Dark Matter and Indirect Detection in Cosmic Rays
在早期，宇宙射线通过发现新粒子对粒子物理学做出了重要贡献。历史会重演吗？与带电π介子的发现一样，最近发现的类希格斯玻色子可能预示着一组丰富的新粒子在当前和不久的将来的实验范围内。通过对暗物质的间接探测，可以用宇宙射线来发现和研究这些物质。
2012-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Introduction to the special issue of Modern Physics Letters A "Indirect dark matter searches"
宇宙学上的暗物质的性质在物理学中找到了超越基本粒子标准模型的解释。暗物质候选者的景观包含了各种各样的物种，要么难以捉摸，要么在直接的实验搜索中难以检测到。即使在这种情况下，当这样的搜索是可能的，他们的结果的解释意味着额外的信息来源，这提供了暗物质的间接影响。一些非平凡的探测性质的暗物质在目前的问题。
2014-11-08 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Indirect searches for dark matter bound state formation and level transitions
对暗物质（DM）的间接搜索通常应用于DM湮灭或衰变的产物。然而，如果DM耦合到轻力载流子，它可以通过能量耗散被捕获到束缚态，这可能会产生可检测的信号。我们将间接搜索扩展到DM束缚态的形成和束缚能级之间的跃迁，并限制不稳定暗光子的发射。我们的研究结果显着细化预测的信号通量，可以在实验中观察到。作为一个具体的例子，我们使用费米-LAT矮椭球观测获得的暗光子的质量和能量，我们用来寻找稳定或不稳定的束缚态的形成方面的约束。
2020-08-05 astro-ph.HE hep-ph
Indirect Searches for Dark Photon-Photon Tridents in Celestial Objects
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine（加州大学欧文分校物理与天文学系）
该研究通过建模暗物质经U(1)规范对称湮灭产生暗光子再衰变为三光子的间接探测信号，利用天体γ射线探测对暗物质-重子散射截面施加了优于部分直接探测的强约束，部分情形可穿透中微子雾区。
2026-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
TASI Lectures on Indirect Detection of Dark Matter
这些讲座，在TASI 2016年提出：在粒子物理学的下一个发现，提供了一些间接暗物质搜索的关键方法和工具的介绍。涵盖的主题包括估计暗物质信号，热冻结和相关的情况下，潜在的影响，暗物质湮灭对早期宇宙，模拟光子信号从湮灭或衰变，并简要和定性介绍宇宙射线的扩散传播。注释的后半部分给出了关于选定实验搜索的状态报告（大约2016年夏天），产生的约束和一些潜在的信号候选者。这些笔记旨在为研究生提供间接暗物质搜索的介绍，重点是信封背面的估计和有用的概念，而不是详细的定量计算。
2017-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Separating astrophysical sources from indirect dark matter signals
对暗物质湮灭和衰变产物的间接搜索面临着在不确定的背景下识别不确定和次显性信号的挑战。解决这个问题的两种有价值的方法是（1）使用利用信号和背景的能量谱和角分布中的不同特征的分析方法，以及（2）背景的更准确表征，其允许更鲁棒地识别可能的信号。这两种方法是互补的，如果一起使用，可以大大加强。我回顾了使用两个有前途的目标，内星系和各向同性伽马射线背景的伽马射线间接搜索的状态。对于这两个目标，背景属性的不确定性是间接搜索灵敏度的主要限制。然后，我强调的方法，可以提高使用这些目标的间接搜索的灵敏度。
2014-10-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Indirect dark matter searches in Gamma- and Cosmic Rays
暗物质候选者，如弱相互作用的大质量粒子，被预测会湮灭或衰变成标准模型粒子，留下伽马射线、中微子、正电子、反质子甚至反核的独特特征。间接的暗物质搜索，特别是那些基于伽马射线观测和宇宙射线测量的搜索可以探测到这样的特征。在这里，我们回顾了这种方法的优势和局限性，并展望了间接暗物质搜索的未来。
2017-05-31 astro-ph.HE
TASI Lectures on Indirect Searches For Dark Matter
在这些讲座中，我描述了各种努力，以确定或限制的身份暗物质通过检测这些粒子的湮灭或衰变产物，或其影响。在回顾了间接搜索的动机之后，我讨论了我们从伽马射线、宇宙射线和中微子的观测以及宇宙微波背景中了解到的关于暗物质的信息。诸如此类的测量已经被用来显著地限制大范围的热遗迹暗物质候选者，特别是那些质量低于几百GeV的暗物质。我还讨论了一些异常和过剩，已被解释为可能的信号的暗物质，包括银河系中心伽马射线过剩，宇宙射线反质子过剩，宇宙射线正电子过剩，和3.5千电子伏线。这些讲座最初是作为2018年理论高级研究所（TASI）暑期学校“数据时代的理论”的一部分。虽然打算为先进的研究生，这些讲座可能是有用的物理学家，天体物理学家和天文学家谁希望得到一个概述的间接搜索暗物质的现状广泛。
2018-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Radio-Frequency Searches for Dark Matter in Dwarf Galaxies
