Non-trivial gravitational waves and structure formation phenomenology from dark energy
GW 170817/GRB 170817 A事件的发现改善了对引力波传播速度的约束,从而将暗能量引起的可能变化置于约束之下。对于基于标量场的Horndeski拉格朗日函数族的模型,非最小导数耦合现在受到严重限制,导致了相当有限的现象学。在这项工作中,我们想强调的是,仍然有大量的暗能量模型绕过了这个障碍,同时仍然提供了有趣的现象,能够将它们与标准宇宙学区分开来。我们专注于一个涉及向量场作为代理的类,但我们的讨论可以扩展到更广泛的模型类。特别是,我们表明有一个非最小的衍生物耦合的可能性,给标量模式的非平凡的影响,而不影响引力波和有第二张量模式,可以振荡成引力波的可能性。我们还提出了一类新的配置打破旋转不变性,但与能量动量张量是各向同性的壳。这种特殊的特征使得扰动的标量和矢量扇区混合,因此,即使在完全各向同性的背景宇宙学中,首选方向效应也可以出现在扰动中。我们还评论的模型,产生各向同性的解决方案时,平均在快速振荡的矢量场。探索的模型进行分类,根据不同的领域配置,提供不等价的实现宇宙学原理。
2018-06-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Matter Phenomenology
我回顾最近的事态发展,直接和间接检测暗物质和新的候选人超越WIMP范式。
2009-08-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Disformal scalars as dark matter candidates: Branon phenomenology
标量粒子通过非形式耦合与标准模型场耦合出现在不同的理论中,例如大质量引力或膜世界模型。我们将回顾与这种粒子有关的主要现象学。独特的非正式签名可以在对撞机和天体物理观测中测量。非形式耦合的现象学相关性要求引入一组对称性,这可能确保这些新的自由度的稳定性。在这种情况下,它们构成了自然的暗物质候选者,因为它们通常质量很大,耦合很弱。我们将通过特别关注branon的例子来说明这些观点,因为这些问题在低张力的膜世界模型中自然出现,它们是第一次讨论的。
2016-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology of an Open Effective Field Theory of Dark Energy
University of Chicago(芝加哥大学);University of Cambridge(剑桥大学)
本文提出一种开放引力动力学理论,用于描述宇宙晚期加速,该模型能拟合最近的 baryon 音叉振荡测量,同时避免违反真空能条件,并提供可观察的预测。
2026-03-12 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Understanding the phenomenology of interacting dark energy scenarios and their theoretical bounds
在空间平坦的Friedmann-Lemaintre-Robertson-Walker(FLRW)宇宙中,研究了暗物质与暗能量之间的非引力相互作用.假设相互作用速率与暗物质和暗能量的能量密度成线性关系,并且与FLRW宇宙的哈勃速率成正比。这种相互作用模型导致一个自治的线性动力系统,并根据耦合参数,可以通过计算矩阵的指数,定义系统解析求解。我们在这里表明,这种相互作用率有一个非常深的联系与一些著名的宇宙学理论。然后,我们调查的相互作用率的耦合参数的理论界限,以使能量密度的黑暗部门保持积极的整个宇宙的演化和渐近收敛到零在很晚的时候。我们的分析还指出,这种线性相互作用模型可能会遇到有限时间的未来奇点依赖于耦合参数以及暗能量状态参数。
2020-06-01 astro-ph.CO gr-qc
Phenomenology of dark matter-nucleon effective interactions
