Shadow dark matter, sterile neutrinos and neutrino events at IceCube
IceCube合作观测到的高能中微子的过剩可能来源于暗镜区重阴影重子的重子数违反衰变产生阴影中微子。然后，这些无菌中微子振荡成普通中微子，并将其光谱的特定特征转移给它们。特别地，这种情况可以解释2 PeV以上的频谱的末端以及400 TeV和1 PeV之间的能隙的存在。
2015-06-30 astro-ph.HE hep-ph
Indirect dark matter search in the Galactic Centre with IceCube
本文利用约9年IceCube-DeepCore低能优化数据搜寻银河系中心暗物质湮灭与衰变产生的中微子信号，并给出5 GeV至8 TeV质量范围内暗物质自湮灭截面的灵敏度。
2023-08-13 astro-ph.HE hep-ph
Searching for Dark Matter Annihilation with IceCube and P-ONE
本研究用十年IceCube公开数据搜寻弱相互作用大质量粒子，给出暗物质湮灭产生中微子的更严格约束，同时预测P-ONE中微子观测站的探测潜力，其在1-10TeV能区灵敏度或超伽马射线搜寻1-2个数量级，长周期银心搜寻可达到热遗迹丰度水平。
2023-12-22 astro-ph.HE hep-ph
Testing the Dark Matter Scenario for PeV Neutrinos Observed in IceCube
超重暗物质的晚期衰变被认为是在冰立方观测到的弥散PeV中微子的可能解释之一。我们认为多信使约束的影响，并表明，所提出的模型是勉强符合漫射伽马射线背景数据。通过详细分析和识别费米观测到的亚TeV各向同性扩散伽马射线数据以及HAWC或Tibet AS+MD等天文台未来对亚PeV伽马射线的观测，可以进行关键测试。此外，通过下一代望远镜（如IceCube-Gen 2）的几年观测，μ子中微子对附近暗物质晕（如室女星系团）的搜索应该使我们能够排除或支持暗物质模型，而不依赖于伽马射线和各向异性测试。
2015-08-12 astro-ph.HE hep-ph
Effective field theory interpretation of searches for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Neutrino Observatory
我们提出了一个独立于模型的解释搜索暗物质湮灭在太阳使用有效场论的方法。我们确定了一组有效的运营商的自旋相关的散射的暗物质与质子在非相对论性的限制，并探讨简单的新的物理模型，这将引起这样的运营商。使用的限制自旋相关的散射截面设置的冰立方合作在他们的搜索太阳中的暗物质湮灭，我们得到的限制有效耦合和相应的质量的中介粒子。我们表明，冰立方搜索的有效场论解释提供了补充的遗物密度观测和搜索在大型强子对撞机的暗物质的限制。最后，我们讨论了天体物理不确定性对我们结果的影响。
2014-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Cascade Events at IceCube+DeepCore as a Definitive Constraint on the Dark Matter Interpretation of the PAMELA and Fermi Anomalies
暗物质衰变或湮灭为μ + μ-或τ + τ-被认为是PAMELA和Fermi报告的e+e-异常的解释。最近的分析表明，在DeepCore的补充下，IceCube将能够在不到五年的运行时间内将衰变的参数空间限制在mu+mu-，并排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些分析依赖于从下行nu_mu测量IceCube+DeepCore中的类轨道事件。在本文中，我们表明，通过测量所有中微子味道引起的级联事件，IceCube+DeepCore可以在仅运行三年的时间内排除衰变到mu+mu-，并在仅运行一年的时间内排除衰变到tau+tau-和湮灭到mu+mu-。这些约束对暗物质晕轮廓的选择具有很强的鲁棒性，并且与暗物质-核子截面无关。
2010-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Recent IceCube Results: Diffuse Flux, Point Sources and Dark Matter
本文介绍了 IceCube 实验的最新结果，重点总结了天体物理中微子弥散通量的测量、点源搜寻（包括耀变体与星系等）以及暗物质间接搜寻的最新进展与限制。
2024-07-23 astro-ph.HE hep-ph
Superheavy dark matter and IceCube neutrino signals:bounds on decaying dark matter
超重暗物质可能会在地球上探测到的高能中微子信号中显示出它的存在。从冰立方的最新结果来看，我们可以在$10^{28} {\rm sec}$附近设定超过100 TeV的暗物质寿命的最强下限。PeV周围的过量被注意到，并且可以被解释为DM的第一信号，即使邀请进一步的确认和专门的搜索。
2015-07-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark Matter Neutrino Scattering in the Galactic Center with IceCube
