Exploring light dark matter with the DarkSPHERE spherical proportional counter electroformed underground at the Boulby Underground Laboratory
本研究提出了将在伯尔比地下实验室地下电铸的3米直径DarkSPHERE球形正比计数器概念，依托NEWS-G合作组经验，采用低本底设计与特殊气体混合方案，可提升0.05-10GeV轻暗物质的探测灵敏度，还可搜寻其他类型暗物质信号。
2023-12-14 hep-ex hep-ph
Constraining Dark Matter Models with a Light Mediator from CDEX-10 Experiment at China Jinping Underground Laboratory
利用CDEX-10实验205.4公斤·天数据，对含轻媒介子暗物质模型设定90%置信水平上限，排除2~5 GeV质量新参数空间，并约束自相互作用暗物质模型参数区。
2024-11-12 hep-ph
Dark matter astrometry at underground detectors with multiscatter events
我们表明，目前和即将到来的地下探测器能够精确的天体测量的暗物质。首先，我们表明，银河系暗物质的速度分布，可以得到从重建轨道的暗物质散射多个核在运输过程中，使用液体闪烁中微子探测器SNO+作为一个例子，我们发现，暗物质速度矢量可以重建事件的事件，这样一个小的不确定性，暗物质天体测量的精度将主要受到统计的限制。然后，我们确定所需的暗物质事件的数量，以确定分散速度，逃逸速度和速度各向异性的本地暗物质晕，也发现，与$\mathcal{O}(10)$事件少，暗物质信号可能会被区分从潜在的背景所产生的幂律分布。最后，我们讨论了暗物质天体测量在其他液体闪烁体探测器，暗物质实验，和最近提出的MATHUSLA探测器的前景。
2019-12-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Underground Production of Electromagnetic Dark States by MeV-scale Electron Beams and Detection with CCDs
Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院玛丽亚·布劳粒子物理研究所）；University of Vienna, Faculty of Physics（维也纳大学物理学院）；University of Vienna, Vienna Doctoral School in Physics（维也纳大学维也纳物理博士学院）
研究利用MeV级电子束地下产生可能的新轻费米子，通过CCD传感器探测其电磁相互作用，分析生产截面并探索参数空间。
2026-03-02 hep-ph
Expectations for Supersymmetric Dark Matter Searches Underground
我们认为中性伴子是星系晕中占主导地位的暗物质粒子，并研究了中性伴子-核弹性散射直接寻找暗物质的一些一般性问题。在传统的核和核子结构假设的基础上，我们分析了直接暗物质搜索对超对称模型参数空间的限制。该分析表明，暗物质探测器根据其对不同的超对称模型参数组的灵敏度分为三个不同的类别。我们计算的事件发生率的各种实验感兴趣的同位素在最小超对称标准模型（MSSM）考虑到已知的加速器和宇宙学的约束MSSM参数空间。研究了中性伴子-核弹性散射中核自旋的作用.结果表明，对于原子量A > 50的核，自旋相关相互作用对这一过程的贡献是次显性的。
1995-10-14 hep-ph
Search for muon signal from dark matter annihilations in the Sun with the Baksan Underground Scintillator Telescope for 24.12 years
我们提出了一个新的数据集分析的中微子实验在Baksan地下闪烁望远镜的μ子能量阈值约1 GeV的最长曝光时间对太阳。为了寻找太阳中心暗物质粒子自湮灭的信号，我们使用了一个更新的向上贯穿的μ子样本，寿命为24.12年。在测量的μ介子中，相对于来自大气起源的中微子的预期背景，没有发现可观测到的过量。我们提出了一个改进的数据分析程序，并详细描述它。我们将90\%C. L.对太阳中暗物质湮灭产生的中微子和μ子通量、相应的湮灭率和质子弹性散射的截面给出了新的上限。
2013-09-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Alpha radioactivity deep-underground as a probe of axion dark matter
本研究提出利用地下重同位素α衰变的时间调制探测轴子暗物质，建立了α衰变半衰期的θ依赖理论，并搭建RadioAxion-α原型实验，可在宽轴子质量范围给出有竞争力的衰变常数限制。