我比较了非相对论有效理论的单体暗物质核子相互作用,目前的暗物质直接探测实验和中微子望远镜观测,提出排除限制的耦合常数的理论。在直接探测实验的分析中,我专注于不同的暗物质-核子相互作用算子的干扰和在定向探测器上观察到的预测。解释中微子望远镜观测,我使用新的核响应函数最近通过原子核结构计算得出,并表明,氢不是最重要的元素,在排斥极限计算的大多数自旋相关的暗物质-核子相互作用算符
2015-12-19 astro-ph.CO hep-ph
Leptophilic dark matter from gauged lepton number: Phenomenology and gravitational wave signatures
新的规范对称性经常出现在超越标准模型的理论中。本文研究轻子数提升为规范对称性的模型。反常的消除需要引入额外的轻子,其中最轻的是自然的亲轻子暗物质候选者。我们对对撞机和暗物质现象学进行了全面的研究。此外,我们发现该模型在参数空间的大范围内存在一阶轻子数破缺相变。计算了相应的引力波信号,并评估了它在LISA和其他未来GW探测器上的可探测性。最后,我们评论暗物质,对撞机和引力波观测的互补性,并对未来对撞机的潜在影响。
2019-02-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dissecting kinetically coupled quintessence: phenomenology and observational tests
我们研究了一个相互作用的暗能量模型,该模型允许标量场的动力学项通过幂律相互作用耦合到暗物质。该模型的特点是在早期的缩放解决方案,这是高度感兴趣的,以减轻巧合的问题,其次是一段时间的加速膨胀。我们讨论的背景演化和线性标量扰动的现象学,我们确定可测量的签名的耦合在黑暗的部门对宇宙微波背景,透镜势自相关和物质的功率谱。我们还利用宇宙微波背景温度、极化和透镜效应、重子声振荡和超新星的数据进行了参数估计分析。我们发现暗区之间的耦合强度受参数$α$的调节,被约束为$10^{-4}$阶。模型选择分析未显示$Λ$ CDM和动力学模型之间的统计偏好。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Phenomenology of Unified Dark Matter models with fast transition
由单一统一暗物质成分产生的标准类物质时代和晚期$Λ$ CDM类时代之间的快速过渡可以解释观测到的宇宙加速。通过观察,具有快速转换的UDM模型应与$Λ$ CDM(和替代品)明确区分。在这里,我们专注于一个特别简单的模型,并通过研究背景模型的特点和绝热UDM扰动的性质来分析其可行性。
2014-05-15 astro-ph.CO
Co-annihilating Dark Matter: Effective Operator Analysis and Collider Phenomenology
本文研究了具有两个质量相近的暗扇形粒子$χ_1$和$χ_2$的暗物质模型。在这样的模型中,$χ_1$和$χ_2$的共湮灭可能是控制早期宇宙冻结期间DM遗迹密度的主导过程。在这种情况下,没有显着的贡献,直接和间接的检测信号,除非存在一个极端的简并在质量最轻的暗扇区粒子。因此,遗迹密度约束和对撞机搜索提供了关于这些模型的最相关的信息。我们考虑狄拉克费米子暗物质通过有效算符与标准模型粒子耦合。对于对撞机现象,其中有效场论可能是无效的,我们采用一个简单的Z'模型,以提供一个适当的UV完成。我们探讨了有趣的LHC信号,产生于暗物质的生产过程$pp \rightarrow \overline{χ_1} + χ_2 + \textrm{ jet}$,其次是衰变$χ_2 \rightarrow χ_1 + SM$。
2014-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Phenomenology of MOND and gravitational polarization
MOND现象学(星系的平坦旋转曲线,重子Tully-Fisher关系等)是与星系动力学和星系尺度上的暗物质分布有关的一组基本现象。至今仍无法解释的是,它拥有一个引人注目的特性,即所谓的电介质类比,这可能具有深远的影响。在本文中,我们讨论了简单的非相对论模型的框架内的这种类比。我们展示了一种特殊形式的暗物质,由两种不同种类的粒子耦合到不同的牛顿引力势,可以允许解释在最自然的方式MOND的介电类比的引力极化机制。
