Light mediators in dark matter direct detections
在扩展的有效算符框架下，我们详细研究了光介质对暗物质（DM）-核散射事件谱的影响。光介质的存在改变了目前实验数据的解释，特别是DM粒子质量的测定。我们通过分析和数值计算表明，对于所有与自旋无关的散射相关的算子，当介质粒子变轻时，数据所允许的DM粒子质量显着增加。对于CDMS-II-Si的数据，允许的DM粒子质量可以达到$\sim 50$ GeV，取决于操作员的类型，并且当介体质量低于$\mathcal{O}(10)$ MeV时，DM粒子质量的增加饱和。来自其他实验如SuperCDMS、CDMSlite、CDEX、XENON 10/100、LUX、PandaX等的上限都倾向于向高DM质量区域变弱。在一个综合分析中，我们表明，光介质的存在下，可以部分地放松目前的CDMS-II-Si，SuperCDMS和LUX的结果的紧张局势。
2015-02-23 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced neutrino signals from dark matter annihilation in the Sun via metastable mediators
我们计算了太阳中隐蔽的暗物质湮灭产生的中微子信号。在这类模型中，暗物质首先湮灭为亚稳态介质，随后衰变为标准模型粒子。如果介质的寿命很长，它们将在衰变之前从致密的太阳核心传播出去。高能中微子在太阳中被吸收。在中微子直接在太阳中心产生的标准情况下，吸收与E > 100 GeV有关，导致超过E ~ 1 TeV的中微子光谱受到显著抑制。在与世隔绝的暗物质场景中，中微子信号被大大增强，因为中微子以较低的密度从核心注入。由于太阳密度随半径呈指数下降，亚稳态介质对中微子通量有显着影响，即使衰变长度与太阳半径相比很小。此外，由于中微子探测的截面随能量的增加而增加，中微子光谱高能区的增强将对整个事件发生率产生很大的影响。
2011-07-19 astro-ph.CO hep-ph
Strong Dark Matter Self-Interaction from a Stable Scalar Mediator
面对无碰撞冷暗物质（DM）范式的小尺度结构问题，一个流行的解决方法是引入一个强DM自相互作用，它可以由MeV尺度的光介质非微扰地产生。然而，如果这样的介质是不稳定的，并衰变成SM粒子，该模型是严重的DM直接和间接检测实验的限制。在本文中，我们研究了一个自相互作用的费米子DM模型，赋予一个光稳定的标量介体。在这个模型中，DM遗迹丰度主要由费米DM粒子控制，而费米DM粒子主要是通过其湮灭冻结到稳定介质中而产生的。由于该通道是不可见的，因此应大大放宽DM间接检测约束。此外，直接检测信号被抑制到一个不可观测的水平，因为费米DM散射与核子出现在一个循环的水平。通过进一步研究从CMB和BBN上的可见光通道涉及暗扇区的界限，我们表明，有一个大的参数空间，可以产生适当的DM自相互作用在矮星系尺度，同时保持兼容与其他实验约束。
2020-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Dirac dark matter with a charged mediator: a comprehensive one-loop analysis of the direct detection phenomenology
我们分析了一个玩具模型的直接检测信号，该模型由一个狄拉克暗物质粒子通过标量介质耦合到一个标准模型费米子。在所有的情况下，暗物质粒子都是通过一个圈引起的电磁矩和电弱矩，以及通过希格斯玻色子的一个圈交换，从核子上散射出去的。此外，根据模型的细节，散射也可以通过标量介体的交换在树的水平上介导，或者通过胶子-胶子相互作用在一个回路上介导。我们表明，热产生的暗物质粒子，从LUX实验对这些方案的电流限制是非常强的，即使是暗物质耦合到轻子。我们还讨论了XENON 1 T和达尔文的未来前景，我们认为，多吨氙探测器将能够探测几乎整个参数空间的模型与热生产和微扰性一致。我们还简要讨论了我们的结果的银河系GeV过剩的暗物质解释的影响。
2015-05-29 astro-ph.CO 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
Self-interacting dark matter and cosmology of a light scalar mediator
