A WIMPy Baryogenesis Miracle
我们探讨模型中，弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质湮灭是直接负责重子生成，从而连接暗物质与重子生成。我们称这个过程为“WIMPY重子生成”。这些模型中的暗物质遗迹密度，与传统的WIMP模型一样，根据WIMP奇迹，只有一阶耦合和TeV尺度的质量。因此，WIMPy重子生成模型自然地容纳了弱尺度的暗物质。此外，WIMP奇迹的扩展同时解释了观察到的重子不对称性和正确的暗物质丰度。我们提出的模型还有一个特点，即它们在弱尺度下产生重子数不对称性，从而避免了超对称理论中某些重子生成模型中与高再热温度有关的问题。其中一些模型在正在进行的和未来的实验中产生了可观察到的结果。
2012-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Non-thermal WIMPs as Dark Radiation
人们一直认为，只有轻的物质才能表现为辐射，并解释了普朗克望远镜、WMAP9望远镜、南极望远镜和ATACAMA望远镜最近观测到的暗辐射。在这项工作中，我们将表明，GeV尺度的WIMP可以解释暗辐射以及。如果重WIMP的一部分在热冻结后以非热方式产生，则它们可能会模拟半中微子物质的效应。此外，我们将展示如何BBN，CMB和结构形成的界限可能被规避。
2014-11-17 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric WIMP dark matter
在现有的具有全局对称性的暗物质模型中，暗物质的残余丰度要么等于反暗物质（热WIMP）的残余丰度，要么大得多，基本上没有剩余的反暗物质（非对称暗物质）。通过探索耦合的暗物质和反暗物质玻尔兹曼方程的原始不对称性的后果，我们发现在这两个极端之间插值的参数空间的大区域。有趣的是，这种新的非对称WIMP框架可以容纳广泛的暗物质质量和湮灭截面。现今的暗物质数量通常是不对称的，但这种不对称性很弱，以至于暗物质湮灭的间接信号没有被完全抑制。我们将我们的结果应用于现有模型，并指出即将到来的直接检测实验将限制相关参数空间的大范围。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph
WIMPs with GUTs: Dark Matter Coannihilation with a Lighter Species
提出了一种新的超重暗物质热冻结机制。暗物质与较轻的不稳定物质共湮灭，导致湮灭率相对于标准WIMP呈指数级增强。这种情况使任何潜在的暗物质候选者都不稳定。为了与天体物理观测保持一致，我们的提议需要非常长的寿命状态，激发了与超重暗物质晚期衰变相关的惊人现象学，可能与大统一理论的尺度$M_\text{GUT} \sim 10^{16}$ GeV一样大。
2017-04-26 astro-ph.CO hep-ph
Simultaneous Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子（WIMP）的预期密度相当。此外，观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型，同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。暗物质是由O（TeV）色标量湮灭产生的O（100）GeV规范单重标量产生的，这些标量是导致最终的热WIMP类重子不对称性的原因。没有重子洗出的要求意味着存在两个规范单重标量。如果长寿命的O（TeV）色标量具有大的超荷（|Y| > 4/3），则可以理解这种不对称性向常规重子的低温转移。在大型强子对撞机上产生这样的标量将是该模型的一个明显标志。
2015-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Non-WIMP Candidates
非WIMP暗物质候选者包括由极小性激发的粒子，由实验异常激发的候选者，以及主要由聪明的反传统者的愿望激发的奇异可能性，以突出我们对暗物质的本质是多么的无知。在这篇评论中，我讨论的候选人不是WIMP，但仍然分享相同的理论动机作为WIMP，也自然有正确的遗物密度。有两个类：超级弱相互作用暗物质，其中所需的遗迹密度通过衰变继承;无弱相互作用暗物质，其中暗物质的质量和耦合一起缩放以维持所需的热遗迹密度。
2010-02-19 astro-ph.CO hep-ph
Halo-independent bounds on the non-relativistic effective theory of WIMP-nucleon scattering from direct detection and neutrino observations
我们结合实验的限制，从直接探测搜索和中微子望远镜寻找WIMP湮灭在太阳上的有效非相对论性哈密顿量，驱动散射过程的核的WIMP自旋1/2的28 WIMP质子和WIMP中子耦合的每一个上的晕独立的界限。该方法假设速度分布在太阳系尺度上是归一化的、均匀的，以及WIMP在太阳中的俘获和湮灭之间的平衡，并需要固定WIMP湮灭通道（我们假设$b\bar{b}$）。我们认为一个单一的非零耦合的时间，并发现，对于大多数的耦合的松弛度的晕独立的边界相比，通过假设标准的晕模型是有少数例外相对温和的低和高的WIMP质量制度，在那里它可以小到一个因素的$\simeq 2$，而在10 GeV和200 GeV之间的中间质量范围内，它可以与$\sim 10^3$一样大。这种一般模式的一个例外，与更温和的值的束缚弛豫，观察自旋相关的WIMP质子耦合的情况下，没有或相对较小的动量抑制，其中WIMP捕获强烈增强，因为它是由散射事件驱动关闭$^1H$，这是太阳中最丰富的目标。在这类算子中，对于仅由速度依赖项驱动的相互作用，松弛特别小，与直接检测相比，太阳捕获信号增强，这要归功于太阳内散射WIMP的最高速度，这是由于更大的引力加速度。
2023-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter production in the early Universe: beyond the thermal WIMP paradigm