2014-03-24 astro-ph.CO gr-qc
A 750 GeV Portal: LHC Phenomenology and Dark Matter Candidates
我们研究了通过扩展标准模型场的内容而得到的有效场论,其中包括两个单态:一个750 GeV的赝标量和一个稳定的费米子。会计对撞机生产胶子和光子融合发起,我们调查的理论是一致的LHC双光子过剩和边界运行1。我们分析了这些地区的暗物质现象,包括遗迹密度的限制,以及碰撞,直接和间接的界限。标量门户暗物质模型是非常接近的限制,从直接检测和单喷流的搜索,如果胶子融合占主导地位,而不是在所有其他限制。赝标量模型的挑战光子线限制和单喷流搜索在大多数的参数空间。
2016-05-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Phenomenology of Dark Matter from A4 Flavor Symmetry
我们研究了一个模型,其中暗物质是稳定的Z2宇称,结果从相同的非阿贝尔离散味对称性,占所观察到的中微子混合模式。在我们的A4例子中,标准模型被三个额外的希格斯二重态所扩展,Z2宇称作为电弱对称破缺后A4自发破缺的残余而出现。我们进行分析的参数空间的模型一致的电弱精度测试,对撞机搜索和微扰。我们确定的区域与所观察到的遗迹暗物质密度兼容,我们提出了直接和间接的暗物质搜索实验中的检测前景。
2011-05-05 astro-ph.CO hep-ph
Theory and Phenomenology of Planckian Interacting Massive Particles as Dark Matter
普朗克相互作用暗物质(Planckian Interacting Dark Matter,PIDM)是暗物质的一个最小场景,假设只有与标准模型的引力相互作用,并且只有一个自由参数,PIDM质量。如果再加热温度足够高,在膨胀后的标准模型扇区的热等离子体中,通过引力散射可以成功地产生PIDM,PIDM的质量范围从TeV到GUT尺度。最小假设的一个大统一体规模PIDM质量可以在未来测试的原始张量标量比的测量。当大的原始张量模在大质量范围内与作为暗物质的QCD轴子处于紧张状态时,它将有利于PIDM作为WIMP的最小替代品。在这里,我们概括了以前研究的标量PIDM方案的费米子,矢量和张量PIDM方案的情况下,并表明,现象几乎是相同的,独立的自旋的PIDM。我们还考虑具体实现的PIDM的卡鲁扎克莱因激发的引力子在轨道紧化的弦论,以及在模型的单值膨胀和希格斯膨胀。最后讨论了通过非微扰衰变间接探测PIDM的可能性。
2018-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Phenomenology of theories of gravity without Lorentz invariance: the preferred frame case
没有洛伦兹不变性的引力理论是量子引力低能描述的候选者。在这篇评论中,我们将描述候选人的现象学后果与存在的首选时间方向
2015-05-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phenomenology in supersymmetric neutrinophilic Higgs model with sneutrino dark matter
研究了具有大中微子Yukawa耦合的超对称亲中微子Higgs模型,其中中微子是Dirac粒子,最轻的右手中微子是作为暗物质候选者的最轻的超对称粒子.通过精确确定μ子衰变宽度和大汤川耦合的暗辐射约束,亲中性希格斯玻色子玻色子需要相当重。从大型强子对撞机的限制,亲中微子希格斯诺质量需要大于几百GeV或接近RH超中微子LSP质量。后一种情况是有趣的,因为μ子异常磁偶极矩可以解释一个相对较大的最轻的中微子质量,如果RH sneutrino混合进行适当的微调,以避免严格的轻子味违反约束。利用μ子反常磁偶极矩,在有利区用非对称RH超中微子暗物质解释了暗物质。在其他区域,RH微中微子可能是一种常见的WIMP暗物质。