虽然有证据表明暗物质的存在，但其性质尚未被发现。与此同时，冰立方探测到的高能天体物理中微子的性质仍然没有得到解决。如果暗物质和中微子相互耦合，它们可能表现出非零的弹性散射截面。各向同性的河外中微子流和暗物质之间的这种相互作用将集中在银河系中心，那里的暗物质柱密度最大。这种散射会减弱高能中微子的通量，这可以在冰立方中观察到。使用七年的中等能量起始事件样本，我们进行了未分组的可能性分析，基于可能的DM-中微子相互作用场景搜索信号。我们寻找一个抑制的高能量天体物理中微子通量在银河系中心的方向，并比较这些限制，以补充低能量的信息，从大尺度结构调查和宇宙微波背景。
2021-07-24 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Secluded Dark Matter models with the public data from the 79-string IceCube search for dark matter in the Sun
在太阳公开数据中寻找暗物质的79串冰立方搜索被用来测试隐蔽的暗物质模型。没有显着超过背景观察和约束的模型的参数推导。此外，搜索也被用来约束暗光子模型的参数空间的区域中的暗光子质量之间的0.22和$\sim$ 1 GeV和动力学混合参数$\varepsilon \sim 10^{-9}$，这仍然是不受约束的。这是中微子望远镜对暗光子的第一个限制。预计中微子望远镜将成为通过在太阳、地球和银河系中心进行不同搜索来测试暗光子的有效工具，这可以补充直接探测、加速器、天体物理学和其他信使（如伽马射线或反粒子）间接探测的限制。
2017-04-03 astro-ph.HE hep-ph
Neutrinos at IceCube from Heavy Decaying Dark Matter
宇宙中微子光谱中的单色线将是暗物质的确凿证据。有趣的是，冰立方实验最近报告了两个PeV中微子事件，其能量可能与实验不确定性相等，并且其背景波动的概率估计小于1%。在这里，我们探讨这些事件的前景是从暗物质的单色线信号的第一个迹象。虽然可测量的湮灭签名似乎是不可能的，在这样的能量，我们讨论的暗物质量子数，有效的运营商，和寿命可能导致一个适当的信号从暗物质衰变。我们将表明，一套可能的衰变算子是相当有限的，并将重点放在几个可行的候选人，可以解释冰立方事件;违反R-宇称引力子，隐藏的扇区规范玻色子，在额外的维度和单态费米子。在基本上所有的情况下，我们发现，一个PeV中微子线信号从暗物质将伴随着一个潜在的可观察到的连续谱的中微子上升到较低的能量。
2013-06-14 astro-ph.HE hep-ph
Interpreting IceCube 6-year HESE data as an evidence for hundred TeV decaying Dark Matter
假设一个单一的天体物理幂律通量来解释冰立方6年HESE外星事件产生了一个大的光谱指数，这与伽马射线观测和6年上升的μ子中微子数据有很大的关系。采用一个属于$\left[2.0,2.2\right]$范围的谱指数，它与通过对6年上行μ子中微子数据进行分析所推导出的谱指数以及$p$ - $p$天体物理源相一致，最新的IceCube数据显示，在能量范围40- 200 TeV内，事件数超过了$2.6\,σ$。我们解释这样的过剩作为一个衰减的暗物质信号，我们进行似然比统计检验比较的两个组件的情况下，相对于单组件之一。
2017-09-22 astro-ph.HE hep-ph
Searching for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Upgrade
本文计算了 IceCube Upgrade 对太阳中暗物质湮灭的探测灵敏度，发现其可检验超出直接探测实验范围的参数空间，并识别出两类有前景的暗物质模型作为搜寻目标。
2025-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
IceCube neutrinos, decaying dark matter, and the Hubble constant
从普朗克测量的宇宙微波背景各向异性导出的宇宙学参数与直接天文测量的低红移的各种参数存在一定的张力。最近，人们已经证实，如果在重组和现在的时期之间，有一定比例的暗物质是不稳定的，并发生衰变，这种差异就可以得到调和。本文证明，如果超重残骸有中微子B（X \to）\sim 3 \times 10^{-9}的分支，那么这种情况也可以容纳最近发现的地外中微子通量，从而缓解IceCube结果与费米LAT数据之间的紧张关系。该模型具有完全的预测性，可以面对未来的IceCube数据。我们证明，经过10年的观察，IceCube将能够在3σ水平上区分单能信号与X衰变。在升级后的IceCube-Gen 2的几年数据采集中，将收集到足够的统计数据来阐明5σ水平上的暗物质-中微子联系。
2016-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Higher order dark matter annihilations in the Sun and implications for IceCube
在太阳中捕获的暗物质粒子会湮灭，产生一种可以在地球上检测到的中微子流。然而，在某些通道中，中微子通量位于MeV范围内，因此在冰立方无法检测到，即当暗物质粒子湮灭为$e^+e^-$，$μ^+μ^-$或轻夸克时。另一方面，同样的相互作用，介导湮灭成轻费米子，也导致，通过高阶效应，产生弱规范玻色子（在夸克的情况下，也胶子），产生高能量中微子通量可能在冰立方观察。本文考虑了与一个规范玻色子和一个圈湮灭成两个规范玻色子相关联的费米子-反费米子对的树能级湮灭，并计算了暗物质粒子与质子耦合时暗物质粒子与电子的散射截面的极限，μ子或轻夸克来自于没有观测到太阳方向的过量中微子事件。我们发现，自旋相关的散射截面的限制，在某些情况下，比直接检测实验的限制。
