Unification for the Darkly Charged Dark Matter
我们为具有无质量阿贝尔规范玻色子的狄拉克暗物质提供了一个简单的紫外理论。我们在SO(10)$'$规范群中引入了一个单费米子变换作为$\bf{16}$表示,并假定它自发破缺为SU(5)$'\times$ U(1)$'$ . SU(5)$'$规范相互作用在中等尺度下变强,在低能尺度下得到了轻的复合Dirac费米子与U(1)$'$规范相互作用.它的热遗迹可以解释观测到的暗物质的数量与其他宇宙学和天体物理学的约束一致。我们讨论了U(1)$'$规范玻色子和超荷规范玻色子之间的非零动力学混合是允许的,并且可见区和暗物质区的温度可以相等.
2019-08-01 astro-ph.CO hep-ph
Hidden Charged Dark Matter
暗物质能像电子在标准模型中那样通过电荷守恒而稳定吗?我们研究了暗物质是隐藏的可能性,即在所有标准模型规范相互作用下是中性的,但在隐藏扇区的精确U(1)规范对称性下是带电的。这些候选者在无WIMP模型中得到了预测,在超对称模型中,隐藏的暗物质具有所需的热遗迹密度,质量范围很广。隐藏的带电暗物质具有许多中性暗物质所不具有的新颖性质:(1)束缚态的形成和化学冻结后的Sommerdan增强湮灭可能会降低其残余密度,(2)类似的效应大大增强了z ~ 30红移处原晕中的暗物质湮灭,(3)隐藏光子的康普顿散射延迟了动力学解耦,抑制了小尺度结构,卢瑟福散射使这种暗物质发生自相互作用和碰撞,从而可能影响子弹星系团的性质和观测到的星系晕的形态。我们在一个无WIMP模型中分析了所有这些效应,其中隐藏扇区是最小超对称标准模型的简化版本,暗物质是隐藏扇区状态。我们发现带电隐藏的暗物质是可行的,并与正确的遗迹密度为合理的模型参数和暗物质质量在1 GeV < m_X < 10 TeV的范围内。同时,在优选的参数范围内,该模型预测了小星系的暗物质晕中的核心以及未来观测可能达到的其他晕属性。因此,这些模型提供了一个可行的和动机良好的框架碰撞暗物质与索末菲增强,与天体物理学和暗物质搜索的新的影响。
2009-06-11 astro-ph.CO hep-ph
Charged Planckian Interacting Dark Matter
冷暗物质(CDM)的极小模型是一种只有引力相互作用的非常大质量的粒子,也称为普朗克相互作用暗物质(PIDM)。在这里,我们考虑一个完整的$U(1)$规范对称性的PIDM框架的扩展下,PIDM是收费的,但仍然只引力耦合到标准模型(SM)。与“隐藏的带电暗物质“相反,带电的PIDM永远不会与SM达到热平衡。暗区是由重新加热时的引力相互作用引起的冻结而形成的。如果暗精细结构常数$α_D$大于约$10^{-3}$,则暗扇区在其自身内热化,并且通过在暗扇区中冻结而进一步修改PIDM丰度。有趣的是,与不带电的PIDM相比,这大大降低了最终丰度对再加热温度的依赖性。暗区的热化是由非弹性辐射过程驱动的,并受到Landau-Pomeranchuk-Migdal效应的影响。观察到的CDM丰度可以在从弱到GUT尺度的宽质量范围内获得,并且对于现象上有趣的耦合$α_D\sim 10^{-2}$。由于不同的热历史,带电的PIDM可以区分从“隐藏的带电暗物质“通过更精确的测量的中微子物种的有效数量$N_{\rm eff}$。
2018-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Direct detection of light dark matter charged under a $L_μ - L_τ$ symmetry
本文推导了在 $U(1)_{L_μ-L_τ}$ 对称性下带电轻暗物质的电子反冲直接探测限制,评估了 XLZD 和 OSCURA 实验封闭同时解释 μ 子反常磁矩与暗物质遗迹密度参数空间的前景,并补充讨论了先前被忽略的自旋相关散射贡献。
2024-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Dipole Moment Bounds on Dark Matter Annihilation
我们考虑简化模型的限制,其中标量暗物质湮灭轻带电轻子通过交换带电介质。我们发现,圈图将有助于纠正轻带电轻子的磁和电偶极矩,这些修正的实验约束放置在暗物质湮灭截面的显着界限。特别是,湮灭到具有可观察到的截面的电子将被排除,而湮灭到μ子仅在主要贡献来自CP破坏相互作用时才被允许。
2013-09-15 astro-ph.CO hep-ph