矮球状星系长期以来一直被认为是间接寻找暗物质的最佳目标。然而，大多数此类研究都是使用伽马射线仪器进行的。在这篇综述中，我们讨论了最近的进展，已在无线电为基础的间接暗物质搜索。我们看看现有的工作在这个主题和讨论的未来前景，激励继续在这个新发展的领域，承诺成为，在即将到来的平方公里阵列，一个突出的组成部分，寻找暗物质的工作。
2020-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect searches for dark matter with the Fermi LAT instrument
本文综述了费米大天区望远镜在粒子暗物质研究中的几种应用现状。特别是，弱相互作用的大质量粒子，从γ射线和宇宙射线电子/正电子数据的分析，目前的限制，将被说明。
2014-04-09 astro-ph.HE
On the Relevance of Sharp Gamma-Ray Features for Indirect Dark Matter Searches
星系晕中暗物质粒子湮灭产生的伽马射线提供了一种间接探测暗物质的特别有希望的方法。在这里，我们证明了在接近暗物质粒子质量的能量处的明显光谱特征，这是大多数模型的通用预测，可以显着提高伽马射线望远镜对暗物质信号的灵敏度。我们推导出这些功能（包括传统上寻找线信号）的投影限制，并表明它们可以更有效地约束暗物质的性质比模型独立的宽光谱功能预期在较低的能量。
2011-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Frontier Indirect Dark Matter Detection Working Group Summary
作为Snowmass过程的一部分，宇宙前沿间接探测小组（CF2）借鉴了宇宙前沿和更广泛的粒子物理学社区的投入来制作这份文件。本报告的目的是通过间接探测确定暗物质科学的机会，概述间接搜索暗物质的主要科学驱动因素，并调查当前和计划中的实验，作为其科学计划的一大部分，目标是搜索暗物质的间接（或天体物理）特征。我们主要讨论美国发挥重要作用的现有实验，或寻求美国贡献的未来实验。我们还解决了这种技术的局限性，并回答了HEP社区通过Snowmass过程提出的与该亚组相关的棘手问题。
2013-10-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Status, Challenges and Directions in Indirect Dark Matter Searches
对暗物质的间接搜索是基于检测光子、中微子或宇宙射线的异常通量，这些光子、中微子或宇宙射线是在暗物质候选者的湮灭或衰变中产生的，这些暗物质候选者在重力作用下积累在重宇宙学物体中，如星系、太阳或地球。此外，暗物质的证据也可以被理解为间接的，可以从早期的宇宙探测中获得，如宇宙微波背景温度的波动，轻元素的原始丰度或氢21厘米线。探测这些不同特征所需的技术需要非常不同类型的探测器：空气簇射阵列、伽马射线和X射线望远镜、切伦科夫望远镜、中微子望远镜、射电望远镜或气球或卫星上的粒子探测器。虽然这些探测器中的许多最初并不打算搜索暗物质，但它们已被证明是直接搜索工作的独特补充工具。在这篇综述中，我们总结了间接搜索暗物质的现状，也提到了这些技术遇到的挑战和局限性。
2020-10-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Status of direct and indirect dark matter searches
我回顾了暗物质搜索使用直接，间接和加速器技术的现状。对个别实验的详细审查超出了这些程序的范围。相反，我关注的是每种方法所面临的挑战（有时是局限性），这是使它们相互补充的原因，也是我们必须确保它们同时发展的原因。
2020-01-17 astro-ph.HE hep-ex
The Dark Z' Portal: Direct, Indirect and Collider Searches
我们使用Z '-夸克耦合的一般参数化对暗Z'门户进行了详细的研究，包括轻（8-15）GeV和重（130-1000）GeV的暗物质场景。我们提出了一个全面的研究对撞机的现象，包括射流集群，强子化，和检测器的文物，这使我们能够获得准确的边界从寻找新的共振dijet事件和单射流事件中的LHC 7 TeV，LHC 8 TeV，和Tevatron 1.96 TeV的数据。我们还计算了暗物质的残余丰度、散射截面和对湮灭谱，并与当前的普朗克、费米-LAT和氙100/LUX边界进行了比较.最后，我们强调了互补搜索暗物质的重要性，并概述了排除与仍然可行的参数空间区域的黑暗Z'门户网站。
2013-12-18 astro-ph.HE hep-ph
Indirect dark matter searches with neutrino telescopes via energetic cosmic showers
SRM University-AP（SRM大学安得拉邦分校）；Indian Association for the Cultivation of Science（印度科学培育协会）；Hokkaido University（北海道大学）
研究暗物质湮灭产生高能中微子通量的可能性，通过U(1)扩展标准模型和Dirac暗物质候选者，利用中微子望远镜观测数据约束模型参数，并考虑宇宙弦振动引力波等额外限制。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect searches for gravitino dark matter
在模型中的引力子与一个小的违反R-宇称是一个动机良好的衰变暗物质的候选人，导致宇宙学的情况下，是一致的大爆炸核合成和热leptogenesis。引力子的寿命在宇宙学上是长的，因为它的衰变被普朗克尺度和小的R宇称破坏参数所抑制。我们讨论了来自引力子暗物质衰变的不同宇宙射线种类的信号，即伽马射线、正电子、反质子、反氘子和中微子。与宇宙射线数据的比较可以用来约束模型的参数。