2014-02-18 astro-ph.HE hep-ph
Blazar Boosted Dark Matter in IceCube
Pontificia Universidad Católica del Perú（秘鲁天主教宗座大学）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学）
该研究在含大质量矢量中介子的费米子暗物质模型中，利用冰立方数据推导参数约束，发现其探测亚GeV暗物质的灵敏度优于传统直接探测，信号由深度非弹性散射主导。
2026-08-17 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter interpretation of low energy IceCube MESE excess
2年的MESE冰立方事件显示，在10-100 TeV的能量范围内，最大局部统计显著性为2.3 $σ$，一旦假设一个硬的天体物理幂律稍微过剩。与$p$ - $p$源相关的多信使研究以及最近冰立方对6年上行μ介子中微子的分析确实表明了小于2.2的谱指数。在本文中，我们提出了一个两个组成部分的情况下，解释的天体物理幂律和暗物质信号的外星中微子。我们考虑衰变和湮灭暗物质候选人不同的最终状态（夸克和轻子）和不同的晕密度分布。我们进行了似然比分析，提供了一个统计学意义高达3.9 $σ$的暗物质的冰立方低能量过剩的解释。
2017-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Boosted Dark Matter in IceCube and at the Galactic Center
我们表明，事件过剩观察到的冰立方合作TeV-PeV的能量，通常被解释为证据的天体物理中微子，可以解释为高度提升的暗物质粒子的散射。具体来说，我们考虑的情况下，一个$\sim 4$ PeV标量暗物质粒子$ϕ$可以衰变到一个更轻的暗费米子$χ$，这反过来又散射了核在冰立方探测器。除了这些事件，这是专门的类，该模型还预测在$\mathcal{O}(100 \text{TeV})$事件的二次人口起源于三体衰变$ϕ\to χ\barχa$，其中$a$是一个赝标量介导的暗物质-标准模型相互作用，其衰变产物包括中微子。这个次要群体还包括类似赛道的事件，两个群体一起提供了与IceCube数据的极好拟合。然后，我们认为，一个遗迹丰富的轻暗物质粒子$χ$，这可能构成了宇宙中的暗物质的次主导成分，可以完全正确的属性来解释观测到的过量的GeV伽马射线从银河系中心区域。我们的提升暗物质的情况下，还预测通量的$\mathcal{O}(10)$ TeV正电子和$\mathcal{O}(100 \text{TeV})$光子从3体级联衰变的重暗物质粒子$ϕ$，我们展示了如何这些可以用来约束部分可行的参数空间的模型。由于$χ$的赝标量耦合，直接检测限很弱。对赝标量介质$a$的加速器约束导致的结论是，$a$的首选质量是$\gtrsim 10$ GeV，并认为大耦合$b$夸克，但抑制或消失耦合轻子是首选。
2015-05-21 astro-ph.HE hep-ph
A Consistent Theory of Decaying Dark Matter Connecting IceCube to the Sesame Street
在冰立方中微子天文台观测到的高能事件引发了许多研究，这些研究将检测到的高能中微子解释为重的不稳定暗物质粒子的衰变产物。然而，虽然存在对冰立方现象学的非常详细的处理，但只有少数参考文献关注（非平凡的）暗物质生产部分-所有这些都依赖于相对复杂的新模型，这些模型并不总是可直接测试的。相反，我们调查了两种可能的最小场景，其中负责IceCube事件的操作员直接参与了暗物质的产生。我们表明，最简单的（四维）运营商是不够强大，以适应所有的约束。然而，一个更非最小的设置（在质量维度6），可以拟合所有数据，也可以只允许一个相对较小的参数空间，其中一部分可以在未来的观测范围内。我们的结论是，极简主义的方法可以足以解释所需的所有数据，而复杂的新物理似乎不需要冰立方。
2017-04-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A consistent model for leptogenesis, dark matter and the IceCube signal
我们讨论了标准模型的左右对称扩展，其中三个额外的右手中微子在解释宇宙的重子不对称性，暗物质丰度和冰立方实验检测到的超高能信号中发挥了核心作用。IceCube测量的能谱和中微子通量归因于最轻的右手中微子$N_1$的衰变，从而固定了它的质量和寿命，而原始热浴中$N_1$的产生是通过额外的$SU(2)_R$相互作用驱动的冻结机制发生的。冰立方和暗物质丰度的限制使得较重的右手中微子仍然可以实现标准的I型跷跷板式的轻生，而$B-L$不对称性主要由次轻的中微子$N_2$产生。模型的进一步结论和预测是：$N_1$的产生意味着宇宙的再加热温度和$SU(2)_R$三重态的真空期望值之间存在特定的幂律关系;稀薄成因对宇宙在$7\times10^9\,\mbox{GeV}$的再加热温度施加了一个下限。此外，该模型需要一个消失的绝对中微子质量标度$m_1\simeq0$。
2016-11-17 astro-ph.HE hep-ph
Are We Looking at Neutrino Absorption Spectra at IceCube?