10 years of dark atoms of composite dark matter
在2005年,谢尔登·霍霍提出了他的邪恶模型,为复合暗物质的设想开辟了道路,在这种设想中,束缚在中性原子中的重的、稳定的带电粒子扮演着暗物质候选者的角色。虽然新的稳定的单带电粒子,与普通电子形成氢的异常同位素的一般问题,最终被证明是无法解决的,但这种情况刺激了复合暗物质模型的发展,可以避免异常同位素过量生产的麻烦。在最简单的情况下,复合暗物质可以由-2带电粒子组成,在OHe暗物质模型中,它们通过普通库仑相互作用与原初氦结合。讨论了该模型的优点和存在的问题。
2015-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Double charged heavy constituents of dark atoms and superheavy nuclear objects
我们考虑复合暗物质模型,假设在$O$ He原子中,稳定的带电粒子$-2$与原初氦核通过库仑力结合。我们研究捕获的暗原子的物质,并提出了存在稳定的$O$富集超重核和$O$ -nuclearites,其中重$O$ -暗物质费米子与普通核物质的电磁力的可能性。还考虑了$O$ He原子在恒星中的积累及其在恒星演化中的可能作用,扩展了复合暗物质的间接探测方法。
2019-01-17 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Dark Matter and Charged Exotic Dust
暗物质晕的密度分布通常由等温Lane-Emden方程的近似解模拟,并在原点处设置适当的边界条件。它示出在这里,这样的模型对应于一个精确的解决方案的爱因斯坦-麦克斯韦方程组的异国情调的带电尘埃。它还表明,由于其必然非常小的荷质比,粒子带电的事实并不一定排除这样的材料作为暗物质的候选人。
2011-07-01 astro-ph.CO gr-qc
Balancing baryon and asymmetric dark matter excess
本文通过sphaleron跃迁将不对称暗原子暗物质密度与重子不对称性联系起来,并在最小行走人工色模型中研究其宇宙学后果,给出人工粒子质量上限,为LHC寻找多重带电稳定粒子提供约束。
2024-01-12 astro-ph.CO hep-ph
Dark Atoms and Puzzles of Dark Matter Searches
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定形式的物质组成的。它们的稳定性反映了微观世界的对称性,宇宙学暗物质的候选粒子是具有新的守恒量子数的最轻粒子。暗物质候选者可能出现在新的夸克和轻子族中,如果它们隐藏在难以捉摸的“暗原子”中,那么新的稳定带电轻子和夸克的存在是可能的。这种可能性受到轻元素异常同位素的限制,在预测稳定双电荷粒子的情况下并不排除。在这些场景中,过量的-2带电粒子与原始氦结合在O-氦“原子”中,保持了暗物质特定的核相互作用形式,这可能为直接寻找暗物质的难题提供一个有趣的解决方案。
2014-02-02 astro-ph.CO 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
Infrared Freeze-In of Magnetic Dipole Dark Matter
本文提出了一种通过红外冻结机制产生亚GeV磁偶极子暗物质的新方法,并探讨了其在宇宙学和天体物理中的应用。
2025-12-08 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
Hidden Charged Dark Matter and Chiral Dark Radiation
鉴于最近在哈勃常数$H_0$和结构增长率$σ_8$中可能存在的普朗克测量与其他测量之间的紧张关系,我们研究了一个暗荷暗物质(DM)模型,其中DM与暗手征费米子相互作用,暗手征费米子在暗SU(N)和U(1)规范相互作用下带电.这个模型中的对称性保证了这些费米子是无质量的。该模型中的DM是一个狄拉克费米子,在SU(N)下是单态,在U(1)规范对称性下也是带电的,通过它可以与手征费米子相互作用。在SU(N)的约束标度以下,隐夸克凝聚自发地破坏U(1)规范对称性,使得仍然存在离散对称性,这解释了DM的稳定性。这种凝聚也打破了这个模型中的味道对称性,与这种味道对称性相关的南武-戈德斯通玻色子出现在限制尺度之下。隐U(1)规范玻色子和隐夸克/南武-戈德斯通玻色子是暗辐射(DR)在禁闭尺度以上/以下的组成部分。这些光场使中微子的有效数量增加了$δN_{\rm eff}\simeq 0.59$,超过了$N=2$的限制尺度,如果限制尺度是$\lesssim 1$ eV,则解决了普朗克和哈勃太空望远镜测量哈勃常数时的紧张局势。DM和DR通过U(1)规范相互作用持续相互散射,抑制了物质功率谱,导致较小的结构生长速率。DM扇区耦合到标准模型扇区通过交换一个真正的单重标量混合与希格斯玻色子,这使得有可能探测我们的模型在DM直接检测实验。该模型的变体也进行了讨论,这可能会提供替代方法来调查这种情况。