LHC对新物理的搜索越来越严格，加上在暗物质搜索中缺乏令人信服的弱相互作用大质量粒子（WIMP）信号，这些都严格限制了许多将热产生的WIMP作为冷暗物质的标准范例的实现。在这篇文章中，我们更一般地审查热和非热产生的暗物质（DM）。人们可以将DM模型分为两大类：一类涉及玻色子相干运动（bosonic coherent motion，WIMP），另一类涉及WIMP。WIMP和WIMP候选者分别需要一些近似的全局对称性和几乎精确的离散对称性。超对称轴子模型是高度动机，因为他们出现了令人信服的和优雅的解决方案的两个微调问题的标准模型：强CP问题和规范层次问题。我们在这里审查非热文物的一般设置，但我们也特别注意到丰富的宇宙学性质的各个方面的混合超对称性/轴子暗物质候选人，可以涉及两个弱相互作用大质量粒子和中微子在交织的方式。我们还简要回顾了一整套替代热和非热DM候选人。
2014-11-02 astro-ph.CO hep-ph
Differentiating hidden sector dark matter from light WIMPs with Germanium detectors
轻WIMP暗物质和隐藏扇区暗物质已被提出来解释DAMA，CoGeNT和CRESST-II数据。这两种方法的特点是暗物质粒子在原子核上的自旋无关的弹性散射。轻WIMP暗物质调用一个单一的粒子物种，通过接触相互作用与普通物质相互作用。相比之下，隐藏扇区暗物质通常是多组分的，并且被假设通过无质量介质的交换来相互作用。这种隐藏的扇形暗物质因此预测了由于这种动力学而急剧上升的核反冲光谱$dR/dE_R \sim 1/E_R^2$，而WIMP暗物质预测了一个敏感地依赖于WIMP质量的光谱$m_χ$。我们比较和对比这两个非常不同的可能来源的CoGeNT低能量过剩。在相关的能量范围内，这两个理论预测的反冲光谱大致同意提供$m_χ\simeq 8.5$ GeV-接近的值有利于从拟合CoGeNT和CDMS低能数据。即将进行的实验包括C-4、CDEX和MAJORANA演示器，预计将提供低能锗反冲光谱的合理精确测量，包括年度调制幅度，这应该区分这两种理论可能性。
2012-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Radio bounds on the mixed dark matter scenarios of primordial black holes and WIMPs
本文研究了原初黑洞与自湮灭WIMPs混合暗物质场景中的同步辐射射电发射，发现PBH对总暗物质丰度的贡献上限为$10^{-8}\sim 10^{-5}$量级，因此在传统电弱尺度WIMPs存在时其贡献可忽略不计。
2023-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Primordial black hole dark matter in the presence of p-wave WIMP annihilation
研究了由原初黑洞和自湮灭弱相互作用大质量粒子组成的混合暗物质方案中原初黑洞暗物质的允许丰度，该方案的湮灭截面与速度有关.我们首先简要地说明了速度抑制p波湮灭的情况下，WIMP暗物质晕轮廓的变化，与熟悉的s波湮灭的情况相比，然后讨论了PBH质量依赖的上限上允许的PBH暗物质丰度。WIMP可以吸积到PBH上，形成具有尖峰密度轮廓的超紧凑迷你晕。这样的尖峰在晕的中心区域被缓和，因为WIMP被湮灭掉，并且这种缓和对于较小的湮灭截面是不太有效的。速度抑制p波湮灭截面的WIMP核心密度变大，而核心半径变小比s波湮灭的情况。湮灭截面依赖于速度的变化横跨晕，除了WIMP密度剖面的变化，另一个有趣的功能是PBH质量依赖于绑定的PBH暗物质丰度。这是在鲜明的对比，S-波湮灭的情况下，PBH丰度绑定是独立的PBH质量。允许的PBH暗物质分数（相对于总的暗物质丰度）的顺序$f_{PBH}\lesssim {\cal O}(10^{-7})(M_{\odot}/M_{PBH})^{(-6+2γ_{sp})/(3γ_{sp}+3)}$为热遗迹p波暗物质与质量$100$ GeV其中$γ_{sp}$是尖峰曲线的斜率指数，与$f_{PBH}\lesssim {\cal O}(10^{-9})$为相应的热遗迹s波暗物质的情况进行比较。
2022-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Probing the Local Velocity Distribution of WIMP Dark Matter with Directional Detectors
我们探索定向核反冲探测器的能力，约束弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的局部速度分布进行贝叶斯参数估计模拟反冲事件数据集。我们详细讨论了如何方向的信息，结合测量的反冲能谱，有助于打破退化的速度分布参数。我们还考虑了这样的可能性，即除了星系晕之外，还可能存在冷潮汐流或暗盘等速度结构。假设一个四氟化碳探测器与30千克年的曝光量，一个50 GeV的WIMP质量，和一个WIMP-核子自旋相关的横截面为0.001铅，我们表明，冷潮汐流的属性可能会受到很好的约束。然而，测量具有~50 km/s的低滞后速度的暗盘组件的参数可能是具有挑战性的，除非能量阈值得到改善。
2012-02-22 astro-ph.CO hep-ph
Fingerprint matching of beyond-WIMP dark matter: neural network approach
银河系尺度的结构是特别感兴趣的，因为它提供了重要的线索，暗物质的属性和它的观测正在改善。弱相互作用大质量粒子（WIMP）在星系尺度上表现为冷暗物质，而超WIMP候选者抑制星系尺度结构的形成。线性物质功率谱中的抑制通常由单一参数表征，即热暖暗物质质量。另一方面，抑制的形式取决于潜在的机制。有必要引入多个参数以覆盖广泛的beyond-WIMP模型。一旦引入多个参数，从一方到另一方共享结果就变得更加困难。在这项工作中，我们建议采用神经网络技术，以促进双方之间的沟通。为了演示如何以一种具体的方式工作，我们考虑一个简化的模型，轻弱相互作用的大质量粒子。