我们考虑一个费米子暗物质候选者通过一个标量介体与标准模型通过希格斯门相互作用。我们考虑一般设置，包括标量和赝标量之间的相互作用的标量和费米子，并说明了暗物质丰度，直接搜索限制和对撞机的约束的相关功能。暗物质具有自相互作用强度$\left\langle σ_V \right\rangle/m_ψ\sim 0.1-1 \,\mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$的情况受到强烈的约束，特别是受到大爆炸核合成的约束。我们表明，这些限制可以通过引入一个新的轻不育中微子$N$得到缓解。扩展模型的允许区域由位于$10 (\sin θ)^{-2/5} \,{\rm MeV} \lesssim m_N \lesssim 1\,{\rm GeV}$的三角形组成。
2017-04-06 astro-ph.CO hep-ph
How to save the WIMP: global analysis of a dark matter model with two s-channel mediators
一个可靠的比较不同的暗物质（DM）搜索需要模型，满足一定的一致性要求，如规范不变性和微扰么正性。作为一个很好的动机的例子，我们研究两个中介DM（2 MDM）。该模型基于自发破缺的$U(1)'$规范对称性，包含一个Majorana DM粒子以及两个$s$ -通道介体，一个矢量（$Z'$）和一个标量（暗希格斯玻色子）。我们执行一个全球性的扫描模型的参数，假设DM遗迹密度是通过在早期宇宙中的热冻结，并施加一个大的约束：直接和间接DM搜索，单喷流，双喷流和双轻子搜索在对撞机，希格斯观测，电弱精度测试和微扰么正性。我们的结论是，热DM只允许接近一个$s$通道共振或如果至少有一个调解人是轻于DM颗粒。在这些情况下，可以获得热DM丰度，尽管DM与标准模型的耦合很小。有趣的是，我们发现，矢量介导的DM-核子散射导致相关的限制，尽管速度抑制的截面，和间接检测可以是重要的，如果DM湮灭到两个介质是运动学允许的。
2016-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Minimal self-interacting dark matter models with light mediator
自相互作用的暗物质的光介质方案在许多方面受到强烈的限制。在总结了各种限制后，我们讨论了最小的选项和模型，但允许满足所有这些限制。如果暗物质和光介质粒子的温度比SM粒子小得多，就会出现一种直接的可能性。如果暗物质不是主要湮灭成一对轻介质，而是湮灭成更重的粒子，那么就会出现另一种简单的可能性。这两种可能性进行了讨论，标量以及矢量玻色子光介质。还确定了进一步的可能性，例如四次纯量耦合的层次结构。
2020-04-21 hep-ph
Self-Interacting Dark Matter With a Neutrinophilic Scalar Mediator
我们研究一个简化模型的费米子暗物质耦合到轻标量介体携带轻子数2的现象。我们发现，调解人可以很轻，仍然符合实验室和宇宙学的界限。该模型满足无量纲耦合常数的自然值的热遗迹条件，并承认介体在$10 - 100 ~\text{MeV}$质量范围内有利于小尺度结构观测。因此，这个模型为自相互作用的暗物质提供了一个很好的候选者。
2020-06-25 hep-ph
Inception of Self-Interacting Dark Matter with Dark Charge Conjugation Symmetry
基于一个复标量和一个Dirac费米子的最简单自发破缺阿贝尔$U(1)$规范模型，对自相互作用暗物质的稳定性提出了新的认识.关键是暗电荷共轭对称性的施加。它允许两种稳定粒子的可能存在：狄拉克费米子和矢量规范玻色子，后者充当前者自相互作用的光介质。由于这种光介质不衰变，它避免了最近获得的所有此类模型的强宇宙学约束，其中光介质衰变为标准模型粒子。
2017-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter from mediator decay in early matter domination
本研究探讨早期物质主导时期媒介粒子衰变产生暗物质的机制，发现带标准模型荷的媒介粒子衰变产额远高于标准冻结通道，且暗物质遗迹丰度要求严格约束了数TeV以上暗物质的参数空间。
2024-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bounds on Long-lived Dark Matter Mediators from Neutron Stars
该研究利用高能中微子观测，对带有长寿命中微子衰变媒介子的重暗物质理论参数空间给出约束，证明其可补充地面探测、覆盖常规手段无法触及的参数区间。
