大约为10 TeV，将给出正确的遗迹密度和符合整个数据范围的光子谱。
2005-04-18 astro-ph hep-ph
Simple Theory of Chiral Fermion Dark Matter
我们提出了一个具有暗扇形$SU(2)_D$规范对称性的同位旋3/2费米子的手征费米子暗物质（DM）理论，这可以说是最简单的手征理论。同位旋3标量将$SU(2)_D$分解为离散的非阿贝尔群$T'$并产生DM质量。$SU(2)_D$规范对称性保护DM质量并保证其稳定性。我们推导了该理论的相容性条件，并研究了其DM现象学。在某些地区的理论参数的两个组件DM的情况下实现，由费米子和玻色子，与玻色子是最轻的$T'$非单态字段。在单组分费米子DM的情况下，我们发现，内部一致性的理论，微扰参数，和所观察到的遗物丰度限制DM质量小于$280$ GeV，除了当$s$通道共振区域是开放的湮灭。对于参数空间的重要部分，该理论可以在LZ和XENONnT实验中在DM直接检测信号中进行测试。
2021-01-30 hep-ph
Is the dark matter interpretation of the EGRET gamma excess compatible with antiproton measurements?
我们研究了de Boer等人提出的晕暗物质模型的内部一致性，该模型用来解释EGRET实验观测到的过量弥散星系γ射线。任何基于暗物质湮灭为夸克喷流的模型，如de Boer等人提出的超对称模型，不可避免地也预示着来自同一喷流的反质子的主要通量。由于反质子在de Boer等人使用的非常规的盘主导型晕模型中的传播受到宇宙射线中硼与碳原子核的测量比的强烈约束，我们使用DarkSUSY软件包来计算伽马射线和反质子通量，研究了该模型的可行性。我们能够证明，他们的模型被排除在测量的反质子通量之外。因此，我们发现Moskalenko等人提出的模型，其中宇宙射线中的质子和电子的强度随星系位置而变化，这更能解释伽马过剩。
2006-08-29 astro-ph hep-ph