2019-06-21 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Radio Emission induced by WIMP Dark Matter
本文详细分析了河外晕中由WIMP暗物质湮灭和衰变引起的射电同步辐射。我们计算强度，角相关性，和源计数和讨论的影响，预期信号的暗物质集群，以及其他天体物理学的不确定性，如磁场和空间扩散。然后推导出暗物质微观性质的界限，并且根据特定的假设集，它们与其他间接暗物质搜索的约束具有竞争力。在GHz频率下，暗物质源可以成为亮度低于微扬斯基水平的源总数的重要部分。我们表明，在这个水平的通量（这是在下一代无线电调查的范围内），差分源计数的微弱边缘的属性，以及角相关数据，可以成为一个重要的探测WIMP。
2012-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Supersymmetry and Dark Matter post LHC8: why we may expect both axion and WIMP detection
在后LHC 8时代，人们认为超对称模型参数空间的剩余部分在EW扇区（EWFT）中得到了高度微调。我们讨论了如何传统的措施高估超对称理论的EWFT。辐射驱动的自然超对称性（RNS）模型保持了超对称性大统一理论的范式，EWFT较低，约为10%，但其特征是轻希格斯~100-300 GeV，弱相互作用暗物质热丰度不足。对强CP问题实施超对称DFSZ解决方案可以解释小μ参数，但表明暗物质应该主要由轴子和少量类似希格斯诺的WIMP混合组成。虽然RNS可能逃脱LHC 14的搜索，但我们希望最终能直接检测到WIMP和轴子。一台能量为\sqrt{s} ~ 500-600 GeV的e^+e^-对撞机应该能对预言的轻希格斯玻色子进行彻底的搜索。
2013-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Limits on Self-Interacting Dark Matter
基于对附近老中子星的观测，我们对费米子非对称暗物质的自相互作用施加了新的严格约束。由汤川型相互作用介导的WIMP自相互作用可以显著降低中子星中积累的WIMP粒子数发生引力坍缩所需的WIMP粒子数。即使是位于低暗物质密度区域附近的中子星，也可以吸积足够数量的WIMP，这些WIMP可能会坍缩，形成一个迷你黑洞，并摧毁宿主恒星。在此基础上，我们推导出WIMP自相互作用的约束条件，在某些情况下比子弹簇（目前被认为是最严格的）严格几个数量级。
2011-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Superheavy dark matter through Higgs portal operators
WIMPzilla假说认为暗物质是一种超弱相互作用的超重粒子。传统上，WIMPzilla丰度由暴胀期间或结束时的引力粒子产生决定。在这项研究中，我们允许WIMPzilla通过希格斯门直接与标准模型场相互作用，并且我们计算了等离子体中希格斯玻色子对湮灭产生的WIMPzilla暗物质的热产生（冻结）。两个粒子物理模型参数是WIMPzilla质量和Higgs-WIMPzilla耦合。这两个宇宙学参数是再加热温度和膨胀结束时宇宙的膨胀率。我们划定的区域的参数空间，无论是重力或热生产占主导地位，在这些地区内，我们确定的参数，预测所观察到的暗物质遗迹丰度。允许热产生打开了参数空间，即使是普朗克抑制的希格斯-WIMPzilla相互作用。
2019-07-29 astro-ph.CO hep-ph
WIMP dark matter candidates and searches - current status and future prospects
我们回顾了当前暗物质理论和实验的几个方面。我们概述了目前的实验状态，其中包括目前的界限和最近的索赔和暗示的一个可能的信号在广泛的实验：直接检测地下实验室，伽马射线，宇宙射线，X射线，中微子望远镜，和大型强子对撞机。我们简要回顾了几个可能的候选粒子弱相互作用大质量粒子（WIMP）和暗物质，最近被认为是在文献中。我们特别关注最轻的超对称中性伴子，因为它仍然是暗物质的最佳候选者，也显示出良好的检测前景。最后，我们简要地回顾了一些替代方案，可以大大改变性能和前景的标准热WIMP范式内获得的暗物质的检测。
2018-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Freeze-in of WIMP dark matter
本文提出了一种新的暗物质场景，其中弱相互作用大质量粒子（WIMPs）可以通过早期宇宙中的一阶相变（FOPT）实现冻入，即使其相互作用并不微弱，这为冻入机制提供了新方向并扩展了WIMP暗物质的范畴。
2023-09-14 astro-ph.CO hep-ph
Gamma-rays From Warm WIMP Dark Matter Annihilation
弱相互作用大质量粒子（WIMP）通常作为冷暗物质的候选者，然而当它以非热的方式产生时，它的行为就像温暖的暗物质。在本文中，我们研究的$γ$射线的性质，从湮灭的WIMP暗物质在我们自己的银河系晕的高分辨率$N$体模拟的银河系暗物质晕，假设不同的性质的WIMP。由于大的自由流长度在温暖的WIMP的情况下，暗物质晕的子结构内容是显着不同的冷WIMP对应物，导致不同的预测$γ$射线信号从暗物质湮灭。我们通过比较预测的$γ$ -射线信号从温暖的WIMP湮灭的冷WIMP来说明这些。显着的差异，从subhalo的天空图和两个WIMP模型之间的统计特性进行了演示。由于暖WIMP情景下非热产生机制的潜在增强截面，银河系中心可能是间接探测暖WIMP到矮星系的优先点，这可能不同于冷暗物质情景。作为一个具体的例子，我们考虑了超对称模型中的非热产生中性伴子，并讨论了用费米$γ$射线望远镜探测温WIMP的可能性。