2024-06-25 hep-ex hep-ph nucl-ex
A Window in the Dark Matter Exclusion Limits
我们考虑光暗物质候选者（$m=0.4$至10 GeV）的截面极限。我们计算了地下暗物质探测器上方地壳中暗物质的相互作用，发现在中间截面范围内，暗物质的能量损失足以降到目前地下实验的能量阈值以下。这意味着在微仓范围内的暗物质排除极限中存在一个窗口。
2005-06-28 astro-ph hep-ph
Directional Neutrino Searches for Galactic Center Dark Matter at Large Underground LArTPCs
本研究探讨了大型地下LArTPC探测器对银河系中心暗物质湮灭成中微子的灵敏度，发现即使无方向信息也能设定具竞争力的限制，且方向性信息的引入可显著提升太阳中微子背景主导的质量范围内的探测能力。
2022-10-10 hep-ex hep-ph
Earth-Catalyzed Detection of Magnetic Inelastic Dark Matter with Photons in Large Underground Detectors
本文提出利用地球催化非弹性散射产生的单能光子在大型地下探测器中搜索弱标度磁性非弹性暗物质，并通过数值模拟证明 CYGNUS 与氙探测器的协同观测可提供强有力证据。
2024-06-10 hep-ph
Weak nuclear decays deep-underground as a probe of axion dark matter
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Centro de Astropartı́culas y Fı́sica de Altas Energı́as (CAPA)（高能粒子与天体物理中心）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所格兰萨索国家实验室）
研究弱核衰变的时间调制以探测轴子暗物质，提出理论框架计算弱核衰变的θ依赖性，并通过分析地下实验室的数据约束轴子衰变常数，提出新的测量方法以探测更短时间尺度的轴子质量。
2026-04-29 hep-ex hep-ph nucl-ex
Studies of the Earth shielding effect to direct dark matter searches at the China Jinping Underground Laboratory
暗物质直接探测实验大多在地下深处的实验室进行。特别是对于大截面的暗物质粒子相互作用，有必要考虑地球的屏蔽效应。利用适用于其他地下场所的地球屏蔽模拟程序CJPL ESS，对中国锦屏地下实验室（CJPL）的暗物质的地球屏蔽效应进行了分析和模拟。利用CDEX实验数据对$χ$ -N截面排斥区进行了研究，得到了进一步的约束条件.
2022-03-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Joint probes of dark matter annihilation from neutrino detectors and CMB targets
School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院玛丽埃塔·布劳粒子物理研究所）
提出将中微子有效数目和宇宙微波背景谱畸变作为互补观测量，联合中微子探测器与CMB实验探测MeV-GeV质量暗物质湮灭到中微子的信号。
2026-06-05 astro-ph.CO hep-ph
Light asymmetric dark matter from new strong dynamics
具有与重子相似的宇宙不对称性的~ 5GeV“暗重子”是暗物质的天然候选者。我们研究了通过动力学电弱对称性破缺产生这种态的可能性，并表明即使它没有电弱相互作用，它也可以通过sphaleron相互作用共享残余重子不对称性。核子上的散射截面，类似于QCD估计，是在地下直接探测实验的范围内。
2011-03-22 astro-ph.CO hep-ph
New Underground Neutrino Observatory - GENIUS- in the New Millenium : for Solar Neutrinos, Dark Matter and Double Beta Decay
双β衰变和$ν$振荡实验是解决中微子质量矩阵问题不可缺少的实验。八年来最敏感的实验--位于格兰萨索的海德堡-莫斯科实验--现在已经排除了简并的$ν$质量方案，允许中微子作为宇宙中的热暗物质用于太阳中微子问题的小角度MSW解决方案。它探测宇宙学模型，包括热暗物质，现在已经在未来的卫星实验MAP和普朗克的水平。它进一步探讨了TeV尺度下超越标准模型物理学的许多主题。未来的实验应该能够进入多TeV的范围，并在许多方面补充在未来的对撞机（如LHC和NLC）上寻找新物理的工作。对于中微子物理学，GENIUS将允许测试目前中微子振荡实验所允许的几乎所有中微子质量方案。与此同时，GENIUS将涵盖作为冷暗物质的中性伴子的超对称性预测的参数空间的广泛范围。此外，它有可能成为一个实时探测器的低能量（pp和7 Be）的太阳中微子。一个GENIUS试验设施刚刚获得资金，将于2001年底投入使用。