2023-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Leptonic Dark Matter with Scalar Dilepton Mediator
提出了一种简单而优雅的机制来解决自相互作用的暗物质具有轻标量介体的问题，以及由于前者的增强索末菲产生和衰变而导致的对宇宙微波背景（CMB）的破坏。其关键思想是将具有U（1）轻子数守恒的狄拉克中微子推广到暗区。最简单的情况是由单位轻子数的标量或费米子暗物质伴随着轻标量双轻子介体组成，后者衰变为两个中微子。
2019-01-05 hep-ph
Isospin-Violating Dark Matter with Colored Mediators
根据CDMS-II Si实验和LUX和SuperCDMS实验的最新结果，假设暗物质之间的相互作用是由有色粒子介导的，我们研究了暗物质的同位旋破坏情况.我们研究了该模型的唯象学，包括对撞机搜索、味和CP唯象。一个最小的可能方案包括标量暗物质和新的矢量状有色费米子，质量为O（1）TeV作为介质。这种情况可以在14 TeV大型强子对撞机上进行探索，而风味和CP约束是严格的，耦合的严格调整是不可避免的。我们还发现，作为对CDMS-II Si信号的一种解释，具有有色标量介质的同位旋破坏费米暗物质模型不受LHC约束的青睐。
2014-05-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing CP nature of a mediator in associated production of dark matter with single top quark
在自旋为0的简化暗物质模型中，考虑了暗物质与单个顶夸克的关联产生。产生的顶夸克是极化的，极化依赖于介体的CP。我们计算了这些过程的横截面和顶部极化。我们计算角不对称性，这表明预期的标量或赝标量介质的极化之间的差异。截面和顶部极化都对介质的CP性质敏感，这取决于介质的质量。我们发现，这些极化不对称增加值的确定的CP属性的调解人，特别是在一个国家的情况下，不确定的CP。
2018-11-27 hep-ph
Dark Matter Freeze-In with a Heavy Mediator: Beyond the EFT Approach
我们研究暗物质冻结的情况下，质量的中介粒子耦合暗物质的标准模型是大于再热温度，TRH，在早期宇宙。在这样的设置中，标准的方法是使用有效场论（EFT），其中中介体被整合出来。我们研究这种方法的有效性，在各种通用的S-和T-通道调解员框架。我们发现，EFT的方法崩溃时，介质质量是一个到两个数量级之间大于TRH由于各种影响，如S-通道共振，一个小的热抑制丰度的介质，或衰变的标准模型粒子通过环路诱导的介质。这突出了在这种暗物质冻结研究中包括这些贡献的必要性。我们还讨论了碰撞机现象的重介质，这是从标准的冻结方案有质的不同。我们强调，由于低TRH，在这些情况下的标准模型-暗物质耦合可以相对大于在标准冻结的情况下，提高这些设置的可测试性的前景。
2021-10-20 hep-ph
Scalar Dark Matter with a $μτ$ Flavored Mediator
研究了一个基于$Z_4$轻子味对称性的可重整化标量单重态暗物质模型。引入亲$μτ$标量偶极解释了μ子反常磁矩的实验值与理论预言之间的差异。与此同时，这些有味道的标量扮演着连接暗物质和标准模型粒子的中介者的角色。观测到的暗物质的遗迹丰度很容易保持，同时满足当前各种实验和观测对暗物质的严格限制，这要归功于标量介质的非对角相互作用。我们还探讨了通过单圈过程直接探测暗物质的可能性。
2022-11-20 hep-ph
Continuum-Mediated Dark Matter-Baryon Scattering
许多暗物质与重子散射的模型可以被看作是简单的接触相互作用或光介体粒子的交换。我们研究了一种替代方案，其中光介体状态的连续可以交换。例如，这可能是由于耦合到在相关动量传递尺度下近似共形的扇区。在暗物质-重子散射的非相对论有效理论中，这种连续介质的作用是将振幅乘以动量传递q的函数，在最简单的情况下，这只是一个幂律。我们开发的基本框架和研究两个例子：的情况下，介质是一个标量算子耦合到希格斯门（原来是高度约束）和反对称张量算子${\cal O}_{μν}$的情况下，混合与超荷场强度和耦合到暗物质张量电流，这有一个有趣的可行的参数空间。我们描述了这种介质上的截面和反冲能谱，可以观察到在直接检测的效果。
2016-01-28 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter self-interactions from spin-2 mediators