2017-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Determination of the sensitivity of the DEAP-3600 experiment to supermassive charged gravitinos
AstroCeNT, Nicolaus Copernicus Astronomical Center of the Polish Academy of Sciences(波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心)
研究Planck质量带电引力子暗物质在DEAP-3600实验中的探测可行性,分析其可能的信号事件拓扑结构。
2026-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Charged Dark Matter and the $H_0$ tension
我们考虑的宇宙模型中,暗物质是带电的暗阿贝尔规范场。这种新的相互作用是排斥的,在大尺度上和星系和星系团的动力学中与引力竞争。我们专注于非线性模型的暗电动力学的新的力量的影响,在一个K-mouflage半径,有助于避免传统的约束带电暗物质模型。我们讨论的背景宇宙学这些模型在牛顿的方法,并显示与相对论勒梅特模型,由于静电相互作用的不均匀的压力是等效的。特别是,我们发现不同半径的暗物质壳层在不同时间退出其K-移动半径时演化不同,导致初始共动演化的中断。在大时间区域,背景宇宙学由共动但不均匀的模型描述,该模型具有降低的引力牛顿常数和源自静电压力的负曲率。重子并不直接感受到静电相互作用,而是受到由电力引起的不均匀物质分布的影响。我们发现,较小半径的壳层比更早感受到排斥相互作用的外壳层演化得更快。这模拟了大尺度哈勃速率和局部速率之间的差异。类似地,由于星系和星系团没有被新的相互作用屏蔽,大尺度的全球流动将由新的暗电磁相互作用的存在而产生。
2021-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Charged $B$ Mesogenesis
我们利用电荷$B$介子衰变中的CP破坏来产生在$\mathcal{O}(10 \text{ MeV})$温度下观察到的重子不对称性和暗物质。我们在两种情况下实现这一点:$B_c^+$ Mesogenesis和$B^+$ Mesogenesis。在第一种情况下,CP破坏$B_c^\pm$衰变到$B^\pm$介子,然后衰变到暗和标准模型重子。在第二种情况下,CP破坏$B^\pm$衰变到较轻的带电介子,伴随着后者的衰变到暗和标准模型轻子,然后分散到重子不对称。$B_c^+$中生作用正在Belle和LHCb积极地进行探测,而$B^+$中生作用可以在对撞机和无菌中微子搜索中进行测试。
2021-12-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Discretely Charged Dark Matter in Inflation Models Based on Holographic Space-time
暴胀的全息时空(HST)模型对暗物质作为微小的原始黑洞有一个潜在的解释。受Barrau \cite{barrau}最近的一篇论文的启发,我们提出了这个模型的一个版本,其中一些暴胀黑洞(IBH),其衰变引起热大爆炸,携带离散对称电荷的最小值。携带这种电荷的IBH的分数$f$很难从第一原理估计,但我们通过要求辐射和物质支配之间的交叉发生在正确的温度$T_{eq} \sim 1 eV = 10^{-28} M_P$来修复它。这部分很小,$f \sim 2\times 10^{-9}$,所以我们相信这给出了一个非常合理的暗物质模型。