2011-11-30 astro-ph.HE hep-ph
Discovery prospects of dwarf spheroidal galaxies for indirect dark matter searches
我们研究了大型巡天望远镜（LSST）在银河系中发现新矮球状星系的前景。采用Milky-Way晕子结构模型和连接暗晕和卫星星系的唯象公式，我们得到了$V$波段的表面亮度分布，预测LSST将发现几十到几百个高于其灵敏度的矮球状星系。即将被发现的矮星将是间接寻找暗物质湮灭产率的有趣目标。我们预测了这些天体中暗物质湮灭产生的γ射线辐射的分布函数，并讨论了这些信号在费米大天区望远镜（LAT）和切伦科夫望远镜阵列（CTA）上的可探测性。通过结合预测的矮星系的信息，我们得到了预期的灵敏度$10^{-26}$ cm $^3$ s $^{-1}$（对于质量为10 GeV的暗物质粒子与费米LAT）和$5\times 10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$（对于质量为500 GeV的暗物质粒子与CTA）的湮灭截面$\langle σv \rangle$。我们发现，目前的不确定性的银河晕的质量测量是相对较小的泊松误差相比，绘制最有前途的矮星从底层的通量分布。
2019-10-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Les Houches Lectures on Indirect Detection of Dark Matter
这些讲座在2021年Les Houches暗物质暑期学校举行，介绍了间接暗物质搜索的关键方法和工具，以及2021年夏季左右该领域的现状报告。所涵盖的主题包括早期宇宙的能量注入从暗物质，方法来计算预期的能量分布和空间分布的粒子产生的暗物质相互作用，预测不同的信号在间接检测的理论模型大纲，并讨论目前的限制和一些声称的异常。这些笔记旨在为研究生介绍间接暗物质搜索，主要集中在直觉建设估计和有用的概念和工具。
2022-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray triangles: a possible signature of asymmetric dark matter in indirect searches
本文介绍了一种新的γ射线谱特征，我们称之为γ射线三角形。这种光谱特征出现在暗物质通过手征相互作用自我湮灭成两个狄拉克费米子，随后在飞行中衰变成另一个费米子和一个光子的情况下。由此产生的光子光谱类似于一个尖锐的三角形，可以很容易地在伽马射线天空中寻找。使用Fermi-LAT和HESS的数据仪器，我们没有发现这样的光谱特征的证据，因此设置相应的湮没截面强上限。产生伽马射线三角形的一个具体实现方案包括一个不对称的暗物质模型，其中暗物质粒子携带轻子数。我们明确地表明，这类模型可以导致强烈的伽马射线光谱特征，可能在即将到来的伽马射线望远镜的范围内，打开一个新的窗口，通过间接搜索探索非对称暗物质。
2016-11-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The leptophilic dark matter with $Z'$ interaction: from indirect searches to future $e^+ e^-$ collider searches
我们研究的情况下，暗物质只与带电轻子在标准模型中通过中性矢量介体$Z'$。这样一个具有430 GeV暗物质的方案可以用合理的增强因子来拟合AMS-02合作项目最近观测到的正电子通量。我们研究了在未来的正负电子对撞机（如国际直线对撞机（ILC）和紧凑型直线对撞机（CLIC））上通过轻子末态和不可见衰变模式寻找这种亲轻子$Z'$的可能性。我们发现，对于$Z'$质量从1.0 TeV到1.5 TeV的基准模型，在CLIC 1.5 TeV运行下，通过单光子过程可以很容易地实现对$Z'\to \bar χχ$不可见衰变的搜索.然而，质量从0.5 TeV到0.8 TeV的较轻的$Z'$很难看到。双轻子加单光子通道可以在中等亮度下显示ILC和CLIC处的$Z'$质量。
2015-02-04 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Indirect Dark Matter searches in the light of the recent AMS-02 observations
如果天文学上的暗物质是由弱相互作用、大质量和稳定的物质组成的，它应该会自我湮灭成粒子。这一过程会产生罕见的反物质宇宙射线，并导致其能量分布的扭曲。AMS-02光谱仪以前所未有的精度测量它们。现在是时候调查是否在正电子和反质子光谱中发现了异常，如果是的话，它们是否间接指向银河系内部湮灭的DM粒子的存在。
2016-05-04 astro-ph.HE
Indirect Detection of Dark Matter in the Galaxy
我提出了一个简短的概述，间接搜索暗物质使用伽马射线，X射线，带电宇宙射线，微波，无线电波，中微子的最新发展。我简要概述了过去、现在和未来的关键实验及其搜索策略。在几次搜索中发现了令人兴奋的异常现象，它们可能是正在出现的暗物质信号。我将讨论这些异常信号，以及一些未来的前景，以确定它们的起源。
2020-05-31 astro-ph.HE hep-ph
Complementarity of Indirect and Accelerator Dark Matter Searches
即使在大型强子对撞机（LHC）上发现了超对称粒子，仅凭LHC的数据也很难证明它们构成了宇宙中大部分的暗物质（DM）。我们研究了LHC和DM间接搜索的互补性，明确地给出了在24参数超对称模型的共湮灭区域中对一个特定基准模型的DM性质的重建。结合模拟高光度LHC数据与当今的零搜索伽马射线从矮星系与费米LAT，我们表明，目前的费米LAT限制已经有能力排除一个虚假的威诺样的解决方案，将生存使用LHC数据，从而导致正确识别的宇宙学解决方案。我们还表明，即将到来的普朗克约束的再电离的历史将有类似的约束力，并讨论了可能的探测伽马射线的影响，从DM湮灭在天龙座的CTA样实验。我们的研究结果表明，间接搜索可以很好地补充LHC在确定DM粒子，即使天体物理的不确定性被考虑在内。