在冰立方观测到的高能中微子光谱可能表明超轻暗物质晕吸收了这种中微子。我们指出，这种光谱的各种功能可以解释这样的解释。对于光$Z^\prime$介导的$t$通道暗物质与中微子的相互作用，我们提出了一种新的机制，这些中微子在特定的能量吸收。这可以避免AGN模型预测能量超过PeV的大中微子通量。
2018-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter search in dwarf irregular galaxies with ten years of data from the IceCube neutrino observatory
本文利用冰立方十年μ子径迹数据对7个矮不规则星系方向搜寻重暗物质湮灭中微子信号，未发现显著信号，并给出1 TeV至10 PeV暗物质湮灭截面上限，补充了基于更可靠J因子的暗物质约束。
2024-01-12 astro-ph.HE hep-ph
Probing annihilations and decays of low-mass galactic dark matter in IceCube DeepCore array: Track events
DeepCore阵列的部署显著降低了IceCube的能量阈值，约为10 GeV，并提高了检测轻暗物质湮灭和衰变中中微子的灵敏度。为了匹配这一实验发展，我们计算了DeepCore阵列中由于银河系暗物质湮灭和衰变产生的中微子通量而产生的径迹事件率。我们还计算了由于大气中微子通量的背景事件率，以评估DeepCore阵列对银河系暗物质特征的敏感性。与以前的方法不同，将轨道事件的能量阈值设置在50 GeV左右（这种选择避免了在估计大气背景事件率时包括振荡效应的必要性），我们将能量阈值设置为10 GeV，以充分利用DeepCore阵列。我们比较我们的计算灵敏度与通过设置阈值能量在50 GeV。我们的结论是，我们提出的阈值能量显着提高了深芯阵列的暗物质签名的$m_χ< 100$ GeV的湮灭方案和$m_χ<300$ GeV的衰变方案的灵敏度。
2012-02-11 astro-ph.HE hep-ph
Heavy decaying dark matter and IceCube high energy neutrinos
我们研究的背景下，冰立方最高能量中微子事件和最近的限制扩散通量的高能量光子的衰变重暗物质（HDM）的假设。我们考虑质量为$10^{6}\leq M_X\leq~10^{16}$ GeV的暗物质粒子$X$在树水平上衰变为$X \rightarrow ν\barν$、$X \rightarrow e^+e^-$和$X \rightarrow q \bar{q}$ .强子和电弱衰变级联和随后通过星际介质的衰变产物的传播的全面模拟，使我们能够确定允许值的$M_X$。我们表明，轻子衰变通道，它是可能的解释冰立方最高能量中微子信号没有过度产生高能量光子的$M_X~\lesssim~5.5 \cdot 10^{7}$ GeV和$1.5 \cdot 10^{8}~\lesssim~M_X~\lesssim~1.5 \cdot 10^{9}$ GeV，而强子衰变矛盾的伽马射线的限制几乎整个范围内的$M_X$值考虑。轻子假说可以通过运行和计划中的伽马射线观测站来探测。例如，目前正在升级的地毯实验将能够在一年的观察期内测试剩余参数窗口的很大一部分。
2018-11-30 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Non-Standard Dark Matter-Nucleon Interactions with IceCube
暗物质粒子被太阳的原子核散射后，会被太阳的引力捕获，在太阳的核心聚集，然后湮灭成标准模型粒子。位于南极的冰立方中微子天文台可以探测到这些湮灭产生的中微子。由于这些中微子的不可观测性，标准的自旋相关和自旋无关的暗物质-核子散射截面受到了限制。在此基础上，我们给出了暗物质-核子相互作用（包括速度和动量相关的相互作用）的非相对论有效理论的耦合常数的上限.
2021-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for dark matter from the center of the Earth with ten years of IceCube data
利用IceCube十年数据搜索来自地球中心的暗物质信号，未发现显著超出背景的事件，但给出了世界领先的自旋无关WIMP散射上限。
2024-12-17 astro-ph.HE hep-ph
Mass and Life Time of Heavy Dark Matter Decaying into IceCube PeV Neutrinos
考虑到IceCube观测到的PeV能区附近的μ子中微子事件是由超重暗物质衰变为中微子引起的，利用IceCube对PeV能区中微子的分析，对衰变中的暗物质的质量和衰变寿命进行了约束.采用文献[1，2]中给出的方法计算理论通量，其中包括了QCD级联的DGGE数值演化以及电弱修正，用于演化超重暗物质的衰变过程。我们的结果表明，为了解释PeV区附近的冰立方事件，衰变的暗物质质量$m_χ$应该是$ \sim 5 \times 10^{7}$ GeV，衰变寿命为$τ\sim 7 \times 10^{28}$ sec.