2001-04-03 hep-ph
SENSEI: Direct-Detection Constraints on Sub-GeV Dark Matter from a Shallow Underground Run Using a Prototype Skipper-CCD
我们提出了新的直接检测eV到GeV的暗物质与电子相互作用的限制，使用的原型探测器的亚电子噪声跳跃CCD实验仪器。这些结果是基于费米国家加速器实验室MINOS洞穴中的数据。我们专注于两种不同的读出策略获得的数据。对于第一种策略，我们连续读出Skipper-CCD，累积0.177克-天的曝光。虽然我们没有观察到包含三个或更多的电子的事件，我们发现一个大的一个和两个电子的背景事件率，我们归因于寄生事件在跳跃-CCD读出阶段的放大器引起的。对于第二种策略，我们采取五组数据，其中我们关闭所有放大器，同时曝光Skipper-CCD 120 k秒，然后通过最佳原型放大器读出数据。我们发现单电子事件率为（3.51 +- 0.10）x 10^（-3）事件/像素/天，这比连续读出数据中观察到的单电子事件率低近两个数量级，而双电子事件率为（3.18 + 0.86 - 0.55）x 10^（-5）事件/像素/天。在0.069克-天的曝光量下，我们也没有观察到包含三个或更多电子的事件。我们使用这些数据来获得世界领先的约束暗物质-电子散射的质量在500千电子伏至5兆电子伏之间，和暗光子暗物质被吸收的电子的质量范围低于12.4电子伏特。
2019-01-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Signatures of afterglows from light dark matter boosted by supernova neutrinos in current and future large underground detectors
本文建立了计算银河系任意位置超新星中微子助推暗物质通量的通用框架，在 U(1)_{Lμ-Lτ} 模型中分析其时间、角度和能谱特征，并给出 Super-K、Hyper-K 和 DUNE 的预期探测灵敏度。
2024-05-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Accelerating Earth-Bound Dark Matter
一小部分暗物质可能由一种粒子组成，这种粒子与标准模型的相互作用比类似质量的典型弱相互作用大质量粒子（WIMP）强得多。这种强烈相互作用的暗物质成分可以避免在寻找类似WIMP的暗物质时被探测到，因为它与大气和地球中的物质相互作用，在到达地下探测器之前大大减慢了速度。同样的相互作用也可以增强地球表面附近强烈相互作用的暗物质种类的密度，使其远高于当地银河系的暗物质密度。在这项工作中，我们提出了两种新的方法来检测强相互作用的暗物质的基础上加速增强人口预计在地球上通过散射。第一种方法是使用地下核加速器束将周围的暗物质群向上散射到位于下游的WIMP型探测器中。在第二种技术中，暗物质被强热源向上散射，并被低阈值暗物质探测器探测到。我们还讨论了强相互作用的暗物质的潜在候选人，我们表明，该方案可以自然地实现与一个隐藏的费米子耦合到一个亚GeV的暗光子。
2022-08-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Two-component millicharged dark matter and the EDGES 21cm signal
我们提出了一个两个组件的暗物质解释的边缘21厘米异常信号。较重的暗物质成分是长寿的，其衰变是导致较轻的暗物质残留丰度的主要原因。为了逃避CMB、地下暗物质直接探测和XQC实验的限制，较重的暗物质的寿命必须大于$0.1\, τ_U$，其中$τ_U$是宇宙的年龄。我们的模型提供了一个可行的实现millicharged暗物质模型来解释边缘21厘米，因为极小模型中的遗物密度是通过热冻结产生的排除了各种限制。
2021-10-28 astro-ph.CO hep-ph
A Global Fit of Non-Relativistic Effective Dark Matter Operators Including Solar Neutrinos
本文通过非相对论有效算符框架，联合直接探测实验与中微子望远镜数据对暗物质-核子相互作用进行全局拟合，并预测下一代地下实验将在多数弹性散射情形下超越太阳中微子搜寻的灵敏度。
2025-02-04 hep-ph
Limits on spin-dependent WIMP-proton cross-sections from the neutrino experiment at the Baksan Underground Scintillator Telescope