2011-11-10 astro-ph.HE
Low-energy antinuclei measurements for background-free indirect dark matter searches and PBH signatures
Northeastern University（东北大学）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）；University of Torino/INFN（都灵大学/意大利国家核物理研究所）；University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩县分校）；University of Wisconsin–Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Oakland University（奥克兰大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；University of California, Santa Cruz（加利福尼亚大学圣克鲁兹分校）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
本研究针对无背景间接暗物质搜寻与原初黑洞信号，提出需开展ASTRA倡议下的旗舰任务，通过低能反原子核测量验证其作为新物理探针的潜力。
2026-08-31 astro-ph.HE hep-ph
The past and future 20-years endeavor for discovering origins of ultra-high energy cosmic rays -- Rapporteur's summary of cosmic ray indirect --
本文总结了第38届国际宇宙线大会间接探测分会内容，回顾了全球宇宙线间接观测站及能谱、成分、各向异性等最新成果，并展望未来项目。
2024-04-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark Matter in Dwarf Spheroidal Galaxies and Indirect Detection: A Review
在过去的十年中，以矮球状星系（dSphs）为目标的间接暗物质搜索迅速成熟。这是因为大量增加的动态数据集从dSphs，新的dSphs已被发现，和操作的费米-LAT和许多地面伽玛射线实验。在这里，我们回顾了已被用来确定dSph暗物质分布的分析方法，特别是“J因子”，比较和对比它们，并详细说明了仍然影响分析的潜在系统学。我们讨论了改善暗物质分布测量的前景，以及这些如何与未来的间接暗物质搜索相互作用。
2018-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Casting Light on Dark Matter
评述了在大型强子对撞机上探测候选超对称暗物质粒子的前景，并与直接和间接寻找天体物理学暗物质的前景进行了比较。讨论是基于频率论分析的最小超对称扩展的通用软超对称破缺的标准模型（CMSSM）的首选区域。在不久的将来，大型强子对撞机的搜索可能有很好的机会观察到超对称性--因此，直接搜索天体物理学上的暗物质粒子也可能如此，而间接搜索可能需要更高的灵敏度，至少在CMSSM内是这样。
2011-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Impact of axisymmetric mass models for dwarf spheroidal galaxies on indirect dark matter searches
矮球状体是银河系的低光度卫星星系，主要由暗物质（DM）组成。因此，它们是利用伽马射线观测寻找暗物质湮灭信号的主要目标。虽然典型的假设是，这些卫星星系的暗物质密度分布可以描述的球形对称Navarro-Frenk-White（NFW）的配置文件，最近的恒星运动学的观测数据表明，DM晕周围的这些星系更好地描述轴对称配置文件。出于这样的证据，我们分析了大约7年的PASS 8费米数据的7个经典矮星系，包括天龙座，采用广泛使用的NFW配置文件和观测动机的轴对称密度配置文件。对于四个选定的矮星（六分仪，船底座，雕塑家和天炉座）轴对称质量模型建议核心的密度配置文件，而不是通常采用的尖形配置文件。我们发现，上限的湮灭截面，这些矮星显着高于使用NFW配置文件实现的。因此，使用球形对称尖点轮廓（如NFW）获得的文献中的上限可能被高估。我们的研究结果表明，它是非常重要的，以获得准确的约束暗物质湮灭截面，使用观测动机的密度分布超出通常采用的NFW。
2017-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect dark matter searches: towards a consistent top-bottom approach for studying the gamma-ray signals and associated backgrounds
虽然暗物质（DM）是一个成功的结构形成理论的关键因素，但它的微观本质仍然难以捉摸。间接检测可以为一些强动机的DM粒子模型提供强有力的测试。然而，天体物理背景通常预期具有与追踪信号类似的振幅和光谱特征。在星系尺度上，这些背景是由宇宙射线（CR）与星际气体的相互作用引起的，两者都很难从观测中详细推断和建模。此外，相关的预测必然伴随着理论误差，这是众所周知的。我们表明，一个值得信赖的指南，这种具有挑战性的搜索，可以通过利用星系，现在包括重子气体动力学和恒星形成的宇宙学模拟中包含的全部信息。我们进一步插入CR生产和运输从确定的超新星事件，并充分计算CR分布在一个模拟星系。我们专注于弥漫的伽马射线，并自洽地计算天体物理银河系发射和暗物质信号。值得注意的是，绝热收缩并不一定会导致大的信噪比在银河系中心，无论如何可以追溯到天体物理背景本身。最后，我们将讨论如何所有这一切可能被用作一个通用的诊断工具星系形成。