2019-05-21 hep-ph
Cosmic Ray-Boosted Dark Matter at IceCube
本文重新研究 IceCube 对宇宙线加速暗物质的探测能力，涵盖电子与核子散射及弹性和深度非弹性过程，发现其对约 100 keV 以下（电子散射）和 MeV 量级（核子散射）暗物质尤为敏感。
2024-04-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
IceCube PeV neutrinos from heavy dark matter decay with 12 years HESE data
本文提出IceCube PeV中微子源于重暗物质衰变，通过QCD级联和电弱修正计算中微子通量，并利用12年HESE数据拟合出暗物质质量约9.4×10^6 GeV、寿命约4.2×10^28秒，且轻子道贡献极小。
2025-05-28 astro-ph.HE hep-ph
Linking Scalar Dark Matter and Neutrino Masses with IceCube 170922A
标准模型物理学面临的两个关键的未解决的问题是：（i）一个小但非零质量的中微子的出现，以及（ii）宇宙中缺少质量的问题。本文的重点是先前提出的低能有效理论，耦合暗标量的标准模型中微子。这提供了一个稳定的暗物质候选者，同时辐射产生中微子质量。在这个框架内，我们将从IceCube-170922 A事件中构建一个全新的边界，该边界考虑到（i）可能的中微子质量等级，（ii）宇宙学红移对宇宙中微子背景中微子数密度的影响，以及（iii）中微子质量和味本征态的非简并性。这建立在Kelly和Machado（2018）的工作基础上，作者对亲中微子和轴子暗物质模型进行了新的约束。在低介体质量，我们发现一个数量级的改善目前的限制从K介子衰变。这个限制条件是对目前大爆炸核合成和宇宙微波背景的限制条件的补充（而且稍微弱一些）。我们将探讨未来更高能量的事件如何改善这一界限。
2019-07-30 astro-ph.HE hep-ph
IceCube PeV Neutrinos and Leptophilic Dark Matter
我们分析的情况下，冰立方高能量中微子事件解释的外星通量，由于两个不同的组件：来自已知的天体物理源的贡献能量高达几百TeV和自上而下的贡献起源于衰变的重暗物质粒子的质量为几PeV。与以前的方法相反，我们考虑了一个轻子三体衰变，占主导地位的PeV的能量，由于没有夸克的最终状态。我们发现，这种情况下的理论预测是在一个稍微好一点的协议与冰立方数据，如果天体物理组件有一个截止约100 TeV。冰立方数据的这种解释可以很容易地在不久的将来进行测试，因为衰减的暗物质的情况下预测一个尖锐的截止PeV的能量尺度和观测到的各向异性对银河系中心的各向同性天体物理通量形成对比。
2016-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A Combined Astrophysical and Dark Matter Interpretation of the IceCube HESE and Throughgoing Muon Events
我们执行一个组合的可能性分析的IceCube 6年的高能量启动事件（HESE）和8年贯穿μ子事件超过10 TeV使用两个组件的中微子通量模型。双分量通量可以是纯粹的天体物理来源，也可以是标准模型之外的贡献，例如衰变的重暗物质。我们发现，天体物理加上暗物质的解释是温和的首选目前的数据在纯粹的天体物理解释。对于天体物理中微子，我们考虑了两种不同的源味成分，分别对应于标准π介子衰变源和μ介子阻尼π介子衰变源。我们发现，后者是略优于前者作为高能量的组成部分，而低能量的组成部分并没有表现出任何这样的偏好。我们还考虑到多信使伽马射线的约束，并发现我们的两个组件的配合是与这些约束兼容，而单组件的幂律bestfit的HESE数据被排除。天体物理学加上暗物质的解释的两个组件通量被发现是温和的首选由目前的数据和伽玛射线的约束，在纯粹的天体物理学的解释。
2018-07-05 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter at the LHC and IceCube - a Simplified Model Interpretation
我们提出了一个解释搜索暗物质在一个简化的模型方法。考虑到马约拉纳费米子暗物质和轴向矢量相互作用的中性矢量介质，我们探索单喷流搜索在大型强子对撞机和搜索中微子从暗物质湮灭在太阳在IceCube和模型参数空间的新限制。进一步，我们将简化模型与其有效场论近似进行了比较，并讨论了后者的有效性。
2015-09-29 hep-ph
Probing Dark Matter Self-Interaction in the Sun with IceCube-PINGU
我们研究太阳内部暗物质的捕获、湮灭和蒸发。已经证明DM自相互作用可以增加太阳内部的DM数。我们证明，这种增强变得更加显着的小DM质量的制度，给定一个固定的DM自相互作用截面。这导致了DM湮灭产生的中微子通量的增强。另一方面，对于低至几个GeV的DM质量，不仅DM-核散射可以引起DM蒸发，DM自相互作用也提供了不可忽略的贡献。因此，DM蒸发的临界质量（通常为3 $\sim$ 4 GeV，没有DM自相互作用）可以稍微增加。以湮没通道$χχ\rightarrow τ^{+}τ^{-}, ν\barν$为例，讨论了在IceCube-PINDU中探测DM自相互作用的前景。对径迹事件和级联事件，估计了PINDU对DM自相互作用截面$σ_{χχ}$的敏感性。
2014-11-20 astro-ph.HE hep-ph
IceCube potential for detecting Q-ball dark matter in gauge mediation