我们目前的Baksan地下闪烁望远镜在寻找一个信号的暗物质粒子湮灭在太阳中心的最新结果。基于Baksan望远镜测量向上通过的μ子的能量大于1 GeV的性能，我们确认相对于24.12年的生活时间从大气起源的中微子的预期，在到达太阳的方向上没有可观察到的过剩。我们得出结论，90%的C. L.暗物质WIMP（弱相互作用大质量粒子）与质子的弹性散射截面的上限与其它中微子望远镜的相应极限相当。在质量约为$100\div200$ GeV的WIMP与质子的自旋相关（SD）相互作用中，该极限的最佳值为$3 \times 10^{-4}$ picobarn。
2012-11-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark Matter Attenuation inside the Earth: A Boltzmann Equation Approach
College of Science, China University of Petroleum (East China)（中国石油大学（华东）理学院）；Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源）
针对强相互作用或加速暗物质，利用玻尔兹曼方程积分解研究其穿过地球时的散射和能量损失对地下通量的影响，并与蒙特卡洛结果吻合。
2026-06-16 hep-ph
Direct Detection Constraints on Dark Photons with CDEX-10 Experiment at the China Jinping Underground Laboratory
我们报告的暗光子有效动力学混合参数（$κ$）的约束条件，从两个${p}$型点接触锗探测器的CDEX-10实验在中国锦屏地下实验室的数据。推导了太阳暗光子205.4 kg·d曝光量下$κ$的90%置信上限，探索了直接探测实验中质量（${m_V}$）为10 ~ 300 eV/ ${c^2}$的新参数空间.考虑暗光子作为宇宙学暗物质，从449.6 kg-天数据中设定了${m_V}$从0.1到4.0 keV/ ${c^2}$的90%置信水平的限值，最小值为${\rm{m_V=200\ eV/c^2}}$的${\rm{κ=1.3 \times 10^{-15}}}$。
2020-03-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Calculation of neutron background for underground experiments
新一代暗物质实验的目标是探索10 e-9 - 10 e-10 pb区域的WIMP-核子标量相互作用。探测器组件中产生的中子是限制探测器灵敏度的主要因素之一。从这个来源的背景估计，然后成为设计未来的大规模探测器的关键任务。对于探测器内部和周围的所有材料，都需要来自放射性污染的中子的能谱和产生率。为了估计中子产额和能谱，应该知道（a，n）反应的截面和跃迁到不同激发态的几率。用Empire2.19计算了几种同位素的截面和跃迁几率，并与实验数据进行了比较。结果已被用来计算中子谱的材料使用代码Sources4A。本文估算了一个基于锗晶体的假想暗物质探测器中某些探测器元件的中子本底事件率。从这些模拟的结果中推导出了材料的放射性纯度的一些要求。
2008-07-05 hep-ph
Deconstructive Composite Dark Matter Detection
The Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute, Department of Physics, Engineering Physics, and Astronomy, Queen’s University（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所，女王大学物理、工程物理和天文学系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理珀蒂默研究所）；Department of Physics and McDonnell Center for the Space Sciences, Washington University（华盛顿大学物理系和麦克唐纳空间科学中心）；The Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute, Department of Physics McGill University（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所，麦吉尔大学物理系）
本研究探讨了松散束缚复合暗物质在穿过地球时解体并产生级联的探测特征，通过分析地下探测器的信号来识别其参数依赖性及多实验室同时信号的区域。
2026-02-11 hep-ex hep-ph