2012-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic Gamma Ray Constraints on the Indirect Effects of Dark Matter
观测到的高能宇宙线（CR）正电子的异常过剩被广泛讨论作为暗物质（DM）的可能间接证据。然而，任何宇宙正电子的来源都不可避免地是伽马辐射的来源。通过DM粒子衰变（或湮灭）解释CR异常的最小模型依赖性检验与由于在这种过程中伽马过量产生的伽马射线背景有关。在这项工作中，我们施加了一个观测约束伽马射线生产DM。然后，我们研究了在DM衰变到相同的末态费米子的过程中γ产额的可能抑制。这种DM粒子出现在多组分暗原子模型中。还考虑了相互作用顶点对伽玛抑制的影响。没有发现基本的伽马抑制效应。但是，揭示了一些较小的效应。
2020-04-10 astro-ph.HE hep-ph
Indirect searches of dark matter via polynomial spectral features
我们推导了非相对论性暗物质湮灭或衰变为具有任意自旋的中间粒子，随后通过两体衰变产生中微子或光子的光谱。我们的方法是模型独立的，并预测光谱功能限制在一个运动学框。盒子内的整体形状是由衰变粒子的极化决定的多项式。我们用两个例子来说明我们的发现。第一，中微子光谱是由暗物质湮灭到大质量标准模型规范玻色子中产生的。第二，利用由暗物质湮灭生成的伽马射线和中微子光谱，假设它们是大质量的自旋为2的粒子。我们的结果是特别适用于750 GeV的双光子过剩在大型强子对撞机上观察到的，如果解释为自旋0或自旋2粒子耦合到暗物质。我们还推导出限制的暗物质湮灭截面到这种共振从没有观察到相关的伽马射线光谱特征的H.E.S.S.望远镜
2016-07-29 astro-ph.HE hep-ph
Dwarf spheroidal J-factors without priors: A likelihood-based analysis for indirect dark matter searches
视线积分的平方密度，通常称为J因子，是必不可少的推断暗物质湮灭信号。暗物质占主导地位的矮球状卫星星系（dSphs）的J因子通常是使用贝叶斯技术，这意味着小数据样本的先验选择构成了不可忽略的系统不确定性。在这里，我们报告了一个新的完全频率论的方法来构建的J-因子的配置文件的可能性的发展。使用恒星运动学数据从几个经典的和超微弱的dSphs，我们推导出的极大似然值的J-因子和它的置信区间。我们验证了这种方法，特别是它的偏见和覆盖面，使用模拟数据从盖亚挑战。我们发现，该方法具有良好的统计特性。的J-因子和它们的不确定性一般是在良好的协议与贝叶斯导出的值，最大的偏差仅限于系统与最小的运动数据集。我们讨论了这种技术的改进，扩展和未来的应用。
2017-01-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Indirect Searches for Ultraheavy Dark Matter in the Time Domain
本研究针对超重复合束缚态暗物质碰撞产生的稀有短暂强伽马射线暴易被遗漏的问题，提出经微调的IACTs和PANOSETI可用于探测，能拓展暗物质参数空间探测范围，并给出了相关暗物质模型。
2025-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Complementarity of DM Searches in a Consistent Simplified Model: the Case of Z'
我们分析了直接和间接探测费米子马约拉纳暗物质（DM）的限制。由于与标准模型（SM）粒子的相互作用是自旋相关的，因此从中微子望远镜、大型强子对撞机、直接和间接探测实验中获得的约束条件是可以比较的。我们在一个特定的例子中研究了这些搜索的互补性，其中重$Z'$介导SM和DM之间的相互作用。我们发现，对于重暗物质间接检测提供了最强的边界上的这种情况下，而冰立方边界通常比直接检测强。大型强子对撞机的约束是占主导地位的较小的暗物质质量。这些轻的质量是较少的动机热遗迹丰度的考虑。结果表明，轻DM在太阳和银河系中心的湮灭通道主要是$b\bar b$或$t\bar t$，而重DM湮灭通道则完全由$Zh$通道控制.后者产生了以前没有分析过的硬中微子光谱。我们研究的中微子光谱产生的DM和重铸IceCube的限制，允许适当的比较与直接和间接的检测实验和LHC的排除限制。请注意，该论文的原始版本包含一个重要的错误：$Z$介导的过程的贡献被忽略了。这改变了论文的一些结果。有关详细信息和正确的结果，请参阅本文件附录中的勘误表。
2019-01-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The impact of gamma-ray propagation effects on indirect dark matter searches
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境和技术中心）；Instituto de Física Teórica, IFT UAM-CSIC（理论物理研究所）；Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，索邦大学）；Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, Sorbonne Université（核物理与高能实验室，索邦大学）