我们提出了一种新的机制，使暗物质自我相互作用的存在下，一个巨大的自旋2调解。推导出的暗物质的Yukawa型势与暗物质的自旋在动量膨胀的首阶无关，因此也与暗物质自散射的非微扰效应无关.我们发现，玻恩截面和相对温和的共振效应有助于使自散射截面速度依赖。我们讨论了如何规避目前的间接限制暗物质湮灭，并表明该模型是勉强兼容的大规模自旋2粒子的幽灵自由实现微扰么正性。
2021-09-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
LHC and Tevatron bounds on the dark matter direct detection cross-section for vector mediators
我们研究了一个新的自旋1介质，连接标准模型的暗物质的相互作用。我们约束其衰变通道使用单喷流和双光子搜索，以及搜索共振在双喷流，双轻子和双玻色子的最终状态，包括那些涉及可能的希格斯粒子。然后，我们解释所得到的限制作为界限的截面的暗物质直接检测，而不需要指定一个特定的模型。对于介质质量之间的300和1000 GeV的这些界限是相当强的假设下，介质可以整合出来。
2012-07-26 hep-ph
Self-interacting sterile neutrino dark matter: the heavy-mediator case
要让活性-无菌混合对暗物质的全部残余丰度负责，除了千电子伏级的无菌中微子本身之外，还需要额外的新物理。我们在这里考虑的额外因素是无菌中微子之间存在的自相互作用。我们研究是否活跃到无菌转换足够放大，在这种情况下，所观察到的丰富的暗物质，可以得到一个subconstraint混合角。在我们所探索的区域，情况并非如此：要么自相互作用的影响太小，无法逃脱质量和混合角的界限，要么它们的影响太大，导致暗物质产生过剩。从边缘到过度有效性的急剧转变发生，因为在有效的介质内混合角中满足共振准则。一旦系统发生共振，游戏就结束了，因为玻尔兹曼方程中的非线性导致无菌中微子的失控产生，从几百MeV的等离子体温度开始，通常在几十MeV结束。因此，这种情况在很大程度上被其自身的动态所排除。在这项研究中，我们只专注于介质重于$\sim 1$ GeV，未来的工作将扩展到较轻的介质的分析，允许接触的情况下，由小规模结构的问题所激发的。
2019-08-03 astro-ph.CO hep-ph
X-rays from Inelastic Dark Matter Freeze-in
本研究探讨了通过轻媒介子冻结产生非弹性暗物质，其较重态长寿命衰变产生光子，并利用银河系中心光子观测有效探测该机制。
2025-09-23 astro-ph.CO hep-ph
Self-Interacting Dark Matter through the Higgs Portal
我们研究通过希格斯门耦合到标准模型的自相互作用暗物质。我们考虑一个场景，其中暗物质是一个热遗迹，具有足够强的自相互作用，可以减轻无碰撞冷暗物质的问题。我们研究直接探测搜索，大型强子对撞机和大爆炸核合成的约束。我们表明，这些约束和需要足够强的自相互作用与光介质之间的紧张关系可以通过耦合介质，无论是活跃或无菌中微子。未来的直接探测数据提供了巨大的潜力，可以用来寻找光介质的证据，并验证暗物质通过远程自相互作用散射。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
On-Shell Mediators and Top-Charm Dark Matter Models for the Fermi-LAT Galactic Center Excess
费米大天区望远镜观测到的来自银河系中心的过量伽马射线被认为是暗物质湮灭的可能信号。最近，费米合作表明，系统误差扩大了这种过剩的光谱形状的范围。我们证明适合这个范围内（1）违反口味的湮灭顶粲对和（2）湮灭壳玻色子介质衰减到标准模型夸克在一个提升框架。湮灭40 - 100 GeV DM对自旋-1介质提供了一个很好的适合费米-LAT光谱与热遗物的归一化一致。顶魅模和湮灭到三个赝标量介质可以符合光谱形状，但通常需要非热湮灭截面。
2015-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Singlet Dirac Fermion Dark Matter with Mediators at Loop
在简化模型中研究了单重态Dirac费米子暗物质的唯象，其中暗物质与标准模型粒子在圈能级上通过有色或无色介质相互作用.我们特别关注暗区非零CP相位的影响，它诱导了狄拉克费米子暗物质以及电子和核子的电偶极矩。结果表明，暗物质直接探测搜索和电偶极矩的测量能够在未来的实验中验证单重态狄拉克费米子暗物质的存在。