Constraints on sub-GeV dark matter boosted by cosmic rays from the CDEX-10 experiment at the China Jinping Underground Laboratory
我们提出了新的约束轻暗物质由宇宙射线（CRDM）的205.4公斤天的数据进行的CDEX-10实验在中国锦屏地下实验室。利用蒙特卡罗模拟软件包CJPL_ESS计算了地球屏蔽效应。在我们的CRDM分析中，几个关键因素已经被引入和讨论，包括重CR核比质子和氦的贡献，CR分布的不均匀性，和地球衰减计算中的形状因子的影响。我们的结果排除了暗物质-核子弹性散射截面从$1.7\times 10^{-30}$到$10^{-26}~\rm cm^2$的区域，对于10 keV $/c^2$到1 GeV $/c^2$的暗物质。
2022-09-16 hep-ex hep-ph physics.ins-det
On the Accuracy of Underground Muon Intensity Calculations
近一个世纪以来，深埋地下和水下探测器探测到的宇宙射线μ子一直是高能宇宙射线谱和空气簇射中强子相互作用的信息来源。对地下μ介子的理论兴趣几乎已经消退，因为空间实验更直接地探测宇宙射线光谱，加速器提供了强子产额的精确测量。然而，地下μ介子探测独特的强子相互作用能和相空间，这仍然是目前加速器实验无法达到的。宇宙射线核子能量达到100 TeV和PeV的范围，这是空间实验几乎无法达到的。我们的新计算结合了两种现代计算工具：MCEq，用于表面μ子通量，和PROPOSAL，用于地下运输。我们表现出很好的协议与地下宇宙射线μ子强度的测量估计误差。除此之外，历史数据的精确度明显小于我们的误差估计。这一结果表明，在地面或地下的高能大气轻子通量不确定性的来源，可以显着抑制无需采取更多的数据或建立新的探测器。不确定性的降低预计将影响大容量中微子望远镜的数据分析，并影响未来吨级直接暗物质探测器的设计。
2022-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Exotic Dark Matter Search with CDEX-10 Experiment at China's Jinping Underground Laboratory
利用205 kg $\cdot$/d的数据，对中国锦屏地下实验室CDEX-10实验的p型点接触锗探测器进行了亚GeV质量范围内的奇异暗物质（DM）的搜寻。本文分析了新的低质量暗物质搜寻通道：中性流费米DM吸收（$χ+A\rightarrow ν+A$）和DM-核3 $\rightarrow$ 2散射（$χ+χ+A\rightarrow ϕ+A$），能量阈值为160 eVee.没有发现明显的信号，因此在亚GeV DM质量区为两个模型设定了新的DM-核子相互作用截面限制。将费米DM吸收的截面极限设定为$\rm 2.5\times 10^{-46} cm^2$（90\%C. L.）DM质量为10 MeV/c $^2$。对于DM核3 $\rightarrow$ 2散射的情况下，限制扩展到DM质量为5 MeV/c $^2$和14 MeV/c $^2$的无质量暗光子和绑定DM的最终状态，分别。
2022-11-23 hep-ex hep-ph
Dark Matter 2014
本文对2014年底暗物质的实验搜索状况进行了概述。主要重点是使用基于地下的低背景探测器直接搜索弱相互作用大质量粒子（WIMP），特别是2014年发表的新结果。WIMP是优秀的暗物质候选者，被粒子物理学的标准模型之外的许多理论预测，并且预计通过自旋无关（标量）或自旋相关（轴矢量）耦合与目标核相互作用。非WIMP暗物质的候选者，特别是轴子和类轴子粒子也简要讨论。
2015-01-06 astro-ph.CO hep-ph physics.ins-det
High-pressure TPCs in pressurized caverns: opportunities in dark matter and neutrino physics
天然气和氢储存行业有创造巨大的加压地下空间的经验。其中最常见的是“溶解采矿”，一种在盐层中制造盐水填充洞穴的方法。与传统开采的地下空间不同，这些空间（a）建造和运营成本低廉，（b）自然用作压力容器，其尺寸在传统实验室中无法建造，以及（b）允许安全使用易燃和/或有毒材料。如果能够满足各种工程挑战，溶采洞穴将允许前所未有的大型高压气体TPC。衬砌岩石洞室（LRC）可以允许在更传统的空间中具有相当大尺寸的高压TPC。在本白皮书中，我们回顾了这些洞穴中可用的一些新物理机会，并提出了实现这些机会所需的研发计划。
2022-03-11 hep-ph nucl-ex physics.ins-det
Search for Light Weakly-Interacting-Massive-Particle Dark Matter by Annual Modulation Analysis with a Point-Contact Germanium Detector at the China Jinping Underground Laboratory