2014-09-17 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter's secret liaisons: phenomenology of a dark U(1) sector with bound states
在暗U(1)力作用下带电的暗物质(DM)出现在标准模型的许多扩展中,并被用来解释宇宙射线数据中的异常,以及自相互作用DM候选者。在本文中,我们进行了全面的唯象分析这样一个模型,假设DM丰度产生的热冻结出的黑暗的相互作用。我们包括,第一次,在DM生产和间接检测信号中的束缚态效应,并量化其重要性费米,AMS和CMB实验。我们发现,DM在1 GeV至100 TeV的质量范围内,湮灭成暗光子的MeV至GeV的质量,是与观测相冲突。相反,DM湮灭成更重的暗光子是可行的。我们指出,多GeV暗光子的晚期衰变可以产生显着的熵,从而稀释DM密度。这可以大大降低获得DM丰度所需的暗耦合,从而放松现有的限制。
2017-05-20 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Off-Diagonal Dark-Matter Phenomenology: Exploring Enhanced Complementarity Relations in Non-Minimal Dark Sectors
在大多数多组分暗物质的情况下,两类过程一般有助于在能够探测暗区的性质的实验事件率。第一类由“对角”过程组成,只涉及单一种类的暗物质粒子--类似于单组分暗物质场景中出现的过程。相比之下,第二类由“非对角”过程组成,涉及不同种类的暗物质粒子。这些过程包括直接探测实验中的非弹性散射、对撞机中的非对称产生、暗物质共湮灭和某些类型的暗物质衰变。在典型的多分量情景中,对角过程的贡献超过非对角过程的贡献。不幸的是,这往往会掩盖那些对暗扇区的多分量性质最敏感的特征。在本文中,相比之下,我们指出,存在自然的,多分量的暗扇区的情况下,非对角线的贡献实际上占主导地位的对角线。这就产生了一个新的、增强的暗物质互补性的图像。在本文中,我们介绍了一种情况下,出现这种情况,并检查增强图片的暗物质互补性出现。
2017-12-30 astro-ph.CO hep-ph
Snowmass White Paper: Effective Field Theories for Dark Matter Phenomenology
对暗物质本质的探索继续推动着粒子物理学、天文学和宇宙学的许多实验和观测前沿。虽然到目前为止还没有明确的信号,但存在一个丰富的实验生态系统,在宇宙历史的不同时期,通过具有不同特征能量尺度的各种过程,为广泛的暗物质模型寻找信号。鉴于众多的候选人和搜索策略,有效场论一直是一个重要的工具参数化之间的可能相互作用的暗物质和标准模型探针,量化和改善模型无关的不确定性,并在存在大扰动校正的检测率的鲁棒估计。本白皮书总结了将暗物质理论与实验联系起来的广泛有效场论应用。
2022-03-15 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Dark matter phenomenology of high speed galaxy cluster collisions
本文对存在弱自相互作用暗物质的高速星系团碰撞中可能的碰撞后质量分布进行了一般的计算分析。使用这种分析,我们表明,弱自散射暗物质可以赋予微妙的,但可测量的功能,碰撞星系团的质量分布,即使没有显着中断碰撞星系团本身的暗物质晕。最深刻的此类证据被发现存在于暗物质晕分布的尾部,在碰撞的星系团之间的空间中。在我们的模拟中,这一特征表现为散射的暗物质的壳层与传出的原始星系团对齐膨胀,在距离碰撞中心很远的地方和高达$90^\circ$的大散射角处,对投影质量分布贡献了显著的密度。我们的模拟表明,碰撞总质量的20%可能会沉积到这样的结构中,而不会对主要的星系团造成明显的破坏。然而,在纯粹的引力高速星系团碰撞中,大散射角下的这种结构是被禁止的。在真实的碰撞星系团中令人信服地识别出这样的结构将是暗物质自相互作用本质的明确指示。我们的发现可以解释最近在对碰撞星系团CL 0024 +017的质量分布进行长距离重建时发现的暗物质环特征。
2017-07-13 astro-ph.CO
Phenomenology of wavelike vector dark matter nonminimally coupled to gravity
