Direct detection data and possible hints for low-mass WIMPs
本文提出了来自DAMA、CoGeNT以及CRESST实验的质量约为10 GeV的WIMP暗物质的可能线索，并面临CDMS和XENON数据的限制。专注于自旋无关（SI）WIMP-核相互作用，我详细说明的困难，使相互一致的提示和规避的约束，提到能量尺度的不确定性，淬火和光产额的因素，以及晕属性的不确定性。在目前的情况下，似乎很难在SI框架内协调所有的数据，这表明如果实验异常确实是由于暗物质造成的，那么必须有一种更奇特的机制（有待确定）在起作用。
2010-11-26 astro-ph.CO hep-ph
A Bayesian view of the current status of dark matter direct searches
贝叶斯统计方法提供了一个简单而一致的框架，将不确定性纳入多参数推理问题。在这项工作中，我们应用这些方法来选择当前的直接暗物质搜索。我们认为最简单的情况下，自旋无关的弹性WIMP散射，并推断WIMP的质量和截面的实验数据与基本的系统不确定性折叠到分析。我们发现，当氙100的闪烁效率的不确定性已被占，由此产生的排除限制是没有足够的约束，以排除CoGeNT的首选参数区域，与以前的索赔。同样，我们还研究了天体物理不确定性对首选WIMP参数的影响。我们发现，在类的光滑和各向同性的WIMP速度分布，这是很难调和的DAMA和CoGeNT的首选区域，通过调整单独的天体物理参数。如果我们要求这些实验之间的兼容性，那么推断过程自然得出结论，DAMA的钠淬灭因子的高值是优选的。
2011-09-13 astro-ph.CO hep-ph
WIMP Dark Matter at the International Linear Collider
在这项研究中，未来的轻子对撞机的灵敏度WIMP暗物质的评估假设WIMP对生产伴随着光子从初始状态的辐射，通过该过程可以识别。在国际直线对撞机（ILC）上对国际大型探测器（ILD）概念进行了全探测器模拟，模拟能量为500 GeV的\com。对于几乎高达\com能量一半的WIMP质量，可以针对不同的有效算子测试高达$3$\，TeV的能量尺度。灵敏度受益于偏振光束，这可以大大减少中微子对产生的主要SM背景。此外，系统的不确定性被证明是显着降低了几个不同的偏振配置相结合的数据。与以前的研究相比，前向检测器的重构得到了改进，系统的不确定性得到了充分的处理。结果也外推到其他\com的能量，光度和光束偏振。这使得能够提供完整的ILC计划的结果，即给出了从250.GeV到1.TeV的近似结果，并给出了其它计划中的轻子对撞机的近似结果.
2020-01-09 hep-ex hep-ph
Impact of COHERENT measurements, cross section uncertainties and new interactions on the neutrino floor
我们重新考虑的发现限制的多吨直接检测暗物质实验的光的相干弹性中微子核散射过程的最新测量。假设截面是完全由数据确定的参数，而不是使用其标准模型预测，我们使用相干CsI和LAr数据集来确定WIMP发现极限。基于数据驱动的方法，因此，结果不受理论假设的影响，并且落在XENONNT和DARWIN具有最佳预期灵敏度的WIMP质量区域内。我们进一步确定了次主导核形状因子和弱混合角不确定性对WIMP发现极限的影响。我们指出，这些影响虽然很小，但应予以考虑。此外，为了量化中微子背景中新物理效应的影响，我们重新审视了WIMP发现极限，假设光矢量和标量介质以及中微子磁矩/跃迁。我们强调，在中微子部门的新的相互作用的存在下，在一般情况下，倾向于恶化的WIMP发现限制。
2022-01-27 hep-ph
Astrophysical uncertainties on direct detection experiments
直接探测实验准备探测以弱相互作用大质量粒子（WIMP）形式存在的暗物质。在这些实验中预期的信号取决于超本地WIMP密度和速度分布。首先，我们回顾了模拟暗物质分布的方法。然后讨论了局域暗物质密度、圆周速度和逃逸速度的观测测定以及类银河系暗物质晕的数值模拟结果。在每一种情况下，我们都强调了所做的不确定性和假设。然后，我们概述了在直接检测实验中预期的信号中产生的不确定性，特别是事件率的能量，时间和方向依赖性。最后，我们讨论的天体物理学的不确定性时，从直接探测实验解释数据的处理技术。
2012-01-10 astro-ph.CO hep-ph
A Precision Search for WIMPs with Charged Cosmic Rays