2012-11-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Thermodynamic Evolution of Secluded Vector Dark Matter: Conventional WIMPs and Nonconventional WIMPs
隐蔽的暗物质位于一个隐藏的扇区内，并自我湮灭为较轻的介质，随后衰变为标准模型（SM）粒子。取决于介质的耦合强度的SM，隐藏的部门可以从SM浴动力学解耦时，温度下降到低于介质的质量，和暗物质湮灭截面在冻结，因此可能会被推高以上的弱相互作用的大质量粒子的常规值。本文从第一性原理出发，采用最简单的隐矢量暗物质模型，对暗区的热力学演化进行了全面的研究。受银河系中心γ射线过剩观测的启发，我们以暗物质和介质的两个质量集$\sim{\cal O}(80\, \text{GeV})$为例来说明热力学。数值求解了隐区数密度和温度演化的耦合玻尔兹曼矩方程。这种形式可以很容易地推广到一般的隐蔽暗物质模型。我们发现，一个长寿命的调解人可以导致一个提升的暗物质湮灭截面占遗迹丰度。我们进一步显示的参数空间，它提供了一个很好的适合银河系中心多余的数据，是兼容的当前边界和LUX-ZEPLIN预计的灵敏度。我们发现，未来的观测矮球状星系提供了有前途的达到探测最遗迹允许的参数空间有关的增强暗物质湮灭截面。
2022-09-25 astro-ph.CO hep-ph
Non-thermal Dark Matter Production from the Electroweak Phase Transition: Multi-TeV WIMPs and "Baby-Zillas"
一阶电弱相变结束时的粒子产生在标准模型之外的理论中可能是相当普遍的。如果暗物质与希格斯场有相当大的耦合，那么它就可能通过这种机制大量产生。对于温度T_EW ~ 50-100 GeV的电弱相变，质量M_X > TeV的非热生成暗物质将在相变后的热化中幸存下来，然后可以潜在地解释在热暗物质成分太小或不存在的情况下观察到的暗物质遗迹密度。在这些情况下，暗物质可能是多TeV的WIMP，其残余丰度主要产生于电弱相变，或者是质量M_GUT >> M_X >> v_EW的“Baby-Zillas”，在早期宇宙中从未达到热平衡。
2012-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Non-thermal WIMPs as "Dark Radiation" in Light of ATACAMA, SPT, WMAP9 and Planck
普朗克和WMAP 9卫星以及ATACAMA和南极望远镜最近提供了关于喜剧微波背景角功率谱的结果。数据初步表明，在早期宇宙中存在额外的辐射成分。在这里，我们表明，这个额外的组件可以模仿普通的WIMP暗物质粒子的大部分是冷的，但与一小部分是非热产生的相对论状态。我们提出了几个例子的理论，这种情况下，明确实现，并探讨相关的参数空间与BBN，CMB和结构形成界限一致。
2013-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter collisions with the Human Body
我们研究了弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与人体内原子核的相互作用。我们的动机是，WIMP是宇宙中暗物质的绝佳候选者。我们的估计使用70公斤的人和各种WIMP质量和横截面。在身体中的各个元素的贡献，它被发现，占主导地位的贡献是从散射的氧（氢）核的自旋无关（自旋相关）的相互作用。对于60 GeV的WIMP的情况下，我们发现，数十亿的WIMP通过人体每秒，大约10个WIMP击中一个原子核在人体中的平均一年，如果散射是在最大的WIMP相互作用与当前的界限一致。我们还研究了具有更大横截面的10-20 GeV WIMP，这些横截面最适合DAMA，COGENT和CRESST数据集，并发现了更高的速率：在这种情况下，平均每年有多达$10^5$ WIMP击中人体细胞核，相当于几乎每分钟一个。虽然WIMP相互作用是人体辐射的一个来源，但与其他自然来源（包括氡和宇宙射线）相比，每年的辐射量可以忽略不计，而且WIMP碰撞对人类无害。
2012-04-11 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter phenomenology : from simplified WIMP models to refined alternative solutions
现代物理学中最令人困惑的问题之一是确定宇宙中存在的非相对论物质成分的性质，其贡献了总能量预算的25 $\%$以上，称为暗物质。弱相互作用大质量粒子（WIMP）是最有动机的暗物质候选者之一。然而，鉴于非决定性的探测信号和强大的约束，从对撞机，直接和间接的探测实验，本文提出了限制的几个实现的WIMP范式的背景下，简化的暗物质模型。更详细的模型考虑扩展规范结构进行了进一步讨论，如涉及广义陈-西蒙斯耦合和一个特定的WIMP的情况下，最近观察到的味道异常相关的$R_{K^{(*)}}$观察到的动机建设。本论文的第二部分致力于讨论另一种暗物质热产生机制，其中强相互作用大质量粒子（SIMPs）范式的明确实现讨论的背景下，一个非阿贝尔隐藏的规范结构。在最后一部分中，通过“冻结”机制产生非热的暗物质成分的可能性进行了研究，并通过除了标准引力子之外，还通过重自旋2场介导暗物质密度产生的具体情况说明了宇宙后暴胀再加热阶段对这种结构的强烈影响。
2019-01-17 astro-ph.CO hep-ph
Planck-scale effects on WIMP dark matter
有一个广为人知的猜想，即引力效应违反了整体对称性。研究了普朗克尺度物理引起的高维算符的整体对称性破坏对WIMP暗物质性质的影响。使用一个有效的描述，我们表明，WIMP暗物质候选人的寿命可以满足宇宙学的界限，在合理的假设下，关于5维运营商的强度。另一方面，由于新的衰变通道，间接WIMP暗物质探测信号显著增强。
2013-12-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter in classically conformal theories: WIMP and supercooling