我们研究规范介导的超对称破缺中的Q球暗物质，并寻求在冰立方实验中探测的可能性。我们发现Q球是不同于引力子暗物质的暗物质。特别是Q球是一个很好的低再加热温度的暗物质候选者，这可能适合于Affleck-Dine重子生成和/或非热稀薄生成。暗物质Q球可以在未来的IceCube实验中被探测到，这是与引力子暗物质相比的独特之处。
2015-05-21 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on Enhanced Dark Matter Annihilation from IceCube Results
由ATIC、PAMELA和Fermi-LAT望远镜测量的正电子和电子通量的过量可以用我们银河系中的暗物质湮灭来解释。然而，这需要大大提高暗物质湮灭的速率。有许多可能的增强机制，如索末菲效应或在我们的晕中存在暗物质团块。如果暗物质湮灭截面正在增强，那么地核中的暗物质湮灭也应该增强。在这里，我们使用IceCube 40字符串配置的最新结果来探测一般的增强场景。我们目前的结果作为暗物质-质子相互作用截面的函数，$σ_{χp}$加权的分支分数到中微子，$f_{ν\barν}$，作为一个通用的助推因子，$B_F$，参数化预期的增强湮灭率的函数。我们发现，暗物质模型，需要湮灭增强$\mathcal{O}(100)$或更多，并湮灭到中微子显着被排除在这些过剩的解释。我们还确定了整个IceCube望远镜可以探测的助推范围。
2012-05-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Conservative constraints on the effective theory of dark matter-nucleon interactions from IceCube: the impact of operator interference
考虑到算符之间的干扰，我们提出了一种推导暗物质-核子相互作用有效理论耦合常数保守上限的方法。该方法适用于任何基础，并可方便地推广到任何UV完全模型。为了说明我们的方法，我们使用IceCube的约束来自太阳中的暗物质湮灭的奇异中微子通量推导出保守的上限的暗物质-核子耦合常数的有效理论，以及推导出保守的上限的暗物质-质子和暗物质-中子散射截面。
2021-05-11 hep-ph
Directly search for Ultra-High Energy WIMPs at IceCube
我研究的可能性，直接检测超高能（UHE从现在开始）的WIMPs的冰立方实验，通过WIMPs与冰中的原子核的相互作用。我评估银河系和河外UHE WIMP和天体物理和大气中微子事件率在能量范围为10 TeV - 10 PeV。我假设UHE WIMP $χ$只来自超重暗物质$ϕ$的衰变，也就是$ϕ\toχ\barχ$。如果超重暗物质$τ_ϕ$的寿命取为$5\times10^{21}$ s，则在该探测中可以探测到能量在O（40-100）TeV以上的WIMP。由于UHE WIMP通量实际上依赖于$τ_ϕ$，如果超重暗物质可以衰变到标准模型粒子（即$τ_ϕ$被限制为大于O（$10^{26}$ - $10^{29}$）s），UHE WIMP就不能被IceCube探测到.
2019-01-02 astro-ph.HE hep-ph
IceCube at the Frontier of Macroscopic Dark Matter Direct Detection
对于一类宏观的暗物质模型，暗物质从原子核的非弹性散射可以产生具有GeV尺度能量的电磁特征。IceCube探测器的尺寸相当于电子秤，非常适合直接探测这种非弹性散射。基于DeepCore探测器的慢粒子触发，我们进行了详细的信号和背景模拟，以估计发现潜力。对于每个相互作用中1 GeV的沉积能量，我们发现IceCube可以探测质量高达1克的暗物质。
2022-06-16 hep-ex hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter And Neutrinos From Annihilation In The Sun
在具有一个普适额外维度（UED）的模型中，超荷规范玻色子的第一个卡鲁扎-克莱因激发B^（1）和同位旋规范玻色子的中性分量W ^3（1）都是暗物质的候选者。在这两种情况下，这些粒子都被预测会在太阳的核心聚集，在那里它们会湮灭，产生一个潜在的可观测到的高能中微子流。在这篇文章中，我们计算了在这个模型中产生的中微子的通量，并确定了可以从当前的IceCube数据放置在UED参数空间的约束。对于B^（1）暗物质的情况，我们发现IceCube目前的极限比CDMS和XENON 10等直接暗物质探测实验的极限更强。对于W^3（1）暗物质，目前冰立方的数据提供了一个比直接探测实验稍弱的约束。此外，我们还介绍了IceCube/DeepCore在不久的将来可以探测的UED参数空间的投影区域，并将其与未来直接探测实验的前景进行比较。
2009-08-06 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter and IceCube neutrinos
研究表明，IceCube合作观测到的能量超过100 TeV的高能中微子可能来源于来自镜像扇区的重阴影重子的重子数违反衰变，而这些重子数违反衰变又构成了暗物质.由于镜中微子和普通中微子之间的微小混合，有可能解释冰立方事件谱的具体特征。
2015-08-26 hep-ph
Prospects for dark matter detection with IceCube in the context of the CMSSM