研究伽马射线传播效应如何影响暗物质探测，特别是WIMP湮灭产生的伽马射线在传播中与介质的相互作用，揭示其对观测伽马射线通量的显著影响。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Optimized analysis method for indirect dark matter searches with Imaging Air Cherenkov Telescopes
我们提出了一个专门的分析方法，间接暗物质搜索成像空气切伦科夫望远镜。通过使用全似然分析，我们充分利用了暗物质起源的伽马射线谱中预期的独特特征，相对于标准分析链实现了更好的灵敏度。我们描述的方法和表征其一般性能。我们还比较了它的灵敏度与目前的标准，几个暗物质湮灭模型，获得的增益高达10倍的顺序。我们计算改进的限制，可以达到使用这种新的方法，作为一个例子，现有的几个基准模型的估计，以及最近的结果从VERITAS观测矮球状星系Segue 1。此外，我们估计切伦科夫望远镜的单色线信号的灵敏度。对MAGIC和CTA可以实现的改进进行了预测。最后，我们讨论了如何将这种方法应用于一个全球性的，灵敏度优化的间接暗物质搜索，结合了当代所有切伦科夫天文台的结果。
2012-09-25 astro-ph.HE astro-ph.IM
Implications of High-Resolution Simulations on Indirect Dark Matter Searches
我们研究了探测暗物质[DM]湮灭产物的前景，在目前可用的两个最高分辨率的数值模拟，即{ \it通过Lactea II}和{ \it Aquarius}的框架。我们提出了一种策略，以确定银河系中心周围的区域的形状和大小，最大限度地提高观察DM信号的概率，我们表明，虽然预测的通量可以不同的因素为10给定的DM候选人在两个模拟设置，搜索策略实际上保持不变，因为它依赖于湮灭通量的角廓线，而不是其归一化。我们提出了模拟伽马射线地图，考虑到在银河系中未解决的晕产生的漫发射，我们估计，在一个乐观的DM的情况下，几个单独的团块可以解决以上的背景与费米-LAT。最后，我们计算了正电子和反质子的能量相关的增强因子，并表明它们总是$\cal O$（1），因此它们不能导致解释最近的PAMELA，ATIC，Fermi和HESS数据所需的反物质通量的大增强。
2010-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
CosmiXs: Cosmic messenger spectra for indirect dark matter searches
本文利用 Pythia 中的 Vincia 簇射算法重新计算暗物质湮灭和衰变的源能谱，纳入 QED/QCD 末态辐射和电弱修正，并基于 LEP 数据调优参数，最终公开了适用于间接暗物质探测的多种宇宙信使粒子能谱表。
2023-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Probing Flavor Structure of Cosmic Ray $e^\mp$ Spectrum and Implications for Dark Matter Indirect Searches
测量高能宇宙线电子/正电子（CRE）为间接探测暗物质（DM）和探测邻近星系源提供了重要手段。本文基于DAMPE、Fermi-LAT、AMS-02和CALET实验测量的宇宙线CRE谱，对DM湮灭成带电轻子的味结构进行了系统的分析。我们研究了可能的TeV尺度DM粒子在附近的subhalo，这是建议解释可能的峰值结构的DAMPE CRE数据的湮灭。我们特别注意可能的非共振过剩（除了可能的峰状结构），并证明，这种非共振过剩可以主要产生于衰变的μ子产生的DM湮灭在subhalo。利用这些结果，我们通过拟合CRE数据，研究了DM湮灭$χχ\to e^+e^-, μ^+μ^-, τ^+τ^-$中轻子末态的味成分。我们证明了末态$μ^+ μ^-$和$τ^+ τ^-$的衰变可以提供非共振过剩，而峰值过剩则来自于$e^+ e^-$末态。我们进一步分析了使用费米-LAT $γ$ -射线测量的轻子味组成的约束。我们发现，味道的组成是一致的费米-LAT数据在相对较低的银河系纬度，而最终状态的分数$τ^\pm$是严重有界的。
2020-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Indirect Dark Matter Detection with Cosmic Antimatter
对粒子暗物质的间接探测是基于在标准天体物理产生的基础上，寻找宇宙射线中由于星系晕中的暗物质对湮灭而产生的异常成分。这些额外的外来成分可能在地球上被探测到，因为各种宇宙辐射的光谱失真：$χ+ χ\to q \bar{q}, W^+ W^-, ... \to \bar{p}, \bar{D}, e^+ γand ν's $。对DM湮灭产物的探测激发了几种新实验技术的惊人发展。它们的范围从气球上或太空中用于研究反物质和伽马射线的探测器，到地面上的大面积宇宙射线和伽马射线探测器，再到地下用于研究中微子成分的中微子望远镜。在下文中，我们将详细讨论DM间接搜索的反物质成分，即反质子、反氘核和正电子。
2010-03-22 astro-ph.HE
Indirect Dark Matter Searches with VERITAS
天体物理学上暗物质（DM）的主要候选者是质量在50 GeV到大于10 TeV范围内的大质量粒子，其相互作用截面在弱尺度上。这种粒子在高DM密度的天体物理区域中的自湮灭可以产生稳定的次级粒子，包括能量高达DM粒子质量的非常高能量的伽马射线。本星系群中的矮球状星系由于距离较近且DM含量较大，是寻找DM湮灭特征的重要目标。我们报告的伽玛射线观测与甚高能辐射成像望远镜阵列系统（VERITAS）的几个矮星系的目标，以及球状星团M5和本星系团M32和M33。我们讨论了这些测量的DM粒子模型的参数空间的影响。