本文介绍了中国锦屏地下实验室CDEX-1B实验中质量为1 kg的$p$型点接触锗探测器的光弱相互作用大质量粒子（WIMP）搜索结果和年调制（AM）分析结果。在4.2年的跨度内，对总生存时间为3.2年的数据集进行了分析，分析阈值为250 eVee。在90\%置信水平（C.L.）下，作为WIMP质量（$m_χ$）函数的WIMP核（$χ$ - $N$）自旋无关截面的极限都是用暗物质晕模型推导出来的。在标准晕轮模型的范围内，90% C. L.在$>$ 99.99\%和98\% C.L.处排除了基于DAMA/LIBRA和CoGeNT AM的分析所暗示的允许区域，分别这些结果对应于迄今为止WIMP AM测量中$m_χ$ $<$ 6 $~{\rm GeV}/c^2$的最佳灵敏度。
2019-11-26 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Sensitivity of accelerator-based neutrino experiments to neutrino-dark matter interaction: Elko as a viable dark matter candidate
我们分析了基于加速器的中微子实验的潜力，如深地下中微子实验，约束一个五维运营商调解一个超越标准模型之间的相互作用质量维1费米子场，标记elko，中微子。我们确定的参数空间，埃尔科是一个可行的暗物质的候选人。
2022-10-13 hep-ph
Composite dark matter and direct-search experiments
我们重新解释直接搜索的结果暗物质的复合暗物质，即暗物质粒子，形成中性束缚态，一般称为暗原子，无论是与普通粒子，或与其他暗物质粒子。三种不同的方案进行了研究：O-氦方案，毫相互作用的暗物质和暗反原子。在每一个星系中，暗物质与地球物质的相互作用都足够强烈，以至于在到达地下探测器之前就被阻止在其中。当这些热暗原子通过重力向地球中心漂移时，它们被地下探测器的活性介质的原子辐射捕获，这导致光子的发射，光子通过与介质中的电子相互作用产生信号。这提供了一种用电子反冲而不是核反冲来重新解释结果的方法。对O-氦与普通物质相互作用的详细研究表明，它不是暗物质的可接受候选者，因为没有排斥机制阻止它落入原子核的深核阱。另外两个模型涉及毫电荷，能够调和最矛盾的实验。对于每个模型，我们确定参数空间中的区域，这些区域再现了具有阳性结果的实验，并且与具有阴性结果的实验的约束完全一致。我们也注意到实验和观测的限制毫电荷和讨论一些典型的签名模型，可以用来测试它们。
2015-12-18 hep-ph
Prospects of detecting cosmic ray up-scattered dark matter with DUNE
本文研究利用DUNE实验探测宇宙射线增能的亚GeV暗物质，发现其对自旋无关和自旋相关相互作用均具有与专用直接探测实验相当的灵敏度，提供关键优势。
2025-10-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark sectors in neutron-shining-through-a-wall and nuclear absorption signals
提出利用IsoDAR等深地下探测器搜索暗重子$n'$与中子混合的穿墙及核吸收信号，无需改动实验即可获得最强实验室约束，并覆盖暗物质及超冷中子消失等新现象。
2023-04-24 hep-ex hep-ph
Unblinding the Dark Matter Blind Spots
最小超对称标准模型（MSSM）中的暗物质（DM）盲点是指DM粒子与$Z$ -玻色子或希格斯玻色子的耦合几乎为零的参数区域，导致DM直接检测的信号非常小。本文对MSSM中盲点场景下的DM搜索进行了全面的分析。在可接受的DM遗迹丰度要求的指导下，我们探讨了LHC的理论参数的补充覆盖范围，未来地下DM直接搜索的投影，以及从遗迹DM湮灭到光子和中微子的间接搜索。我们发现：（i）在未来的地下实验中，自旋无关（spin-dependent，SD）的直接探测可能拯救自旋无关（spin-independent，SI）的盲点，也可能拯救来自IceCube和SuperK中微子实验的间接DM探测：（ii）Fermi-LAT的γ射线探测可能达不到寻找DM盲点所需的灵敏度;（iii）在LHC上的超对称性搜索将大大扩展盲点参数的发现区域。暗物质盲点因此可能会在未来的DM搜索中通过集体努力而被揭开。
2017-04-12 hep-ph
Theory, Phenomenology, and Prospects for Detection of Supersymmetric Dark Matter