2018-12-16 hep-ph
Spectroscopy of Scalar Mediators to Dark Matter at the LHC and at 100 TeV
我们研究了强子对撞机上具有标量介质的暗物质的简化模型，采用了两个喷流和能量缺失的末态拓扑。这些模型可以出现在各种各样的BSM场景中，包括介质与希格斯粒子混合的可能性。我们的目标是首先确定大型强子对撞机和未来的圆形强子对撞机排除这些模型的预计范围。其次，我们使用的运动学分布，以提取中介质量的信息。在13 TeV的大型强子对撞机，我们可以探测介质质量高达750 GeV，并在100 TeV的对撞机的范围增加到2.5 TeV的介质。我们还解释了如何与不同值的中介质量的个别模型可以彼此区分。
2015-09-23 hep-ph
Recommendations of the LHC Dark Matter Working Group: Comparing LHC searches for heavy mediators of dark matter production in visible and invisible decay channels
TeV尺度的弱耦合粒子可能介导正常物质和暗物质之间的相互作用。如果是这样的话，大型强子对撞机将通过这些介质产生暗物质，导致熟悉的“单X”搜索签名，但介质也会通过参与其产生的相同顶点产生信号而不会丢失动量。LHC暗物质工作组的这份文件根据2016年9月19日/20日举行的研讨会和随后的讨论，建议如何比较在矢量和轴向矢量介体的情况下对这两种类型信号的搜索。这些建议包括如何扩展已经广泛使用的自旋1介导的简化模型，以包括轻子耦合。本文还提供了简化模型中遗迹密度的分析计算，并报告了ATLAS和CMS首次开始使用这些模型中暗物质遗迹密度的初步数值计算时出现的问题。
2017-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for dark matter mediator in the production of three and four top quarks
本文在暗物质简化模型下计算标量媒介子对多顶夸克产生过程的贡献，发现其对三、四顶夸克产生总截面有显著作用，指出相关探测前景依赖探测器末态重建能力与稀有事件实验灵敏度。
2024-07-11 hep-ph
Resonant probing spin-0 and spin-2 dark matter mediators with fixed target experiments
本文提出利用电子固定靶实验中电磁簇射产生的次级正电子与原子电子湮灭来产生自旋-0和自旋-2暗物质媒介粒子，并推导了NA64和LDMX的增强探测灵敏度范围。
2023-07-03 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
Simplified dark matter models with a spin-2 mediator at the LHC
我们考虑简化的暗物质模型，其中一个暗物质候选人耦合到标准模型（SM）粒子通过$s$通道自旋-2调解人，并研究从目前的大型强子对撞机数据的模型参数空间的约束。我们的重点在于不同的搜索之间的互补性，特别是单喷流和多喷流加上丢失的能量搜索和共振搜索。对于介质与SM粒子的普遍耦合，丢失能量搜索可以给出比$WW$、$ZZ$、dijet、dihiggs、$t\bar t$、$b\bar b$共振搜索更强的约束，在低质量区域和/或当介质与暗物质的耦合比其与SM粒子的耦合大得多时。然而，最强的约束来自双光子和双轻子共振搜索。只有当这些模式被抑制时，丢失能量搜索才能在用自旋2介质约束暗物质模型中具有竞争力。
2017-05-02 hep-ph
Dark matter with exotic mediators: The diquark portal
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Miami University（迈阿密大学）
本文研究了通过双夸克通道与标准模型耦合的费米子暗物质模型，构建了完整的媒介领域并讨论了其对撞机信号。
2026-01-29 hep-ph
Dark Matter abundance via thermal decays and leptoquark mediators
我们探索了一种再现暗物质（DM）丰度的新机制：DM粒子对轻标准模型粒子的散射。如果DM经历冻结并且具有大约或低于π介子质量的质量，则其衰变的强边界可以满足。例如，在理论中，右手中微子通过轻夸克交换与带电费米子相互作用。这些leptoquark可以链接到的B-物理异常的动机，如果假设的味道结构。DM信号是不寻常的，具有直接和间接检测的有趣的可能性。实现热冻结，而不是需要一个以上的DM味模型，耦合参数小于通常的对湮灭所需的。