2009-10-23 astro-ph.HE
Status of cosmic-ray antideuteron searches
宇宙线反粒子的精确测量是确定暗物质性质的重要手段。近年来的研究表明，用宇宙射线正电子和更高能量的反质子来识别暗物质的性质是困难的，这使得人们对宇宙射线反氘子的研究兴趣大大增加。反氘核也可能在暗物质湮灭或衰变中产生，为暗物质的未探索相空间提供了潜在的突破。低能反氘是一种重要的方法，因为在各种各样的模型中，来自暗物质相互作用的通量在低能范围内超过背景通量两个数量级以上。这篇评论是基于“dbar 14专用宇宙射线反氘核研讨会”，该研讨会汇集了该领域的理论家和实验学家，讨论了宇宙射线反氘核搜索的现状，前景和挑战，并讨论了反氘核搜索的动机，反氘核在我们银河系中产生和传播的理论和实验不确定性，以及给出一个实验性的宇宙射线反氘搜索状态更新。本报告是对"宇宙射线反氘核鉴定暗物质的理论和实验状态综述"（arXiv：1505.07785）的简要总结。
2015-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmic searches for Lorentz invariance violation
宇宙信使（γ射线、宇宙射线、中微子和引力波）为实验室研究洛伦兹不变性破坏效应提供了一种强有力的补充途径。长基线和高能量使切伦科夫望远镜、空气簇射阵列、中微子望远镜和引力波探测器成为独特的工具，可以探测与标准情况相比，洛伦兹不变性的破坏在这些信使的传播中所引起的预期的微小影响。在这一章中，我们将解释所提到的探测器可以测量的预期效果，并总结当前对洛伦兹破坏的搜索结果。
2022-09-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Indirect searches for dark matter annihilations toward dwarf spheroidal galaxies with VERITAS
在宇宙学范式中，冷暗物质（DM）主导着宇宙的质量含量，并且存在于每个尺度上。DM的候选者包括标准模型的许多扩展，其中弱相互作用大质量粒子（WIMP）的质量范围从50 GeV到大于10 TeV。在高DM密度的天体物理区域中，WIMP的自湮灭可以产生次级粒子，包括能量高达暗物质粒子质量的甚高能（VHE）伽马射线。切伦科夫望远镜的VERITAS阵列是为探测100 GeV-10 TeV能量范围内的VHE伽马射线而设计的，是探测DM的适当仪器，是对费米LAT的补充。本星系群的矮球状星系（dSphs）由于其邻近性和大的DM含量，可能是寻找DM湮灭特征的最佳目标。我们报告的最新VERITAS观测dSphs和讨论的结果的框架内的WIMP模型。
2011-11-09 astro-ph.HE
Solar Atmospheric Neutrinos and the Sensitivity Floor for Solar Dark Matter Annihilation Searches
宇宙射线在太阳大气中相互作用产生簇射，导致来自太阳的高能中微子流。这些形成了一个不可约的背景，间接太阳WIMP共湮灭搜索，寻找重暗物质粒子湮灭到含有中微子的太阳核心的最终状态。这种背景最终将为间接WIMP共湮灭搜索创造一个灵敏度下限，类似于低能太阳中微子相互作用对直接暗物质探测实验的影响。我们提出了一个新的计算太阳大气中微子通量的系统的不确定性固有的太阳大气簇射演化的详细治疗，我们用它来推导间接太阳WIMP湮灭分析的灵敏度地板。我们发现，地板在于小于一个数量级超出目前的实验限制自旋相关的WIMP质子截面的一些质点，和高能量的太阳大气中微子通量可以观察到的运行和未来的中微子望远镜。
2017-07-03 astro-ph.HE
Prospects for indirect MeV Dark Matter detection with Gamma Rays in light of Cosmic Microwave Background Constraints
质量在MeV范围内的暗物质粒子的自湮灭可以通过瞬发或二次辐射产生伽马射线。然而，这种轻暗物质粒子的湮灭率受到宇宙微波背景（CMB）数据的严格限制。在这里，我们探讨了发现兆电子伏暗物质湮灭与未来兆电子伏伽马射线望远镜考虑到最新的和未来的CMB的限制的可能性。我们研究了最佳能量窗口作为主导湮没末态的函数。我们认为这两个（保守）的情况下，矮球状星系天龙座和（更乐观）的情况下，银河系中心。我们发现，对于某些通道，包括那些与一个或两个单色光子（S）和一个或两个中性π介子（S），一个可检测的伽马射线信号是可能的，为两个目标正在考虑，并与CMB约束兼容。然而，对于其他湮灭通道，包括所有轻子湮灭通道和两个带电π介子，CMB数据排除了任何重要的暗物质湮灭信号，在未来的MeV伽马射线望远镜从矮星系，但可能不是银河系中心。
2017-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Avenues to new-physics searches in cosmic ray air showers
撞击地球大气的宇宙射线（CR）提供了一个可行的机会来研究能量覆盖许多数量级的强子-核碰撞中的新物理，包括远远超过LHC能量的机制。初级CR的永久通量可用于估计给定类型的新物理场景的事件率。作为一个步骤，以估计新的物理搜索在CR诱导的广泛的空气簇射（EAS）的潜力，我们在这里确定的总光度，包括从强子-空气相互作用中的次级流的级联所产生的贡献，使用蒙特卡罗模拟的强子簇射组件与CORSIKA~8。我们得到的结果为单阵雨，并讨论了与CR光谱的相互作用。此外，我们讨论了在EAS中研究BSM现象的可能性，重点是所谓的大多重希格斯生产作为一个明确的例子，它对EAS观测量的影响。
2020-12-28 astro-ph.HE hep-ph
Connecting direct and indirect detection with a dark spike in the cosmic-ray electron spectrum