研究波动型矢量暗物质与引力非最小耦合的现象学,发现其引发的有效自相互作用会影响孤子结构、扰动增长及引力波速度,并据此严格限制了暗物质质量与耦合强度的参数范围。
2023-05-05 astro-ph.CO hep-ph
Exotic Sterile Neutrinos and Pseudo-Goldstone Phenomenology
我们研究的现象学的光(GeV规模)无菌中微子部门和伪戈德斯通玻色子(而不是majoron)与全球对称性在这个部门,是在一个高的规模打破。这样的场景可以从考虑单重费米子从一个隐藏的部门耦合到活跃的中微子通过重右手跷跷板中微子,有效地产生了一个次级,低能量的跷跷板框架。这样的场景允许丰富的现象学与宇宙学,暗物质和直接搜索的可观察的影响,涉及新的无菌中微子暗物质生产机制,从伪戈德斯通介导的散射或衰变,对无菌中微子的BBN边界的修改,在直接搜索实验中抑制典型的无菌中微子衰变通道,中微子退耦后宇宙中额外的中微子群体的后期注入,以及BBN或CMB退耦时可测量的暗辐射。
2019-03-13 astro-ph.CO hep-ph
The Phenomenology of Right Handed Neutrinos
中微子是粒子物理学的标准模型中唯一一种迄今为止只观察到左手手性的粒子。如果右手中微子存在,它们可能是几种在标准模型中无法解释的现象的原因,包括中微子振荡,宇宙的重子不对称性,暗物质和暗辐射。在教学介绍之后,我们回顾了右手中微子现象学的最新进展。我们特别讨论的质量范围暗示中微子振荡异常和暗辐射(eV),无菌中微子暗物质的情况下(千电子伏)和实验可检验的重子生成理论(GeV至TeV)。我们总结了从理论上考虑,实验室实验,天体物理学和宇宙学的限制,这些。
2013-09-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Implications of the 125 GeV Higgs boson for scalar dark matter and for the CMSSM phenomenology
我们研究的ATLAS和CMS提示的$125\pm 1$ GeV希格斯玻色子的单线态,单线态加双重非超对称暗物质模型的唯象意义,并为CMSSM的唯象。我们表明,在标量暗物质模型的真空稳定性约束的希格斯玻色子玻色子质量低于标准模型和125 GeV的希格斯玻色子玻色子是一致的模型是有效的大统一理论或普朗克尺度。我们进行了详细的研究,保持固定的希格斯玻色子质量$125\pm 1$ GeV的完整的CMSSM参数空间,并详细研究的冻结过程,这意味着观察到的量的暗物质。在施加所有的唯象约束,除了μ子$(g-2)_μ,$,我们表明,CMSSM参数空间被划分成不同的,但在一般情况下,重s粒子质谱分离的区域。施加$(g-2)_μ$约束在高超对称性尺度和实验测量之间引入了严重的紧张关系--只有斯莱普顿共湮灭区域在LHC中以潜在的可测试的s粒子质量生存下来。在后一种情况下,自旋无关的DM-核子散射截面被预测为低于可检测的极限在氙100,但可能是可测量的幅度在一般情况下的光暗物质与大bino-higgsino混合和不可观测的大标量质量。
2013-01-17 astro-ph.CO hep-ph
Phenomenology of dark matter indirect detection
本论文系统综述暗物质间接探测,重点研究亚GeV暗物质通过逆康普顿散射产生X射线以及原初黑洞蒸发产生的次级光子信号,并利用X射线观测数据对暗物质候选者给出严格约束。
2024-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Phenomenology of Self-Interacting Dark Matter in a Matter-Dominated Universe
我们研究了自相互作用的暗物质(DM)在早期物质占主导地位的阶段。作为一个基准的情况下,我们考虑的DM由单线态标量粒子耦合到可见的标准模型(SM)部门通过希格斯门的模型。我们考虑的情况下,最初的DM丰度是由通常的热冻结或替代冻结机制,DM是从来没有在热平衡与SM部门。这是第一次,我们考虑到在确定DM丰度,让人想起强相互作用大质量粒子(SIMP)的情况下,隐藏的部门内的自相互作用的效果。在所有的情况下,DM的数密度可能会发生很大的变化相比,标准的辐射为主的情况下,具有重要的观测和实验的影响。