2022-07-28 astro-ph.CO hep-ph
New realisation of light thermal dark matter with enhanced detection prospects
本文提出通过MeV尺度一阶相变急剧改变媒介质量来恢复GeV尺度暗物质遗迹丰度的新机制，同时增强直接探测信号并解释小尺度结构问题，且预言了PTA可探测的纳赫兹引力波。
2024-11-20 astro-ph.CO hep-ph
Probing sub-GeV leptophilic dark matter at Belle II and NA64
分析了Belle II灵敏度和NA 64对亚GeV狄拉克暗物质与带电轻子相互作用的约束。我们考虑了亚GeV狄拉克暗物质与带电轻子之间的两种不同类型的相互作用：EFT算符和光矢量介体。我们计算的Belle II单光子灵敏度亚GeV的暗物质与50 ab $^{-1}$数据，预计将积累在完整的Belle II运行。虽然Belle II对EFT算子的单光子灵敏度与LEP约束的大小相似，但Belle II可以探测LEP未探索的光矢量介质模型的新参数空间。对于EFT算子和光矢量介质模型，Belle II单光子灵敏度可以比当前的暗物质直接探测极限以及白矮星极限强几个数量级。光矢量介质也可以直接搜索重建其双轻子衰变在Belle II的最终状态，这是互补的单光子通道的不变质量。我们计算了亚GeV狄拉克暗物质的NA 64约束，并提供了解析表达式的暗物质截面在Weizsäcker-Williams近似下，EFT运营商，和光矢量介质模型。我们发现，目前的NA 64数据（与$2.84 \times 10^{11}$电子靶事件）提供了很强的约束子GeV的暗物质。虽然NA 64的约束被发现是约一个数量级小于Belle II的灵敏度的EFT运营商，NA 64可以探测一些区域的参数空间中的光矢量介质模型是超出了Belle II的范围。
2022-04-01 astro-ph.CO hep-ph
Unveiling a Hidden Epoch: Impact of Mediator Induced Matter Domination in Freeze-in Dark Matter
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示介子衰变导致早期物质主导时期，影响暗物质产生及引力波特征。
2025-12-15 hep-ph
Dark matter direct detection with spin-2 mediators
我们考虑的模型中，一个巨大的自旋2共振作为暗物质（DM）和SM粒子之间的调解员通过能量动量张量。我们研究了在这些模型中产生的费米子，矢量和标量DM的有效理论，并发现了以前从未考虑过的新型DM-SM相互作用。我们确定了DM和SM夸克之间的有效相互作用时，调解人被整合出来，并将它们匹配的引力形状因子相关的自旋无关的DM-核子散射。我们还讨论了DM遗迹密度条件，直接检测边界和对撞机搜索自旋两个调解员之间的相互作用。
2018-11-07 hep-ph
Dark Matter Direct Detection from new interactions in models with spin-two mediators
我们考虑的模型中，一个巨大的自旋2共振作为暗物质（DM）和SM粒子之间的调解员通过能量动量张量。我们研究了在这些模型中产生的费米子，矢量和标量DM的有效理论，并发现了以前从未考虑过的新型DM-SM相互作用。我们确定了DM和SM夸克之间的有效相互作用时，调解人被整合出来，并将它们匹配的引力形状因子相关的自旋无关的DM-核子散射。我们还讨论了DM遗迹密度条件，直接检测边界和对撞机搜索自旋两个调解员之间的相互作用。
2018-06-05 hep-ph
Dark matter production through loop-induced processes at the LHC: the s-channel mediator case
我们展示了如何在简化模型中的大型强子对撞机单X搜索相关的研究具有暗物质候选人和$s$通道调解人可以在MadGraph5_aMC@NLO框架内进行。我们专注于胶子启动的环诱导的过程，主要是有关的情况下，调解人夫妇优先第三代夸克，特别是顶夸克。我们的实现使我们能够研究签名强子对撞机涉及失踪的横向能量加喷流或加上中性玻色子（$γ,Z,H$），可能包括额外辐射的影响，多部分子合并和匹配的部分子淋浴。
2015-08-03 hep-ph