最小超统一超对称模型的最大吸引力之一是预测了一种大质量、稳定、弱相互作用的粒子（最轻的超对称伙伴，LSP），它可以具有合适的残余丰度成为冷暗物质候选者。在本文中，我们调查的身份，质量和性质的LSP后，需要规范耦合统一，适当的电弱对称性破缺，和众多的唯象约束。然后，我们讨论了探测LSP的前景（1）LSP湮灭成正电子，反质子，和伽马射线的星系晕，（2）大型地下阵列，以检测向上运行的μ子所产生的LSP捕获和湮灭在太阳和地球上，（3）弹性碰撞的物质在桌面设备，（4）生产LSP或衰变成LSP在高能对撞机。我们的结论是，空间湮灭实验和大型地下探测器是有限的帮助，在最初检测的LSP，虽然也许他们可以提供确认的信号在其他实验中看到，而桌面探测器有相当大的发现潜力。然而，对撞机可能是最好的暗物质探测器。
1995-02-27 hep-ph
Composite Dark Matter and Puzzles of Dark Matter Searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中暗物质搜索的积极结果，与其他小组的结果放在一起，可能意味着宇宙学暗物质的非平凡粒子物理解决方案。带-2电荷的稳定粒子，在O-氦“原子”（OHe）中与原始氦结合，代表了暗物质的一种特定的比冷的核相互作用形式。在地球物质中OHe的速度变慢，因此在低温实验中直接探测地下暗物质的方法是难以实现的。然而，在DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中，Na和I核对OHe的辐射俘获会导致能量释放在2-5 keV区间内的年变化。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-Neutrino-Boosted Dark Matter ($ν$BDM)
提出了一种宇宙中微子助推暗物质的新机制。新机制是如此重要，以至于到达地球上质量窗口$1~{\rm keV} \lesssim m_{\rm DM} \lesssim 1~{\rm MeV}$的暗物质的通量可以比只有宇宙电子的通量增加两到四个数量级。因此，我们首先从Borexino，PandaX，XENON1T和JUNO等先进的地下实验中推导出保守但仍然严格的宇宙中微子助推的暗物质（$ν$ BDM）的界限和未来的灵敏度极限。
2021-01-27 hep-ph
The Higgs boson, Supersymmetry and Dark Matter: Relations and Perspectives
在大型强子对撞机上发现的轻希格斯玻色子玻色子开启了一个广泛的研究和测量计划，以了解这种粒子在新物理学和宇宙学中的作用。超对称性是新物理学中最有动机、最彻底的表述和研究模型，它预言了轻希格斯玻色子玻色子，并可以解释暗物质。本文讨论了希格斯玻色子的研究如何与寻找超对称性和暗物质在大型强子对撞机和未来的$e^+e^-$对撞机和专门的地下暗物质实验。
2015-04-20 hep-ph
Constraints on ultraheavy dark matter from the CDEX-10 experiment at the China Jinping Underground Laboratory
Tsinghua University（清华大学）；Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；NUCTECH Company（同方威视技术股份有限公司）
CDEX-10实验利用蒙特卡洛框架模拟超重暗物质在锗探测器中的传播和能量沉积，排除了部分暗物质与核子散射截面，提供了低于10^8 GeV的最严格限制。
2026-03-28 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Dark Matter Search with Cherenkov Telescope Array
本研究介绍利用未来的切伦科夫望远镜阵列（CTA）开展暗物质搜寻，指出其可补充现有实验室探测，能观测更重的弱相互作用大质量粒子及多种暗物质候选体。
2023-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Leptophilic Composite Asymmetric Dark Matter and its Detection
我们提出了一个同时解释宇宙重子不对称性和暗物质遗迹密度的模型。在这个模型中，暗物质的候选者是由暗夸克组成的暗重子。引入标量介体，耦合到标准模型轻子和暗夸克，同时产生重子和暗重子的不对称性。研究了该模型的直接检测和碰撞检测。我们发现目前的地下直接探测实验和大型强子对撞机都很难探测到这个模型。但未来的轻子对撞机，如CEPC，有很大的潜力，通过“位移轻子喷流”信号来探测模型参数空间的很大一部分。
2021-06-09 hep-ph
Using and Constraining Nonforward Parton Distributions (Deeply Virtual Neutrino Scattering in Cosmic Rays and Light Dark Matter Searches)
本文综述了在深虚康普顿散射（DVCS）中非正向部分子分布（NPD）的构造。然后，我们转向分析类似的结构在弱部门（电弱NPD的）。我们认为，作为一个罕见的过程，在宇宙射线中的中微子研究和地下实验中的轻暗物质探测的可能使用的电弱DVCS（EWDVCS