2019-01-19 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
Dark energy from $α$-attractors: phenomenology and observational constraints
利用$α$ -吸引子模型联系暴胀和晚期宇宙加速膨胀的可能性由于其物理动机而受到越来越多的关注。在早期宇宙中,$α$ -吸引子提供了一种与普朗克卫星CMB观测相容的暴胀机制,并预测了未来的引力波CMB模式。此外,$α$ -吸引子可以写成具有将幂律区域与平台或上升指数相连接的势的精华模型,允许后期宇宙加速膨胀,其可以模拟宇宙学常数附近的行为。本文研究了广义暗能量$α$ -吸引子模型。我们彻底调查其现象学,包括所有模型参数的作用和大规模的快子不稳定性集群的可能性。我们验证了$1+w\sim 1/α$(而引力波功率$r\simα$)的关系,因此这些模型预测,签名应该出现在原始的B模式或晚时间偏离宇宙学常数。我们用当前的数据集约束模型参数,包括宇宙微波背景(普朗克2015角功率谱,偏振和透镜),重子声学振荡(BOSS DR 12)和超新星(Pantheon压缩)。我们的研究结果表明,膨胀历史接近宇宙学常数存在于大区域的参数空间,不需要微调的参数或初始条件。
2018-08-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Little composite dark matter
我们研究复合电弱单重态的暗物质现象。这个单线态属于最小希格斯玻色子具有$T$ -宇称的一个很好的扩展的Goldstone扇区。一个可行的参数空间,与观测到的暗物质遗迹丰度以及与各种对撞机,电弱精度和暗物质直接检测实验的限制是一致的,发现这种情况下。$T$ -宇称意味着丰富的LHC现象,它形成了一个有趣的相互作用之间的传统自然SUSY类型的信号,涉及第三代夸克和丢失的能量,从停止类粒子的生产和衰变,和复合希格斯类型的信号,涉及第三代夸克与希格斯和电弱规范玻色子,从矢量类的顶部伙伴的生产和衰变。暗物质现象学的复合特征允许复合单线态产生正确的残余丰度,同时通过通常的希格斯门耦合$λ_{\text{DM}} \sim O(1\%)$与希格斯发生微弱的相互作用,从而逃避直接检测。
2017-07-31 astro-ph.CO hep-ph
Neutron Portal and Dark Matter-Baryon Coincidence: from UV Completion to Phenomenology
Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)(宇宙理论物理中心,基础科学研究院);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交大东京-李政道研究所);School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学物理与天文学院);School of Physics, Henan Normal University(河南师范大学物理学院)
本文通过中子通道操作符连接可见与暗物质不对称性,解决暗物质-重子巧合问题,并探讨其紫外完成与现象学联系。
2026-09-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Phenomenology of Dirac Neutralino Dark Matter