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
本文研究了经典共形理论中暗物质的两种场景：WIMP和冷却暗物质，探讨了其产生机制及实验探测渠道。
2026-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Planck Scale Origin of Non-zero $θ_{13}$ and Super-WIMP Dark Matter
我们研究了中微子质量和暗物质的离散味对称的情况下，这种全球离散对称性可以明确地打破在普朗克尺度，可能是引力效应。这种离散对称性的明确破缺模拟了模型中普朗克抑制的算子，这对中微子和暗物质扇区可能产生重要的影响。特别地，我们研究了一个味对称模型，在重整化水平上，产生了三双峰型中微子混合与消失的反应堆混合角$θ_{13}=0$，一个稳定的惰性标量二重态行为像一个弱相互作用的大质量粒子（WIMP）和一个稳定的单线态惰性费米子，不与任何其他粒子相互作用。普朗克抑制算子的引入明确打破了离散对称性，可以产生与中微子数据一致的非零$θ_{13}$，也打开了惰性标量二重态到单重态中性惰性费米子的衰变通道，从而实现了超WIMP暗物质场景。我们表明，正确的中微子现象可以在这个模型中得到，同时讨论三个不同的实现的超级WIMP暗物质的情况。
2019-09-03 astro-ph.CO hep-ph
LHC SUSY and WIMP dark matter searches confront the string theory landscape
真空解的弦论图景使物理学家对宇宙学常数的大小有了一些了解。类似的推理可以应用于粒子物理学超对称模型中的软超对称破缺项的大小：似乎有一个统计上的大的软项，这是由弱标度的人为要求缓和躺在不太远~100 GeV。对于m_{soft} ^n（n = 1）的温和统计绘制（正如由于单个F项而导致的超对称破缺所预期的那样），那么轻希格斯质量优选为~125 GeV，而s粒子都被拉到LHC边界之外。我们面对各种各样的LHC和WIMP暗物质的搜索限制与统计期望从一个肥沃的补丁弦论景观。最终的结果是，大型强子对撞机和WIMP暗物质探测器准确地看到了弦论景观所期望的：一个质量为125 GeV的标准模型般的希格斯玻色子，但迄今还没有超粒子或WIMP暗物质的迹象。在LHC中，来自n = 1的超对称性最有可能出现在软反号双轻子加喷流加MET通道中。多吨惰性液体WIMP探测器应该能够完全探索n = 1景观参数空间。
2019-01-30 astro-ph.CO hep-ph
Radio constraints on Galactic WIMP dark matter
电子宇宙线群的同步辐射可以用来研究宇宙射线物理和无线电天空图上的WIMP暗物质印记。我们使用现有的无线电数据-从MHz到GHz -分析银河系WIMP湮灭的贡献，并对WIMP观测值施加限制：湮灭截面，通道和质量。根据湮灭通道，我们得到的竞争边界中获得的费米-LAT伽玛射线分析的矮卫星星系。
2013-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Supersymmetry with radiatively-driven naturalness: implications for WIMP and axion searches
通过坚持MSSM的电弱和QCD部分的自然性，暗物质产生的图像与通常的WIMP奇迹图像相比有了很大的改变。在具有辐射驱动自然性的超对称模型（辐射自然超对称模型或RNS）中，其中包括对强CP和超对称μ问题的DFSZ类解决方案，暗物质预计将是轴子和希格斯诺类WIMP的混合物。WIMP/轴子丰度计算需要同时求解一组描述准稳定轴子和轴子的耦合玻尔兹曼方程。在大多数的参数空间，轴子弥补了占主导地位的贡献的暗物质，虽然地区的WIMP优势也发生。我们给出了PQ标度f_a的允许范围，并与ADMX轴子探测器在不久的将来预期探测的值进行了比较。我们还显示了WIMP的检测率，这是抑制从通常的期望，因为现在WIMP只包括一小部分的总暗物质。尽管如此，吨级稀有液体探测器应该能够探测整个RNS参数空间。间接的WIMP检测率是不太有利的，因为它们是由耗尽的WIMP丰度的平方减少。
2015-03-13 astro-ph.CO hep-ph
Detection of WIMP-like dark matter in some extensions of the Standard Model
最受欢迎的暗物质候选者之一是弱相互作用大质量粒子（WIMP），即具有质量和耦合的粒子大致落在电弱尺度内。除了提供一种解释暗物质的自然机制外，WIMP还为我们提供了一种希望，即可以通过它们的非引力相互作用来检测它们。在这种可能性下，我们肯定会更接近确定暗物质的真实性质的目标。在介绍了一些形式主义和理论元素后，我们研究了WIMP型暗物质的现象学，无论是在模型无关的方式，以及在特定的模型框架，重点是在运行或即将到来的直接和间接检测实验的检测前景。
2011-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The moment of truth for WIMP Dark Matter
我们知道暗物质占宇宙中所有物质的85%，但我们不知道它是由什么组成的。在众多被提出的暗物质候选者中，WIMP（弱相互作用大质量粒子）占据了一个特殊的位置，因为它们是粒子物理学标准模型的合理扩展。随着欧洲核子研究中心大型强子对撞机的出现，以及新一代的天体粒子实验，WIMP的关键时刻已经到来：要么我们将在未来五到十年内发现它们，要么我们将见证WIMP范式的不可避免的衰落。
2010-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter in the solar system III: The distribution function of WIMPs at the Earth from gravitational capture