A new mechanism for dark energy: the adaptive screening
我们描述了如何在一个动机良好的粒子物理框架内的已知物质效应可以解释宇宙的暗能量组成部分。通过考虑冷气体的粒子通过矢量介体相互作用，我们表明，存在一个政权的气体再现暗能量的动态。在这种情况下，介质的屏蔽质量与气体的数密度成正比，因此我们将这种现象称为“自适应屏蔽机制”。作为一个例子，我们认为，这样的筛选质量可以导致强大的本地化的载体介质。所提出的暗能量机制可以通过欧几里德实验的宇宙学观测以及通过研究暗光子和无菌中微子的性质来实验验证。
2015-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Gamma rays from dark mediators in white dwarfs
我们考虑暗物质$χ$的自湮灭，成为亚稳态介质$Y$，以及它们随后在白矮星内衰变成光子。我们专注于$χ\barχ\rightarrow YY$类型的反应，介质，除了具有有限的衰变寿命在休息$τ_{\rm rest}\lesssim 1$ s，可能会遭受能量损失之前，他们衰变成光子，$Y \rightarrow γγ$在介质中。我们得到衰减的伽马射线的光度所产生的两种效果的组合。使用互补的天体物理测量集冷白矮星在M4球状星团以及直接/间接的暗物质搜索，我们讨论了进一步的限制暗介质寿命。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Pseudo-Majoron as Light Mediator of Singlet Scalar Dark Matter
在中微子质量的单重态-三重态majoron模型中，轻子数自发破缺。如果它也是软破的，那么自然轻的赝标粒子$η_I$就存在。然后，它可以作为一个真正的单重标量$χ$与奇暗奇偶校验的光介体。它本身是不稳定的，但通过它的三重态标量分量主要衰变为两个中微子，因此不会干扰宇宙微波背景（CMB）。它也只在一个环中与标准模型的希格斯玻色子混合，因此在暗物质直接搜索实验中对$χ$从原子核的弹性散射没有显著的贡献。
2017-04-21 hep-ph
Electronic Direct Detection of Light Dark Matter with Intermediate-Mass Mediators
University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究电子直接探测实验对亚GeV质量暗物质的灵敏度，发现中介子质量范围可跨越三个数量级，通过Si和Ge靶计算背景自由灵敏度及DAMIC-M实验的投影灵敏度。
2026-05-11 hep-ex 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
Constraints on mediator-based dark matter and scalar dark energy models using $\sqrt s = 13$ TeV $pp$ collision data collected by the ATLAS detector
本文总结了2015-2016年期间由ATLAS探测器在LHC收集的高达$37~\mathrm{fb}^{-1}$ $\sqrt s = 13$ TeV $pp$碰撞数据对选定的基于介质的暗物质模型和标量暗能量模型的限制。在各种最终状态的实验搜索的结果进行解释的一组自旋1和自旋0单介质暗物质简化模型和第二组模型，涉及扩展希格斯扇区加上一个额外的矢量或赝标量介质。在本文中考虑的搜索约束自旋-1轻子和轻子介质，自旋-0色中性和色带电介质和矢量或赝标量介质嵌入扩展希格斯扇区模型。在这种情况下，也使用$\sqrt s = 8$ TeV $pp$碰撞数据来解释结果。这些结果也首次被解释为可能有助于宇宙加速膨胀的轻标量粒子（暗能量）。
2019-06-22 hep-ex hep-ph
Direct detection of pseudo-Nambu-Goldstone dark matter with light mediator
研究发现，伪Nambu-Goldstone玻色子暗物质在非相对论极限下抑制了与原子核弹性散射的振幅，从而自然地避开了暗物质直接探测实验的强约束。在本文中，我们表明，非零弹性散射截面可以诱导，如果介质质量是作为动量转移小。预测的反冲能谱可能不同于通常的热暗物质。结合热遗迹丰度、间接探测和Higgs衰变等相关约束条件，通过当前和未来的暗物质直接探测实验，研究了暗物质的可探测性。
2021-09-21 hep-ph
New Thermal-Relic Targets for sub-GeV Dark Matter Direct Detection