2022-09-17 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of dark energy on P-V criticality of charged AdS black holes
在这封信中,我们研究了暗能量对带电AdS黑洞的$P-V$临界性的影响,考虑的情况下,RN-AdS黑洞包围的精华。将宇宙学常数视为热力学压力,在扩展相空间中研究其热力学性质。结果表明,本质暗能量不影响小/大黑洞相变的存在。对于$ω_q=-2/3$情形,我们导出了临界物理量的解析表达式;对于$ω_q\neq-2/3$情形,我们求助于数值方法。结果表明,在临界点附近,经典暗能量影响临界物理量。还计算了临界指数。它们与之前对任意其他AdS黑洞获得的结果完全相同,这意味着本质暗能量不会改变临界指数。
2014-06-30 astro-ph.CO gr-qc
Neutrino masses and mixing from milli-charged dark matter
本文提出一种无需分立对称性或扩展规范群的标准模型扩展,通过含毫电荷粒子的单圈辐射机制自然产生中微子马约拉纳质量,并系统研究了毫电荷带来的唯象学后果。
2024-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Simplified Dirac Dark Matter Models and Gamma-Ray Lines
我们研究简化的暗物质模型,其中的暗物质候选者是狄拉克费米子,只在一个新的规范对称性下带电。在这种背景下,人们可以动态地理解暗物质候选者的稳定性,并且通过新规范玻色子的湮灭不是速度抑制的。本文提出了在局域B-L规范对称性下荷电的最简单的狄拉克暗物质模型。我们详细讨论了理论预言的湮灭成两个光子,到标准模型希格斯粒子和一个光子,到Z规范玻色子和一个光子。我们的分析结果可用于任何荷电的狄拉克暗物质模型下的阿贝尔规范对称性。数值结果显示在B-L暗物质模型中。我们讨论了对撞机搜索和暗物质实验对模型的约束之间的相关性。
2015-10-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining dark energy fluctuations with supernova correlations
我们调查的限制暗能量波动使用Ia型超新星。如果暗能量不是以宇宙学常数的形式存在,也就是说,如果状态方程不等于-1,那么我们不仅可以预期能量密度的时间变化,而且还可以预期空间变化。这种涨落会导致宇宙膨胀率的局部变化和红移距离关系的方向依赖性。我们提出了一个计划,有关的功率谱的暗能量波动的角度协方差函数的标准烛光幅度波动。暗能量波动的唯象模型的预测进行比较,观测数据的形式测量的角度协方差的哈勃图的大小残差的Ia型超新星在Union 2编译。观测结果与零暗能量波动一致。然而,由于统计学的局限性,目前的数据仍然允许相当普遍的暗能量波动,只要它们处于线性状态。
2010-10-28 astro-ph.CO
Bounds on Cross-sections and Lifetimes for Dark Matter Annihilation and Decay into Charged Leptons from Gamma-ray Observations of Dwarf Galaxies
我们提供了暗物质横截面和寿命的保守界限,这些横截面和寿命来自直接或通过中间粒子$ϕ$湮灭或衰变为带电轻子产生的终态辐射。我们的分析利用了来自四颗银河系矮卫星的实验伽马射线通量上限:HESS对人马座的观测和VERITAS对天龙座、小熊座和威尔曼1号的观测。使用90%的置信水平下限的积分的暗物质分布,我们发现,这些限制在很大程度上无法排除暗物质湮灭或衰变的PAMELA和ATIC/PPB-BETS过剩的解释。然而,如果在矮星系中有一个额外的索末菲增强,它的速度色散比当地的星系晕低10到20倍,那么暗物质通过$ϕ$湮灭的截面就非常接近威尔曼1号的截面上限。暗物质直接湮灭到$τ$中的可能性也被威尔曼1作为过度的解释而略微排除,所需的横截面仅比天龙座的上限低几倍。最后,我们预测的伽马射线通量预计从矮星系Segue 1的费米伽马射线空间望远镜。我们发现,对于相当大一部分的参数空间,其中暗物质湮灭成带电轻子解释PAMELA过剩,费米有很好的前景检测到一个伽马射线信号从Segue 1经过一年的观察。
2009-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Primordial Non-Gaussianity in Models with Dark Matter Isocurvature Fluctuations