在这最后一个系列的三个弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质在太阳系中，我们专注于WIMP绑定到系统的引力散射了行星。我们提出了一个玩具太阳系中的WIMP轨道模拟只包括太阳和木星。正如以前的工作所建议的，我们发现，在地球上的引力捕获的WIMP的密度是小的，在很大程度上不敏感的弹性散射在太阳的细节。然而，我们发现引力捕获的WIMP的密度可能会受到外部银河系引力场的影响。如果这些场不重要，那么地球上引力捕获的WIMP的密度应该与太阳系中弹性散射捕获的WIMP的最大密度相似。使用标准的假设晕WIMP分布函数，我们发现，引力捕获的WIMP的直接检测事件率的贡献可以忽略不计。虽然这些WIMP确实主导了地球中WIMP的湮灭率，但中微子望远镜中的事件率太低，无法在下一代中微子望远镜中观察到。
2009-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Detection Prospects for Majorana Fermion WIMPless Dark Matter
我们考虑速度依赖和速度无关的贡献自旋相关（SD）和自旋无关（SI）的核散射（包括一个循环的修正）的WIMP无暗物质，在这种情况下，暗物质候选人是马约拉纳费米子。我们发现，自旋无关的散射只产生于混合的异国情调的squarks，或从速度依赖的条款。然而（与MSSM中性伴子WIMP的情况相反），我们发现了一类不能通过SI散射检测到的模型，但可以通过SD散射在IceCube/DeepCore检测到。我们研究了大范围的马约拉纳费米子WIMP无模型参数的SI和SD检测策略的检测前景。
2011-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Limits on the WIMP-nucleon scattering cross-section from neutrino telescopes
像Super-Kamiokande和IceCube这样的中微子望远镜已经开始探索太阳中WIMP湮灭产生的中微子通量。信号的不可观测性会对WIMP的性质产生限制。在这里，我们专注于中微子信号从WIMP湮灭在太阳和表明，在合理的假设下，从冰立方的信号的非观测提出了一个更严格的约束自旋相关的WIMP质子散射截面比目前的直接检测实验，如COUPP和KIMS。对于自旋无关的散射截面，IceCube和当前的直接检测实验（如XENON 10和CDMS）的限制也有类似的限制。在这里，我们将通过的假设和不确定性，从限制从太阳的μ子通量的限制转换到WIMP质子截面的限制，并提出我们的结果作为易于使用的转换因子。
2009-03-18 astro-ph.CO
WIMP Dark Matter Inflation with Observable Gravity Waves
我们提出了一个成功的暴胀模型的基础上$λϕ^4$潜在的标准模型（SM）的单重暴胀$ϕ$，质量约TeV或更少，也起着弱相互作用的标量暗物质粒子（WIMP）的作用。暴胀后产生的WIMP遗迹丰度与目前的观测结果一致。谱指数$n_s$位于WMAP 1- $σ$的范围内，而普朗克卫星观测到的张量标量比（重力波的一个规范度量）估计在0.003 ~ 0.007之间。完整的$Z_2$宇称保证标量WIMP绝对稳定。
2010-07-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New Signatures of WIMPless Dark Matter
我们认为新的签名WIMP无暗物质，特别是那些可以用来测试模型与低暗物质质量。我们专注于在强子对撞机的检测前景，通过生产新的重QCD耦合粒子，衰减到无WIMP的暗物质加上喷流。我们发现，Tevatron可以探测低质量参数空间的一个重要部分，已经采取的数据，LHC将有更好的探测前景与其第一次物理运行。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The WIMP capture process for dark stars in the early universe
宇宙中形成的第一批恒星可能是暗星，由暗物质湮灭而不是核聚变提供动力。最初被恒星引力聚集的暗物质的数量只能维持它有限的一段时间。有人认为，从环境中捕获额外的暗物质可以延长暗星阶段，甚至到今天。在这里，我们表明，这种捕获过程是无效的，以延长第一代暗星的寿命。我们构建了一个蒙特卡罗模拟，遵循每个弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质晕作为其轨道响应的形成和演化的暗星，因为它散射了恒星的核，并在恒星内部湮灭。在穿过恒星的轨道上，WIMP的快速耗尽导致了第一代暗恒星的消亡。我们认为，第二代暗恒星原则上可能通过捕获存活更长时间。我们评论放松我们的假设的影响。
2010-05-31 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
WIMP Theory Review
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。在这篇简短的评论中，我们提出了一个步骤的基本性质的暗物质的直接检测实验，通过一些潜在的暗物质信号的伽马射线，X射线，和反物质，最后讨论的前景WIMP在未来十年。
2017-11-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMP Dark Matter within the dark photon portal
ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics and CSSM, Department of Physics, University of Adelaide（阿德莱德大学物理系暗物质粒子物理卓越研究中心和CSSM）
研究通过暗光子连接暗物质领域，探讨Dirac费米子和复标量暗物质在1 TeV范围内的湮灭和散射过程，结合热 relic 密度确定参数下限，并与直接探测实验限制进行比较。
2026-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searches for WIMP Dark Matter from the Sun with AMANDA