2003-09-08 hep-ph
Direct detection prospects of dark vectors with xenon-based dark matter experiments
暗物质实验主要是在屏蔽良好的地下探测器的目标核上寻找WIMP的散射。液体闪烁体实验的结果还提供了可以被电子吸收的非常轻和非常弱耦合的粒子的精确探针。在这些程序中，我们总结了以前获得的约束长寿命的暗物质矢量粒子$V$（暗光子）在$0.01-100$千电子伏的质量范围。此外，我们提供了第一个预计的灵敏度达到即将到来的XENON1T暗物质搜索检测暗光子。
2015-10-16 hep-ph
Earth's Stopping Effect in Directional Dark Matter Detectors
我们探讨了当暗物质粒子在地下向探测器运动时，暗物质与原子核相互作用产生的停止效应。虽然这种影响对于重暗物质粒子来说可以忽略不计，但是存在参数相空间，在该参数相空间中，暗物质粒子与原子核的地下相互作用可以在光谱中产生可观察到的差异。从下面到达探测器的暗物质粒子可以比从上面到达的粒子具有更少的能量。这些差异可以通过即将到来的定向检测器潜在地检测到。这可以揭示有关原子核与轻暗物质候选物之间相互作用的类型和强度的大量信息。
2015-09-29 hep-ph
Nuclear Fusion Inside Dark Matter
在暗物质和原子核之间发现了一种新的动力学。被复合暗物质的内部势能加速到MeV能量的原子核可以进行核聚变。这种效应出现在由轻标量场束缚的重费米子组成的复合暗物质的简单模型中。宇宙学和探测前景的复合材料，催化核反应在地下探测器和恒星，包括韧致辐射的核散射对电子在复合材料内部形成的热等离子体。如果被发现并收集起来，这种复合暗物质原则上可以作为一个现成的、紧凑的核聚变发电机。
2022-01-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Tools for Dark Matter in Particle and Astroparticle Physics
尽管有几个间接的证据证实了暗物质的存在，但一种新的暗物质粒子的性质在很大程度上仍然是未知的。目前有几个实验正在寻找这种粒子，在地下直接探测，在太空和地球上间接探测和LHC。一个被确认的信号可以在标准模型的许多扩展中为暗物质选择一个模型。本文对暗物质可观测量的公共计算程序进行了简要的回顾。
2010-07-28 hep-ph
The discreet charm of higgsino dark matter - a pocket review
本文简要评述了低尺度超对称性中希格西诺暗物质探测的局限性和前景。在第一部分中，我们认为，在进行了MSSM中所有潜在的暗物质粒子的调查后，（几乎）纯希格西诺是唯一的候选人，几乎毫发无损地从近年来的观测数据的财富。在这样做的凭借其规范量子数和电弱对称性破缺，它保持在同一时间相对较高程度的模型无关性。在第二部分中，我们适当地回顾了在直接地下暗物质搜寻、对撞机搜寻和间接天体物理信号中探测类希格斯诺中性伴子的前景。我们提供了估计的超伙伴和微调的背景下，在传统的情况下，超对称性的破缺介导的大统一的规模和强烈的期望，及时检测到希格斯玻色子在地下探测器是密切相关的测量125 GeV的质量的希格斯玻色子在大型强子对撞机。
2018-11-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
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
Thermal Real Scalar Triplet Dark Matter
本文全面研究了热弱相互作用的候选者实标量三重态暗物质，特别关注了暗物质与希格斯玻色子之间的弱相互作用和其它相互作用对暗物质湮灭的索末菲效应。我们发现一个参数区域，其中包括所谓的“WIMP奇迹”之一仍然存在，即它尊重所有的约束所施加的暗物质搜索在对撞机实验，地下实验（直接检测）和天体物理观测（间接检测）。该区域也被发现是有效地搜索各种不久的将来的实验。特别是，XENONNT实验将覆盖几乎整个参数区域。
2021-05-17 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
Dark Matter Clusters and Time Correlations in Direct Detection Experiments
假设暗物质（DM）有效地集群在各种规模上，我们分析直接DM搜索的可能影响。对于某些大小和密度的DM星团，探测器与星团的相遇可能每年或每隔几年才发生一次，这会导致寻找DM的个别实验明显失败。然而，如果与地球大小和$10^4$倍大的星团相遇大约每年发生一次，那么在不同的地下探测器中发现事件之间的时间相关性就可以导致DM的发现。
2020-03-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
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