我们详细研究了冰立方中微子望远镜（80串）的标称配置的能力，以探测当前对撞机和宇宙学数据所青睐的约束MSSM（CMSSM）的参数空间。采用保守的假设星系晕模型和预期的实验性能，我们发现，冰立方有2%和12%之间的概率实现5西格玛探测太阳中的暗物质湮灭，这取决于选择的标量和高根质量的先验和天体物理学的假设。我们确定了最重要的湮灭通道在CMSSM参数空间有利于电流约束，我们证明，假设信号是由一个单一的湮灭通道占主导地位，可以导致大的系统误差推断的WIMP湮灭截面。我们证明，约66%的CMSSM参数空间违反了太阳中心捕获和湮灭之间的平衡条件。通过将我们的预测与直接探测方法进行交叉关联，我们得出结论，如果冰立方确实探测到了来自太阳的高显著性中微子通量，而直接探测实验没有发现大于5x 10 ^{-9} pb的自旋无关截面sigma_SI^p以上的信号，那么CMSSM将非常不利，因为标准天体物理学假设是WIMP分布。该结果对于先验的改变是稳健的。我们认为，IceCube的低能DeepCore扩展将是关注参数空间相关CMSSM领域的理想工具。
2009-07-27 astro-ph.HE hep-ph
A Strong Test of the Dark Matter Origin of the 1.4 TeV DAMPE Signal Using IceCube Neutrinos
暗物质粒子探测器（DAMPE）最近报道了1.4 TeV电子谱的暂时过剩。一个非天体物理的方案，其中暗物质粒子湮灭或衰变在一个本地团块已被援引来解释过剩。如果末态的$e^\pm$湮灭通道是由左手轻子作为$SU(2)_L$双重态的一个组分介导的，那么具有相似能量的中微子应该同时产生。我们证明，通用的暗物质模型可以果断地测试现有的冰立方数据。如果没有探测到，这样的模型将在$5σ$水平上被排除在外，因为点状源的五年数据和带有左手轻子的暗物质粒子扩展源的十年数据。
2018-06-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Cosmic-Ray Accelerated Light Dark Matter with IceCube
通过粒子暗物质与核子的散射直接探测暗物质对理解暗物质的本质具有重要意义。在这项工作中，我们建议，高能量中微子探测器，如冰立方可以用来唯一探测的DM-核子截面的高能量DM的$\sim$ PeV，由高能宇宙射线的上散射。我们推导出的第一次强烈的约束DM核子截面下降到$\sim 10^{-32}$厘米$^2$在这个能量标度的子GeV DM候选人。因此，这种能量规模远远超过其他现有直接检测实验的独立探测可以提供与其他搜索互补的有用见解。
2020-10-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Estimation of Baryon Asymmetry from Dark Matter Decaying into IceCube Neutrinos
冰立方中微子天文台最近的结果包括了一个过剩的PeV中微子事件，这些事件似乎遵循一个不同于冰立方探测到的其他低能量中微子的破幂律。这些中微子可能的天体物理来源仍然未知。这种中微子的一个可能来源是非热的、长寿命的重质量暗物质的衰变，其质量应该是$> 10^{6} \rm {GeV}$，可能在宇宙的早期产生。它们可以通过强子和轻子通道进行级联衰变，最终产生这样的高能中微子。这项工作通过研究这些暗物质候选者的衰变通量来探索这种可能性。这种暗物质粒子的质量和寿命已经通过与冰立方的PeV中微子数据进行$χ^2$拟合而获得。最后，我们估计了宇宙中由于这种暗物质衰变而产生的重子不对称性。
2021-05-27 hep-ph
Decaying dark matter at IceCube and its signature on High Energy gamma experiments
在冰立方中观测到的中微子流的起源仍然是未知的。通常假设两个通量分量，即：大气中微子和一个未知的天体物理项。原则上，后者也可能包含自上而下的贡献，例如来自衰变的暗物质。在这种情况下，我们也应该期待瞬发和次级伽马。这导致了多信使分析的基础上，同时比较的暗物质假设与中微子和高能伽马射线数据的可能性。在本文中，我们分析，不同的衰变暗物质通道，7.5年的冰立方HESE数据，并比较结果与以前的排斥限制来自费米数据。最后，我们测试是否暗物质的假设可以通过使用即将到来的高能伽马射线实验进一步审查。
2020-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
The 750 GeV Diphoton excess, Dark Matter and Constraints from the IceCube experiment
最近的大型强子对撞机数据显示，在不变质量为750 GeV的双光子分布中存在新共振的迹象。有趣的是，这种新粒子可能既是CP奇数，又扮演着进入暗物质领域的门户角色。在这些假设和动机的事实，即要求的$SU(2)_L$不变性自动意味着耦合这种所谓的新的共振$ZZ$和$Zγ$，我们调查的当前和未来的约束来自通过中微子望远镜冰立方进行的间接搜索。我们表明，这些约束可以比直接检测实验的强，如果暗物质质量大于几百GeV。此外，在暗物质是标量粒子的情况下，冰立方数据将DM和质子之间的截面限制在接近于参数自然值的预测值。
2016-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Fermion WIMPless Dark Matter at DeepCore and IceCube