University of Chicago（芝加哥大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago（芝加哥大学卡弗里宇宙物理学研究所）
本文提出新的热 relic 阶段，用于子千电子伏暗物质模型，通过矢量媒介粒子耦合，为直接探测实验提供预测性目标。
2026-07-16 astro-ph.CO hep-ph
Probing Light Thermal Dark-Matter With a Higgs Portal Mediator
我们系统地研究了光（<几个GeV）暗物质（DM）模型，通过希格斯门可见物质热化，并确定在可行的参数空间中剩余的差距。这样的模型需要一个与希格斯粒子混合的光标量介质，以避免DM的过度产生，并可以根据这种介质是否明显衰减来分类。在一个具有代表性的狄拉克费米子DM的基准模型中，我们发现，即使对DM-介质耦合和质量比作保守的假设，介质比DM重的情况也完全被对撞机、稀有介子衰变和直接探测极限的组合所排除;包括NA62在内的未来和计划中的实验可以进一步提高对希格斯门相互作用不能确定DM丰度的情况的灵敏度。相反，制度中的调解人是轻于DM和后者湮灭对cally-decaying调解人仍然是可行的，但大部分的参数空间是由罕见的介子衰变，超新星冷却，束流转储，和直接检测的限制。几乎所有这些结论都广泛适用于最简单的变化（例如标量或非对称DM）。未来的实验包括SHiP，NEWS和Super-CDMS SNOLAB可以大大提高对这类模型的覆盖率。
2016-11-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmic-ray dark matter confronted by constraints on new light mediators
本研究针对轻暗物质直接探测难题，考察耦合暗物质与强子的轻媒介粒子集合，利用多个地下探测器数据证明现有轻媒介粒子约束排除了显著的宇宙射线暗物质上散射效应，指出该约束仅适用于模型依赖研究。
2024-06-23 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
Signatures of Majorana dark matter with t-channel mediators
寻找非引力暗物质信号的主要策略有三种：直接探测、间接探测和对撞机搜索。有趣的是，实验已经达到这三种搜索策略的敏感性，这可能会在不久的将来检测。为了充分利用丰富的实验数据，并为了确认一个可能的暗物质信号，有必要指定的暗物质粒子和介体的标准模型的性质。在本文中，我们专注于一个简化的模型，其中的暗物质粒子是一个马约拉纳费米子耦合到一个轻的标准模型费米子通过汤川耦合的标量介体。我们回顾了这个模型的观测特征，我们讨论了各种搜索策略之间的互补性，重点是在动机良好的情况下，暗物质粒子产生于早期宇宙通过热冻结。
2015-04-23 hep-ph
Solar Gamma Ray Constraints on Dark Matter Annihilation to Secluded Mediators
我们认为间接检测的暗物质是在太阳中捕获，随后湮灭的长寿暗介质。如果这些介质在衰变之前逃离太阳，它们可以通过介质直接衰变为光子或通过介质衰变产物的韧致辐射和强子化产生引人注目的伽马射线信号。使用最近的测量从HAWC天文台，我们确定模型独立的限制重暗物质的数量级更强大的比直接检测实验，自旋相关和自旋无关的散射。我们还考虑了一个很好的动机模型，其中费米暗物质湮灭暗光子。对于这样一个现实的情况下，太阳伽马射线约束的强度降低，相比理想的情况下，因为暗物质捕获截面和介质寿命相关。尽管如此，太阳伽马射线的约束使我们能够排除以前不受约束的暗光子参数空间的区域。
2021-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR 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
Scattering meets absorption in dark matter detection
Nikhef（荷兰国家核与亚原子物理研究所）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；Radboud University（拉德堡德大学）
研究暗物质通过轻介子与电子和核子的散射及介子吸收的相互作用，探索未来直接探测实验中暗物质的可行探测目标。
2025-01-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