AMS-02已经达到了探测正则热WIMP的灵敏度，因为它们被湮没成反质子。由于数据的高精度，天体物理背景的不确定性已成为间接暗物质探测的最大限制因素。在这项工作中，我们系统地量化和-在可能的情况下-减少反质子背景的不确定性。我们通过结合反质子、B/C和正电子数据来约束带电宇宙射线的传播。截面的不确定性是从广泛收集的加速器数据中确定的，并且是有史以来第一次被充分考虑在内。这使我们能够通过光谱特性来鲁棒地约束甚至次主导的暗物质信号。对于一个标准的NFW暗物质配置文件，我们能够排除热WIMP的质量高达570 GeV的湮灭成底夸克。虽然我们证实了与质量约为80 GeV的暗物质兼容的报告过量，但在我们的分析中，其局部（全球）意义仅达到2.2 sigma（1.1 sigma）。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical uncertainties on the local dark matter distribution and direct detection experiments
弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接探测实验中的微分事件率依赖于局域暗物质的密度和速度分布。因此，需要对当地的暗物质分布进行精确建模，以获得对WIMP粒子物理性质的可靠约束。数据分析通常使用一个简单的标准晕模型，这可能不是一个很好的近似真实的银河系（MW）晕。本文综述了在模拟类MW星系中观测到的局域暗物质密度、圆速度和逃逸速度以及局域暗物质分布的研究。我们讨论了这些量的不确定性对能谱及其时间和方向依赖性的影响。最后，我们总结了处理这些天体物理不确定性的各种方法的概述。
2017-06-08 astro-ph.CO hep-ph
Hide and Seek with Neutralino Dark Matter WIMP
随着实验灵敏度的增加，人们正在接近中性伴子所特有的WIMP-核子相互作用强度的范围。但这种持续的进展也揭示了新的实验挑战和不确定性。
2001-02-27 astro-ph hep-ph
WIMP Velocity Impact on Direct Dark Matter Searches
我们研究的影响，在输入天体物理参数的直接检测搜索的WIMP在星系晕的一些不确定性。我们集中讨论了DAMA协作组最近报道的可能的WIMP年调制信号。我们发现，允许一个合理的不确定性，在WIMP麦克斯韦速度分布导致显着放松的约束WIMP质量相比，原来的DAMA分析。
1999-03-24 astro-ph hep-ph
Precise WIMP Dark Matter Abundance and Standard Model Thermodynamics
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者。WIMP的暗物质丰度是由冻结机制决定的。一旦我们知道了WIMP粒子的质量和相互作用等性质，我们就可以预测暗物质的丰度。然而，在对WIMP暗物质丰度的估计中存在一些不确定性。在这项工作中，我们集中在标准模型热力学的影响。我们回顾了WIMP暗物质丰度的估计及其不确定性，由于状态方程（EOS）的标准模型。采用最新的早期宇宙标准模型的物态方程估计值，发现1-1000 GeV的暗物质丰度与传统的物态方程估计值相差近10%。
2020-08-05 astro-ph.CO hep-ph
Spin-dependent WIMP scattering off nuclei
手征有效场论（EFT）为直接探测冷暗物质的动量转移过程中WIMP与核子的耦合提供了一个系统的扩展。我们推导了自旋相关的WIMP散射的电流在一个身体的水平，包括领先的远程两体电流，这是预测在手征EFT。作为应用，我们利用已经发展起来的研究原子核结构和双β衰变的核相互作用，计算了129，131 π核自旋相关的WIMP散射的结构因子.我们提供了由于核中WIMP电流的核不确定性的理论误差带。
2012-11-09 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
How Precisely Could We Identify WIMPs Model-Independently with Direct Dark Matter Detection Experiments
在这次演讲中，我们提出了数据分析方法，通过直接使用未来的实验数据（即，测量的反冲能量）从直接的暗物质探测。这些方法不依赖于星系晕模型和WIMP模型。这些方法的基本思想和应用它们的可行性和不确定性直接检测实验与下一代探测器将进行讨论。
2009-07-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Model-Independent Identification of Inelastic WIMPs from Direct Dark Matter Detection Experiments
在本文中，我们介绍了独立于模型的数据分析程序识别非弹性WIMP核散射以及重建的质量和质量分裂的非弹性WIMP的同时和单独。我们的模拟表明，O（50）从一个实验中观察到的WIMP信号，人们已经可以区分非弹性WIMP散射场景的弹性。通过结合两个或多个具有正信号的数据集，甚至可以重建WIMP质量和质量分裂，其统计不确定性小于2倍。