一个众所周知的潜在的暗物质特征是由引力束缚在大质量物体上的中性子湮灭而发射出GeV-TeV的中微子。我们目前的结果，从最近的搜索高能中微子发射从太阳与AMANDA，在所有情况下，没有发现显着的过剩。我们显示了中性伴子引起的μ子通量从太阳和中性伴子核子截面的限制，比较它们与最近的冰立方结果。特别是，我们对自旋相关截面的限制比直接探测实验中获得的要好得多，这使得AMANDA和其他中微子望远镜能够搜索MSSM参数空间的互补部分。
2009-06-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Constraining Mixed Dark-Matter Scenarios of WIMPs and Primordial Black Holes from CMB and 21-cm observations
我们考虑的暗物质（DM）的方案组成的混合物的WIMP和PBH和研究有多少比例的总DM可以PBH。在这种情况下，PBH可以吸积的WIMP，从而增强加热和电离的星系际介质由于WIMP湮灭。我们表明，CMB数据可以给严格的界限上允许的PBH分数是可比的，甚至比那些从伽马射线数据依赖于DM质量更紧。例如，MCMC似然分析使用普朗克CMB数据导致绑定PBH DM分数相对于总的暗物质$f_{\rm PBH} \lesssim {\cal O}( 10^{-10}\sim 10^{-8})$的WIMP质量$m_χ\sim {\cal O}(10\sim 10^3)$ GeV与传统的DM湮灭截面$\langle σv \rangle=3 \times 10^{-26}~\rm cm^3/s $。我们还研究了全球21厘米信号测量的可行性，以提供严格的限制PBH分数。
2021-06-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can prompt cusps of WIMP dark matter be detected as individual gamma-ray sources?
本文探究WIMP暗物质的瞬时密度尖峰能否作为独立伽马射线源被探测，分析了费米望远镜下可探测的WIMP质量、尖峰的距离质量等参数，指出低截面GeV级暗物质下该搜寻方式比银晕湮灭信号搜寻更灵敏。
2024-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
GeV-Scale Thermal WIMPs: Not Even Slightly Dead
弱相互作用大质量粒子（WIMP）长期以来一直是暗物质候选者的主要类别之一。观测到的暗物质丰度可以通过早期宇宙中弱尺度暗物质湮灭的冻结而自然获得。这种“热WIMP”方案直接预测了可以在当今实验中测试的总湮灭截面。虽然暗物质的质量约束可以高达$m_χ\gtrsim100$ GeV的特定湮灭通道，总的截面的约束尚未确定。我们构造的第一个模型独立的限制WIMP的总湮灭截面，显示允许的组合的湮灭通道分支比大大削弱了灵敏度。对于s波$2\rightarrow2$湮灭到可见终态的热WIMP，我们发现暗物质质量仅为$m_χ\gtrsim20$ GeV。这是热遗迹WIMP质量的最强的基本上与模型无关的下限，与么正性界的质量上限（$m_χ\lesssim 100$ TeV）一起，它定义了我们所说的“WIMP窗口”。为了探索剩余的质量范围，我们概述了前进的道路。
2018-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Ring-like features in directional dark matter detection
我们讨论了一种新的暗物质签名相关的弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的定向检测。对于足够重的WIMP和足够低的反冲能量，反冲率的最大值不是在平均WIMP到达方向的方向上，而是在围绕它的一个环中，该环的角半径随着WIMP质量的增加而增加，并且在非常低的能量下可以接近90度。相对于探测器，WIMP速度色散较小，WIMP平均速度较大时，环更容易探测。原则上，环可以用作WIMP质量范围的额外指示。
2012-05-10 astro-ph.CO
Reconstructing WIMP Properties in Direct Detection Experiments Including Galactic Dark Matter Distribution Uncertainties
我们提出了一种新的方法来确定弱相互作用大质量粒子（WIMP）的性质，在未来的吨级直接检测实验，占银河系（MW）光滑暗物质分布的不确定性。使用合成数据的运动学MW晕星匹配目前的样本从斯隆数字巡天，补充当地逃逸速度的限制，我们证明，当地的暗物质密度可以被约束到约20%的精度。对于低质量的WIMP，我们发现，在假设的本地暗物质密度的两个错误的因素，导致严重偏置重建的WIMP自旋无关的截面是不正确的，在15西格玛水平。我们表明，这种偏见可以克服边缘化的参数，描述MW的潜力，并使用这种形式主义项目的WIMP性能在未来1吨氙探测器上达到的精度。我们的方法可以很容易地应用到不同的检测器技术，并扩展到更详细的MW晕模型。
2009-12-24 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Detection prospects for heavy WIMP dark matter near supermassive black holes, particularly in M31
Institute of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理研究所）
本文研究了近超大质量黑洞处WIMP暗物质的探测前景，指出CTA在M31*中可能探测TeV尺度WIMP参数空间，并提供比MW*更严格的约束。
2025-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
WIMPless Dark Matter from Non-Abelian Hidden Sectors with Anomaly-Mediated Supersymmetry Breaking