多个空间宇宙射线探测器在电子和正电子光谱中探测到线状特征。最近，DAMPE合作报告了在1.4 TeV存在这样的特征，引发了对潜在暗物质起源的兴趣。这种准单色的特征，实际上没有任何天体物理背景，可以用附近暗物质团中的暗物质粒子湮灭来解释。在这里，我们探讨的一致性，生产这样的光谱特征与暗物质湮灭的立场，暗物质子结构统计，各向异性的约束，并从伽马射线发射的约束。我们证明，如果确实是一个高能量，线状特征的电子-正电子光谱起源于暗物质湮灭在附近的团块，一个显着的或甚至占主导地位的部分，在太阳系的暗物质可能源于团块，直接暗物质搜索的戏剧性后果。
2019-10-29 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Diffuse emission measurement with INTEGRAL/SPI as indirect probe of cosmic-ray electrons and positrons
利用INTEGRAL天文台的数据，在理解银河系弥散硬X射线连续辐射方面取得了重大进展。用INTEGRAL/SPI光谱仪观测到的弥散硬幂律分量与相对论电子在宇宙微波背景和银河系星际辐射场上的逆康普顿辐射一致。在本分析中，使用2003年至2009年的SPI数据（总曝光时间约为10^8 s）来推导20 keV至2.4 MeV之间的银河脊硬X射线空间分布和光谱。两者都与GALPROP代码的预测一致。从千电子伏到千兆电子伏能量的测量和预测的排放之间的良好协议表明，正确的生产机制已经确定。我们讨论了潜在的SPI数据提供一个间接的探测星际宇宙射线电子分布，特别是能量低于几个GeV。
2011-07-01 astro-ph.HE
Indirect searches of Galactic diffuse dark matter in INO-MagICAL detector
暗物质存在的特征只能通过它的引力相互作用来揭示。弱相互作用大质量粒子（Weakly Interacting Massive Particle，WIMP）是一类暗物质，它可以湮灭和/或衰变为标准模型粒子，其中中微子是一个有利的候选者。研究表明，印度中微子天文台（INO）计划中的50 kt磁化铁量能计（MagICAL）探测器可以分别在中微子和反中微子模式下对银河系弥散暗物质进行间接探测。我们提出了500 kt $\cdot$年MagICAL探测器的灵敏度设置限制的速度平均自湮灭截面（$\langleσv\rangle$）和衰变寿命（$τ$）的暗物质具有质量的范围分别为2 GeV的$\leq m_χ\leq $ 90 GeV和4 GeV的$\leq m_χ\leq $ 180 GeV，假设没有超过传统的大气中微子和反中微子通量在INO网站。我们对低质量暗物质的限制限制了以前没有探索过的参数空间。我们表明，MagICAL将能够设置竞争约束，$\langleσv\rangle\leq 1.87\,\times\,10^{-24}$ cm $^3$ s $^{-1}$为$χχ\rightarrowν\barν$和$τ\geq 4.8\,\times\,10^{24}$ s为$χ\rightarrowν\barν$在90 $\%$ C. L。（1 d.o.f.）对于$m_χ$ = 10 GeV，…
2017-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ex
Unstable Gravitino Dark Matter - Prospects for Indirect and Direct Detection
我们面对的信号预期从不稳定的引力子暗物质的观测间接暗物质探测实验在所有可能的宇宙射线通道。为了这个目的，我们详细计算的引力子衰变宽度的理论与双线性破坏的R宇称，特别是专注于衰变通道与三个粒子的最后状态。基于这些计算，我们预测了伽马射线，带电宇宙射线和中微子的通量预计从引力子暗物质衰变。虽然预测的光谱可以在原则上解释观测到的异常的宇宙射线正电子和电子通量的PAMELA和费米LAT测量，我们发现，这种可能性被排除了强烈的约束，从伽马射线和反质子观测。因此，我们采用目前的间接检测实验的数据，引力子的寿命和强度的R-宇称破坏放置强约束。此外，我们讨论了即将到来的搜索的宇宙射线反氘光谱中的引力子信号的前景，发现他们是特别敏感，而低的引力子质量。最后，我们详细讨论了从引力子暗物质衰变中探测中微子信号的前景，发现像IceCube这样的中微子望远镜的灵敏度与其他宇宙射线通道的观测结果相比具有竞争力，特别是对于相当重的引力子。此外，我们还讨论了通过核子的R宇称破坏非弹性散射直接探测引力子暗物质的前景。我们发现，虽然散射的截面是相当大的增强相比，弹性引力子散射的情况下，预期的信号是许多数量级太小，以希望在地下探测器的检测。
2014-07-31 astro-ph.HE hep-ph
SM antideuteron background to indirect dark matter signals in galactic cosmic rays
反氘核生产截面估计使用EPOS-LHC与聚结加力燃烧室，调整到复制已发表的实验数据在很大的能量范围内，这里被用来作为输入到银河系传播代码GALPROP，验证与现有的质子，氦通量以及硼碳比数据比较。由此产生的近地反氘通量，包括太阳调制，与以前的估计。一个总的因素的两个增量的反氘通量的预测，其起源也进行了讨论。然而，这个反氘背景的标准模型源仍然远低于AMS-02，预期的GAPS，灵敏度，以及几个暗物质模型预测的通量。
2020-09-01 astro-ph.HE
Review of Indirect WIMP Search Experiments
暗物质的观测证据可以用弱相互作用大质量粒子（WIMP）来解释。这些暗物质粒子候选者可以通过观察作为WIMP湮灭或衰变的一部分产生的信号来间接检测。间接搜索的WIMP的最新结果进行了审查。目前和计划的实验，并讨论其前景和发现潜力。
2012-10-15 astro-ph.HE