2014-02-20 astro-ph.HE hep-ph
Complementarity of Galactic radio and collider data in constraining WIMP dark matter models
在这项工作中，我们面临的暗物质模型的约束，可能来自银河系的无线电同步辐射，考虑到天体物理的不确定性，我们比较这些边界设置的加速器和互补的间接暗物质搜索。具体来说，我们将我们的分析，以三个流行的粒子物理模型。首先，一个通用的有效算子的方法，在这种情况下，我们设置相应的质量尺度上的界限，然后，两个特定的UV完成，Z'和希格斯门户网站。我们表明，对于许多候选人，无线电同步加速器限制与其他搜索竞争，甚至可以给出最强的约束（截至今天）与一些合理的假设，关于天体物理的不确定性。
2012-06-11 astro-ph.GA hep-ph
Cosmological Radio Emission induced by WIMP Dark Matter
本文详细分析了河外晕中由WIMP暗物质湮灭和衰变引起的射电同步辐射。我们计算强度，角相关性，和源计数和讨论的影响，预期信号的暗物质集群，以及其他天体物理学的不确定性，如磁场和空间扩散。然后推导出暗物质微观性质的界限，并且根据特定的假设集，它们与其他间接暗物质搜索的约束具有竞争力。在GHz频率下，暗物质源可以成为亮度低于微扬斯基水平的源总数的重要部分。我们表明，在这个水平的通量（这是在下一代无线电调查的范围内），差分源计数的微弱边缘的属性，以及角相关数据，可以成为一个重要的探测WIMP。
2012-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Relic Density Revisited: The Case For Early Kinetic Decoupling
暗物质的动力学解耦通常比化学冻结发生得晚得多。事实上，局部热平衡是一个重要的假设，通常的遗迹密度计算的基础上求解玻尔兹曼方程（其0阶矩）描述的暗物质数密度。但这种假设总是合理的吗？在这里，我们解决这个问题，并讨论更准确的治疗的后果。第一种处理依赖于包含的玻尔兹曼方程的高阶矩和第二个完全数值求解的相空间分布函数的演变。为了说明，这些方法被应用于标量单态模型，通常被称为最简单的WIMP DM可能性从模型构建的角度来看。研究明确表明，即使在这个简单的模型中，对暗物质丰度的预测也会受到高达一个数量级的影响。
2018-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Detection prospects for heavy WIMP dark matter near supermassive black holes, particularly in M31
Institute of Physics, University of Belgrade（贝尔格莱德大学物理研究所）
本文研究了近超大质量黑洞处WIMP暗物质的探测前景，指出CTA在M31*中可能探测TeV尺度WIMP参数空间，并提供比MW*更严格的约束。
2025-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Small scale WIMP physics
小尺度上的暗物质分布可能取决于形成的第一代暗物质晕的性质，而这又由暗物质粒子的微观物理决定。我们概述了WIMP的微观物理和我们的碰撞阻尼和自由流尺度的计算。然后，我们绘制由此产生的密度扰动功率谱和红移在典型的晕形式，考虑到在WIMP属性（质量和相互作用通道）和原始功率谱的不确定性的影响。最后，我们回顾了最近的事态发展的性质和命运的第一WIMPY晕。
2005-08-31 astro-ph hep-ph
New approaches in the analysis of Dark Matter direct detection data: scratching below the surface of the most general WIMP parameter space
我们表明，DAMA调制结果之间的兼容性（以及统计上不太显著的过量，如CDMS硅效应和CRESST声称的过量）与其他实验的约束，可以通过将直接检测数据的分析扩展到具有自旋依赖性或自旋依赖性的WIMP离开核的标准弹性散射之外来实现。独立的截面，并具有等温球模型预测的速度分布。为此，我们讨论了几种分析暗物质直接探测数据的新方法，目的是消除或减少其对特定理论假设的依赖，并扩大其范围：天体物理不确定性的因子分解方法，非相对论场论中WIMP-核子相互作用的分类和研究，非弹性散射和等矢量耦合抵消，包括次主导两核子非线性光学效应。通常，将这些成分中的两种或更多种结合起来可能会导致与文献中通常声称的非常不同的结论。这表明我们现在才开始触及最一般的WIMP直接检测参数空间的表面。
2015-12-29 astro-ph.CO hep-ph
Is a Miracle-less WIMP Ruled Out?