在具有完整R对称性(而不是只有R宇称)的超对称模型中,中性伴子是狄拉克费米子而不是马约拉纳。在这篇文章中,我们讨论了中性伴子暗物质在这种模型中的现象学,包括热遗迹丰度的计算,以及直接和间接搜索的限制和前景。由于大的弹性散射截面与核预测R对称模型,我们被迫考虑一个中性伴子,主要是比诺,很少higgsino混合。我们发现了一个大的参数空间区域,在该区域中,质量在10和380 GeV之间的双类狄拉克中性伴子可以通过slepton交换湮灭,以提供与观测到的宇宙学密度一致的热遗迹丰度,而不依赖于共湮灭或共振湮灭。狄拉克中性伴子的间接探测的特征与马约拉纳实验中的预测有很大的不同,湮灭主要发生在$τ^+ τ^-$、$μ^+ μ^-$和$e^+ e^-$的末态,没有标准的手征抑制。与马约拉纳暗物质候选者不同,狄拉克中性伴子通过矢量耦合(通过$Z$和夸克交换)与原子核发生自旋无关的散射,从而在直接检测实验中产生潜在的大速率。这些和其他特点使得狄拉克中性伴子在最近的直接和间接检测异常的背景下潜在的兴趣。我们还讨论了一个小马约拉纳质量项的引入打破了$R$对称性,分裂成一对近简并的马约拉纳状态的狄拉克中性伴子的情况。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Phenomenology of Dark Matter annihilation into a long-lived intermediate state
我们提出了一个方案,暗物质(DM)湮灭到一个中间状态,旅行的距离$λ\equiv v/Γ$的数量级的星系尺度,然后衰变到标准模型(SM)粒子。长的寿命分散的SM粒子的生产区远离银河系中心,因此,放松约束的伽玛射线观测规范湮灭的情况下。我们利用这一设置来解释电子和正电子过剩最近观察到的PAMELA,ATIC和费米。虽然在通常的DM湮灭的解释似乎与伽马射线观测相冲突,我们表明,在提出的方案,PAMELA/ATIC/费米的结果是一致的伽马射线数据。从衰变方案的区别discsussed,我们评论的DM生产在LHC的前景。中间态的典型衰变长度$λ\gtrsim 10$ kpc可以从一个被$Λ\sim 10^{13}$ GeV尺度所抑制的六维算符得到,这个尺度大致是中微子质量的跷跷板尺度。
2009-07-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The phenomenology of the external field effect in cold dark matter models
在广义相对论中,自引力系统在外部引力场中自由落体时的内部动力学不应依赖于外部场的强度。最近的工作声称使用星系旋转曲线数据的“外场效应”(EFE)的统计检测。我们发现,在旋转曲线分析的不确定性和不准确性在公布的基于模拟的外部场估计妥协的意义声称EFE检测。我们进一步分析表明,一个定性相似的统计信号,事实上,预计在$Λ$ -冷暗物质($Λ$ CDM)宇宙没有任何违反强等效原理。相反,这种信号的出现仅仅是因为星系聚集强度和星系内在属性之间的内在相关性。我们明确地证明了在一个$Λ$ CDM宇宙的重子化模拟目录的效果。虽然类EFE信号的检测本身并不是GR之外物理学的证据,但我们的工作表明,外部场强与径向加速度关系的形状之间的类EFE相关性的$\textit{sign}$可用于探索新的物理学:例如,在MOND中,预测的符号与我们的$Λ$ CDM模拟中的符号相反。
2022-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Higgs Partner Searches and Dark Matter Phenomenology in a Classically Scale Invariant Higgs Boson Sector
在以前的工作中,提出了一个经典标度不变的标准模型的扩展,作为解决层次问题的潜在候选者,通过最小限度地引入一个复杂的规范单重标量,并通过Coleman-Weinberg机制产生辐射电弱对称性破缺。假设单重扇区尊重CP对称性,证明了存在一个稳定的赝标量暗物质候选者,其质量在TeV范围内。此外,该模型还预测了另一个物理CP的存在,甚至是希格斯玻色子(具有抑制的树级耦合),除了LHC发现的125 GeV标量。参数空间的可行区域由各种理论和实验考虑确定。在这项工作中,我们继续研究所提出的最小sce- nario的现象学的影响,通过考虑的约束,从暗物质遗迹密度,确定的普朗克合作,以及直接检测界限的LUX实验。此外,我们调查的影响碰撞希格斯搜索额外的希格斯玻色子。我们的研究结果在统一的排除图中得到了全面的证明,该排除图从所有相关角度分析了参数空间的可行区域,证明了所提出的方案的可测试性。
2014-07-30 astro-ph.CO hep-ex 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