在反常介导的超对称破缺（AMSB）模型中，超伴体质量与耦合的平方成正比。因此，它们隐藏的部分自然包含无WIMP的暗物质，这些粒子的热遗迹丰度保证是正确的大小，即使它们不是弱相互作用大质量粒子（WIMP）。我们研究可行的暗物质候选人在WIMP无AMSB模型与非阿贝尔隐藏部门和突出不寻常的可能性，即使是最简单的模型中出现。在一个纯SU（N）隐藏扇区的例子中，稳定的隐藏胶子以正确的残余密度冻结，但具有极低但自然的限制尺度，为自相互作用的暗物质提供了一个框架。在另一个简单的场景中，隐藏的胶子冻结并衰变为具有正确残余密度的可见Winos，隐藏的胶球可能是稳定的，为混合的冷热暗物质提供自然框架，或者可能衰变，产生天体物理信号。最后，我们提出了一个模型与轻隐藏π介子，可以测试与非相对论自由度的数量上的改进的约束。所有这些场景都是由少量参数定义的，与规范耦合统一相一致，保留了弱尺度与观测到的暗物质遗迹密度之间的美丽联系，并且是自然的，具有相对较轻的可见超伙伴。最后，我们对未来有趣的方向发表评论。
2011-02-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Direct Detection of WIMP Dark Matter: Concepts and Status
暗物质的存在被大量的间接观测所证实，这是一个最重要的迹象，表明一定存在超越粒子物理学标准模型的物理学。本文回顾了在地下实验室的超灵敏探测器中直接探测弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的概念，讨论了预期的特征，探测器概念，以及如何实现严格的低背景要求。最后，它总结了该领域的现状，并对未来几年进行了展望。
2019-07-04 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Directional detection of Dark Matter with MIMAC: WIMP identification and track reconstruction
定向探测是一种很有前途的暗物质搜索策略。事实上，WIMP引起的反冲呈现出对天鹅座方向的依赖性，而背景引起的反冲在银河系静止框架中呈现出各向同性的分布。利用这些特征，甚至在一个相当大的背景的存在下，我们第一次显示的可能性，以约束的WIMP属性，无论是从粒子和星系晕物理，导致非重子暗物质的识别。然而，这样的结果需要高度精确的轨道重建，这应该是可达到的MIMAC检测器使用专用的读出结合反冲核的可能性分析。
2011-01-14 astro-ph.CO
Dark matter in the solar system I: The distribution function of WIMPs at the Earth from solar capture
下一代暗物质（DM）直接探测实验和中微子望远镜将探测大片的暗物质参数空间。为了解释这些实验中的信号，有必要有一个好的模型，既有晕DM流通过太阳系和DM的人口绑定到太阳系。在本文中，第一个在一系列的三个DM在太阳系中，我们提出了模拟的轨道DM绑定到太阳系的太阳能捕获在一个玩具太阳系中只包括太阳和木星，假设DM由一个单一的物种的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。我们描述了如何绑定的WIMP人口的大小取决于WIMP质量，自旋无关的截面，和自旋相关的截面。使用银河DM晕的标准描述，我们发现，与当前实验对WIMP-核子截面的限制一致，直接探测事件率的最大增强相对于来自晕WIMP的事件率< 1%，而来自地球中心WIMP湮灭的中微子的事件率不太可能满足下一代km^3大小的阈值。（IceCube，KM 3 NeT）中微子望远镜。
2009-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Novel Constraints on Mixed Dark-Matter Scenarios of Primordial Black Holes and WIMPs
我们推导出的约束条件的混合暗物质的情况下组成的原始黑洞（PBH）和弱相互作用的大质量粒子（WIMPs）。在这些情况下，我们预计的密度尖峰的WIMPs的引力绑定到PBH，这将导致增强的湮灭率和增加的间接检测前景。我们发现，这种情况下提供了强有力的限制，所允许的部分PBH构成的暗物质，取决于WIMP质量$m_χ$和速度平均湮灭截面$\langle σv \rangle$。对于$m_χ = 100\,{\rm GeV}$和$\langle σv \rangle = 3 \times 10^{-26}\,{\rm cm}^{3} / {\rm s}$的标准场景，我们推导出的边界比质量为$10^{-12}\,M_{\odot} \lesssim M_{\rm BH} \lesssim 10^{4}\,M_{\odot}$的PBH的所有现有边界都要强，其中$M_{\odot}$是太阳质量，并且大多数情况下是几个数量级。
2018-07-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A tale of dark matter capture, sub-dominant WIMPs, and neutrino observatories
弱相互作用大质量粒子（WIMPs）是最有动机的暗物质（DM）候选者之一，可能构成DM总预算的全部或一小部分。我们考虑的情况下，WIMP是一个次主导DM组件，这样的情况下，将影响当前的直接和间接的边界上的WIMP-核子散射截面。在本文中，我们专注于间接搜索的中微子通量所产生的湮灭的次主导的WIMP捕获的太阳或地球通过自旋相关或自旋无关的散射。我们推导了中微子湮灭率和中微子观测站的中微子通量。在我们的计算中，我们包括一个更新的地球化学成分相对于以前的文献，导致地球的自旋相关散射的捕获率增加了三倍。结果进行了比较，从超级神冈和冰立方目前的界限。我们讨论了直接和间接检测方法与WIMP丰度的范围的缩放。
2017-01-12 astro-ph.CO