我们研究了一个真正的电弱三重态标量场作为暗物质，放弃了要求，它的遗迹丰度是通过冻结在一个标准的宇宙学历史（一种情况，我们称之为“奇迹少WIMP”）。我们提取这样一个粒子的碰撞搜索，搜索与地面目标的直接散射的界限，并搜索湮灭的间接产品。每种类型的搜索都提供互补信息，并且每种搜索在参数空间的不同区域中最有效。大型强子对撞机的搜索往往高度依赖于SU（2）带电伙伴态的质量，并且对于它和中性暗物质组分之间非常大或非常小的质量分裂是有效的。直接搜索在限制希格斯门耦合方面非常有效，但一旦它低于$λ_{\text{eff}} \lesssim 10^{-3}$就无效了。由于背景和$J$ -因素，间接搜索遭受大的天体物理不确定性，但确实提供了$\sim$ 100 GeV至TeV质量的关键信息。综合允许的参数空间，这个WIMP暗物质的例子仍然是可行的，但只有在奇迹少的制度。
2022-01-13 hep-ex hep-ph
Large-scale nuclear structure calculations for spin-dependent WIMP scattering with chiral effective field theory currents
我们进行了最先进的大尺度壳模型计算的结构因子的弹性自旋相关的WIMP散射129，131氘，127 I，73 Ge，19 F，23 Na，27 Al，和29 Si。这一全面的调查涵盖了非零自旋核直接暗物质检测有关。我们包括必要的形式主义来描述弹性和非弹性WIMP核散射的教学演示。所采用的价空间和核相互作用先前已用于这些质量区域的原子核结构计算，并产生这些同位素的良好光谱描述。我们采用基于手征有效场论（EFT）的自旋相关的WIMP-核电流，在单体水平上，包括由于π介子交换导致的主导长程两体电流，这是手征EFT中预测的。由于核中WIMP电流的核不确定性，所有结构因子的结果都具有理论误差带。
2015-01-23 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
The ALP miracle revisited
我们重温ALP奇迹的情况下，暴胀子和暗物质是统一的一个单一的轴子状粒子（ALP）。我们首先扩展我们以前的暴胀动力学分析，以确定整个可行的参数空间与CMB观察一致。然后，我们评估的ALP暗物质的遗迹密度，将模型依赖的耦合弱规范玻色子的不确定性，以及耗散效应。ALP质量和与光子耦合的优选范围被发现是$0.01\lesssim m_ϕ\lesssim 1$ \，eV和$g_{ϕγγ} = {\cal O}(10^{-11})$ \，GeV $^{-1}$，这稍微取决于这些不确定性。有趣的是，首选区域是未来太阳轴子日光镜实验，IAO和TASTE，以及基于激光的刺激实验所能达到的。
2020-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Standard Model anatomy of WIMP dark matter direct detection II: QCD analysis and hadronic matrix elements
弱相互作用的大质量粒子（WIMPs）在电弱尺度指定的模型系统地匹配到有效的理论在强子尺度的WIMPs-核散射观测值进行评估。计算了最低维夸克胶子有效算符完备基的反常维数和重夸克阈值匹配条件。求解了由此得到的QCD重整化群演化方程。评述了有关强子矩阵元的研究现状，给出了唯象图解，包括核子与重$SU(2)_W\times U(1)_Y$荷电WIMP散射普适极限的计算细节.几个以前低估的强子不确定性的情况下被孤立。结果连接任意指定的模型在电弱标度的基础上的$n_f=3$味QCD运营商。导出了非相对论核子有效理论中算符的完备基和通过$v^2/c^2$阶的Lorentz不变性约束。
2014-09-29 hep-ph
Uncertainties in Direct Dark Matter Detection in Light of Gaia's Escape Velocity Measurements
直接探测实验对自旋无关的暗物质-核子相互作用的截面设定了越来越严格的限制。在获得这样的限制，实验主要假设标准晕模型（SHM）的分布暗物质在我们的银河系。定义SHM需要三个天体物理参数：本地暗物质逃逸速度、本地暗物质密度和太阳绕星系中心的圆周速度。本文研究了这三个天体物理参数的不确定性对XENON 1 T排除极限的影响，使用公开可用的DDCalc程序。我们比较使用广泛假设的逃逸速度从RAVE调查和新计算的逃逸速度Monari $et$ $al.$使用盖亚数据的限制。我们的研究发现，天体物理的不确定性主要是在暗物质质量低于6 GeV的逃逸速度（独立于最佳拟合值）的不确定性，并可能导致在4 GeV的排斥极限近6个数量级的变化。在6 GeV以上的WIMP质量，不确定性成为主导的本地暗物质密度，导致不确定性的因素$\sim$ 10（3）在6（15）GeV的WIMP质量的排斥限制。此外，这项工作发现，更新的最佳拟合值的逃逸速度的基础上盖亚数据导致只有非常微小的变化的影响天体物理学的不确定性的XENON 1 T排除限制。