我们研究了调制再加热和曲率子情形下的原初非高斯性和暗物质等曲率涨落。在这些场景中,可以产生大的非高斯性,另一方面,取决于暗物质是如何产生的,也可能出现过大的等曲率波动,这与目前的观测结果不一致。在本文中,我们研究这个问题的混合方案中的曲率波动也可以产生的暴胀子波动,以及从一个轻的标量场,如模量和曲率。我们表明,原始波动可以是高度非高斯的,而不冲突的等曲率波动的这种混合情况下,目前的约束。然而,如果等曲率起伏的约束像普朗克卫星所预期的那样变得更严格,那么绝热起伏的非线性参数$f_{\rm NL}$应该和$f_{\rm NL} \lesssim 3$一样小,这将对暗物质的产生机制产生有趣的影响。在这些情况下,还讨论了来自等曲率波动的非高斯性。
2009-09-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational lensing by a charged spherically symmetric black hole immersed in thin dark matter
本文在弱场极限下解析计算了带电球对称黑洞在稀薄完美流体暗物质环境中的光线偏转角和爱因斯坦环大小,重点处理了暗物质对数项的次领头阶贡献,为联系暗物质理论与天体观测提供依据。
2023-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Accretion of Dark Energy onto Higher Dimensional Charged BTZ Black Hole
本文研究了$(n+2)$维荷电BTZ黑洞(BH)的吸积.得到了临界点和平方声速。计算了BTZ BH的质量,并观察到BTZ BH的质量与加速FRW宇宙中吸积到BH上的暗能量的能量密度的平方根有关。我们假设修正的查伯金气体(MCG)作为暗能量的候选者,并将其吸积到BH上,得到了BTZ BH质量的表达式。由于在我们的MCG解中,这个模型只产生了精华暗能量(而不是幻影),因此BTZ BH的质量在整个加速宇宙的演化过程中不断增加。接下来,我们假设了5种已知的暗能量模型的参数化。这些模型生成精华和幻影场景,即,幻影穿越模型因此,如果这些暗能量吸积到BTZ BH上,那么在整个宇宙演化过程中,BH质量在精华阶段增加到一定值(有限值),然后在幻影阶段减少到一定的有限值。我们已经用图表显示了这些结果。
2014-09-15 astro-ph.CO gr-qc physics.gen-ph
Quantum vacuum fluctuations and dark energy
结果表明,由量子场真空涨落引起的时空曲率应正比于牛顿常数$G$的平方。这为暗能量密度的近似$G m^6 c^2 h^{-4}$的成功提供了一个可能的解释,其中$m$是基本粒子的典型质量。
2009-12-16 astro-ph.CO gr-qc
Space-time curvature due to quantum vacuum fluctuations: An alternative to dark energy?
指出量子真空涨落可能引起时空的曲率,这种曲率相当于目前认为的暗能量的曲率。我们做了一个简单的计算,结果表明,暗能量密度的值大致等于牛顿常数时间与m^6 c^4 h^-4的乘积,其中m是基本粒子的典型质量。估计值与观测值相符。
2009-12-30 astro-ph.CO gr-qc
On the fraction of dark matter in charged massive particles (CHAMPs)
从不同的宇宙学,天体物理学和地球的要求,我们得到保守的上界的质量的银河系暗物质(DM)晕带电大质量粒子(CHAMP)的现今分数。如果暗物质粒子是中性的,但最近衰变成CHAMP,那么海水中没有检测到重氢,银河系圆盘中的垂直压力平衡,就提出了最严格的界限。我们对CHAMP在衰变中的反冲速度和沉积在重子气体中的衰变能量采取非常保守的假设,发现衰变中性DM的寿命必须>(0.9-3.4)x 10^3 Gyr。即使假设CHAMP在银河系磁场中的回旋半径太小,以至于光环CHAMP无法到达地球,现今CHAMP中星系晕的质量分数应该<(0.4-1.4)x 10^{-2}。我们表明,通过CHAMP和无处不在的磁场之间的耦合重新分配DM不能是一个解决方案的尖状晕问题的矮星系。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.GA