我们研究了在中微子望远镜IceCube和DeepCore上间接探测费米子WIMP无暗物质的前景。在太阳中湮灭的暗物质是一个隐藏的扇形马约拉纳费米子，它通过汤川耦合耦合到一个连接粒子和一个可见的扇形粒子，并且它只通过耦合到第一代夸克与核发生自旋相关的散射。我们考虑的情况下，湮灭产物是金牛座，斯，或sneutrinos的三代。为了评估μ介子通量入射在检测器，我们传播的中微子光谱通过太阳介质和地球和帐户的影响，中微子振荡，能量损失由于中性和带电电流的相互作用，和tau再生。我们发现，对于Stau和sneutrino通道，5年3 $σ$检测暗物质轻于约300 GeV是可能的，在冰立方大汤川耦合或暗物质和连接器粒子具有类似的质量。tau通道提供了更好的检测前景。然而，由于其较低的能量阈值和更好的μ子背景抑制能力，DeepCore能够在所有湮灭通道中探测到信号，并适用于更广泛的暗物质质量。
2010-07-08 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Heavy right-handed neutrino dark matter and PeV neutrinos at IceCube
我们讨论了一个简单的非超对称模型的基础上的电弱规范群$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$最轻的右手中微子，这是轻子的$SU(2)_L\times SU(2)^\prime\times U(1)_{B-L}$的双峰的一部分，发挥作用的长期不稳定的暗物质的质量在多PeV的范围。我们使用共振$s$通道湮灭来获得正确的热遗迹密度，并放松暗物质质量的么正性约束。在这个模型中，存在一个产生τ轻子和中微子的三体暗物质衰变模式，这可能是冰立方实验中观察到的PeV级联事件的来源。该模型可以在未来的数据中用更精确的最高能量中微子事件的味道信息进行测试。
2016-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Oscillations of sterile neutrinos from dark matter decay eliminates the IceCube-Fermi tension
冰立方观测到了宇宙中微子的通量，在能量范围$10 \lesssim E/{\rm TeV} \lesssim 100$中有一个“凸起”，它与费米卫星的伽马射线数据产生了$3σ$张力。这被解释为隐藏着宇宙射线加速器的证据。我们对这个难题提出了另一种解释，即冷的暗物质衰变为无菌中微子，在振荡后产生宇宙中微子谱中的隆起。
2021-05-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
High energy neutrinos from choked GRBs and their flavor ratio measurement by the IceCube
扼流伽玛暴产生的高能中微子在出恒星包层之前会经历物质振荡。在到达地球上的探测器之前，这些中微子可以经历进一步的真空振荡，然后是地球物质振荡。在IceCube的背景下，我们研究了地球物质对探测器中中微子通量的影响。在计算IceCube中的径迹-簇射比R时，我们考虑了阴影效应和探测器附近高能τ轻子衰变产生的μ子径迹的附加贡献。我们观察到，在真空中不同的CP相的R是不同的，但物质效应抑制了这些差异。我们还研究了谱指数$α$变化时R的行为。
2014-11-28 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter at DeepCore and IceCube
随着DeepCore对IceCube的增强，探测太阳中暗物质湮灭的前景大大改善。为了补充这一实验发展，我们提供了一个彻底的粒子物理问题的模板分析，这是精确解释数据所必需的。我们的研究是关于本质的，并打算作为一个框架，详细工作的各种暗物质候选人。为了准确地预测源中微子谱，我们考虑了末态粒子的自旋相关性及其衰变的螺旋度依赖性，以及产生时的吸收效应。我们充分处理中微子通过太阳的传播，包括中微子振荡，能量损失和τ再生。我们模拟的生存概率的μ子产生在地球上使用μ子蒙特卡罗程序，重现公布的冰立方有效面积，并更新的微分方程中的参数，近似μ子的能量损失。为了评估天顶角相关的大气背景事件率，我们跟踪太阳，并确定它在每个天顶角花费的时间。自始至终，我们都以中性伴子暗物质为例。
2011-02-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
IceCube, DeepCore, PINGU and the indirect search for supersymmetric dark matter
一种可能是最轻的CP-甚至是标准模型（MSSM）最小超对称扩展中的希格斯粒子的发现，以及迄今为止在LHC上缺乏超对称性证据的现象，具有许多深远的影响，包括超对称暗物质的现象学。在这项研究中，我们重新评估并更新了用中微子望远镜探测超对称中性中微子的前景，特别关注IceCube/DeepCore望远镜及其拟议的扩展PINGU。用IceCube探测器MSSM中性暗物质模型以一种重要的方式对来自太阳的高能中微子进行了验证，该模型具有正确的希格斯质量。这是特别是中性伴子暗物质模型产生硬中微子光谱的情况下，在广泛的质量范围内，而PINGU预计将提高检测器的灵敏度，特别是在低中性伴子质量范围内的模型。
2013-12-16 hep-ph
Distinguishing Neutrino Mass Hierarchies using Dark Matter Annihilation Signals at IceCube
我们探讨了在中微子望远镜上通过暗物质湮灭产生的中微子信号来区分中微子质量等级的可能性。我们考虑一个简单的扩展的标准模型的中微子质量和混合角得到通过第二类跷跷板机制作为一个明确的例子。我们表明，未来的扩展IceCube中微子望远镜可能会检测到银河系中心和太阳内部DM湮灭的中微子信号，并区分正常和倒置的质量层次，在这个模型中。
2015-11-03 hep-ph