2019-10-18 astro-ph.CO hep-ph
Learning Astrophysical Uncertainties in Dark Matter Direct Detection with Simulation-Based Inference
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院）
本研究通过神经比率估计方法处理暗物质直接探测中的天体物理不确定性，在XENONnT实验中实现隐式边缘化，并验证了其在错误设定下的稳健性及与预期灵敏度的定量一致性。
2026-10-12 hep-ex hep-ph
Velocity distributions and annual-modulation signatures of weakly-interacting massive particles
DAMA合作的NaI探测器的事件率的年度调制被用来推断星系晕中粒子暗物质的存在。导出了WIMP质量和WIMP-核子截面的界。这些分析假设当地的暗物质速度分布是各向同性或有一些整体旋转。在这里，我们考虑可能的结构的影响，在WIMP速度分布上的年度调制振幅。我们表明，如果我们允许一个局部各向异性的速度色散张量，直接检测实验的解释可能会显着改变。我们还表明，在径向密度分布的不确定性所产生的速度分布的不确定性是不太重要的，如果速度色散被假定为各向同性的。
2000-06-16 astro-ph hep-ph
WMAP7 and future CMB constraints on annihilating dark matter: implications for GeV-scale WIMPs
我们计算了当前和未来的宇宙微波背景（CMB）测量对质量低于电弱标度的湮灭暗物质（DM）的约束：m_{DM} = 5 - 100 GeV。特别是，我们把我们的注意力集中在这个质量范围的低端，作为DM粒子与质量m_{DM}~10 GeV最近已被声称是一致的CoGeNT和DAMA/LIBRA的结果，同时也提供了可行的DM候选人来解释费米和WMAP雾的测量。（目的）研究CMB谱与粒子物理DM模型、大尺度结构形成和宇宙学不确定性的模型依赖性。我们试图找到一个简单而实用的配方，估计当前和未来的CMB边界上的广泛的一类DM湮灭模型。（结果）在所研究的DM质量范围内，DM湮没的CMB信号与DM晕的大尺度结构形成、分布和轮廓等宇宙学不确定性的细节无关。所有的DM湮灭粒子物理模型都可以用一个参数来描述，即DM湮灭过程中中微子带走的能量比例。作为主要结果，我们提供了一个简单而通用的计算轻WIMP湮灭截面的CMB约束的拟合公式。我们表明，热遗迹DM在CoGeNT，DAMA青睐的质量范围是在一个严重的冲突与目前的CMB数据的湮灭通道与中微子很少，肯定会被普朗克任务测试的所有可能的DM湮灭通道。此外，我们的发现强烈反对这样一种说法，即能量为m_{DM}~10 GeV、能量为$~9 × 10 ^{-25} cm ^{3} s ^{-1}的热残余DM湮灭可能是费米和WMAP雾的原因。<sigma_av>
2011-09-29 astro-ph.CO hep-ph
New Sensitivity to Solar WIMP Annihilation using Low-Energy Neutrinos
太阳通过散射捕获的暗物质粒子可能会湮灭并产生中微子，然后逃逸。目前的研究是寻找在某些末态的快速衰变中产生的少数高能中微子。我们表明，在太阳介质中的相互作用导致大量的π介子几乎所有的最终状态。正的π介子和μ介子在静止时衰变，产生具有已知光谱的低能中微子，包括通过中微子混合产生的nuebar。我们证明了Super-Kamiokande可以提供一种新的自旋相关的WIMP-质子截面的探针。与其他方法相比，灵敏度是竞争性的，不确定性是互补性的。
2013-09-05 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Complementarity of WIMP Sensitivity with direct SUSY, Monojet and Dark Matter Searches in the MSSM
这封信提出了新的结果的综合灵敏度的大型强子对撞机和地下暗物质的搜索实验，以最轻的中性伴子作为WIMP候选人的最小超对称扩展的标准模型。我们发现，单喷流搜索显着扩大的灵敏度，中性伴子质量的情况下，标量夸克几乎简并与它的质量。包括最新的约束的LUX实验上的中性伴子-核子自旋无关散射截面进一步扩大这种灵敏度，突出了jets/ $\ell$ s+的显著互补性在大型强子对撞机和暗物质的MET和单喷流探索新的物理模型与暗物质候选人。我们的研究的定性结果仍然有效后，会计理论的不确定性。
2013-11-29 hep-ph
Uncertainties in tellurium-based dark matter searches stemming from nuclear structure uncertainties
该研究以二氧化碲为靶，量化核壳模型不确定性对Galilean EFT–WIMP耦合90%上限及年度调制预测的影响，发现其可与氙相比、部分超100%，但调制相位稳健。
2025-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Impact of shell model interactions on nuclear responses to WIMP elastic scattering
Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院）；ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics（暗物质粒子物理卓越研究中心）
本研究通过壳模型计算评估多种靶核的WIMP弹性散射核响应函数，发现除自旋无关通道外，响应显著依赖壳模型相互作用，需在暗物质直接探测分析中考虑核结构不确定性。
2023-11-27 hep-ph nucl-th
Dark matter capture by the Sun: revisiting velocity distribution uncertainties
在旨在探测WIMP暗物质（DM）的不同策略中，来自太阳的中微子信号将是一个确凿的证据。这种可能性依赖于太阳的DM捕获，由当地DM分布假设驱动：当地质量密度和速度分布。在这种情况下，我们重新审视那些天体物理学假设（也与直接探测有关）。我们特别关注DM速度分布考虑不同的可能性超出流行的麦克斯韦分布。也就是说，一些替代方案可以通过分析方法和通过观察螺旋星系的宇宙学模拟来考虑。大多数用于约束局部速度分布函数的拟合公式未能描述模拟中观察到的速度分布的峰值和高速尾部，后者通过将DM的局部逃逸速度添加到基准拟合模型中而得到改善。此外，我们测试的爱丁顿反演方法的预测，也说明了银河系动力学历史的重要性。我们估计由此产生的不确定性DM捕获率的太阳，并得出结论，不同的速度分布将影响DM的太阳捕获率的$15-20\%$。最重要的是，捕获率的固有方差的计算导致控制不佳的不确定性，特别是对于高WIMP质量（$>$ 30 GeV）引起关注的捕获方案。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
WIMPs at the Galactic Center
弱相互作用大质量粒子（WIMP）的简单模型预测暗物质湮灭成为成对的电弱规范玻色子、希格斯玻色子或陀螺，通过随后的级联衰变产生伽马射线谱。有趣的是，在费米数据中一直观察到来自银河系中心附近的过量伽马射线。费米合作组织最近的一项分析证实了这些早期的结果。考虑到系统的不确定性的建模的伽马射线背景，我们首次表明，这种过剩可以很好地适应这些最终状态。特别是，对于$(WW, ZZ, hh, tt)$的湮灭，质量在阈值和大约（165，190，280，310）GeV之间的暗物质给出了一个可接受的拟合。$b\bar{b}$的拟合范围也扩大到35 GeV $\lesssim m_χ\lesssim$ 165 GeV。这些都是比较以前的拟合，得出的结论是，只有轻得多的暗物质湮灭成$b$，$τ$，轻夸克的最终状态可以描述过剩。我们证明，简单的，动机良好的模型的WIMP暗物质，包括热遗迹中性伴子的MSSM，希格斯门模型，以及其他简化的模型可以解释过剩。
2014-11-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Extending the DAMA annual-modulation region by inclusion of the uncertainties in the astrophysical velocities
原来的年度调制区域，挑选出的DAMA/NaI实验直接检测的WIMP，考虑到在银河系天体物理速度的不确定性扩展。也被认为是由于一个可能的整体旋转的暗物质晕的效果。我们发现，在1-sigma C. L下，WIMP的质量范围为30 GeV < m_x < 130 GeV.当考虑到暗物质晕的可能的体旋转时，在上限中进一步扩展。我们表明，当在标准模型的最小超对称扩展框架中解释时，DAMA结果与作为冷暗物质主要成分的残余中性伴子是一致的（平均而言，在我们的宇宙和我们的星系晕中）。最后讨论了在当代加速器上发现相关超对称组态的可能性。
1999-03-26 astro-ph hep-ph
A Preferred Mass Range for Primordial Black Hole Formation and Black Holes as Dark Matter Revisited
Bird，et.等人和Sasaki等人。最近提出了一种有趣的可能性，即LIGO探测到的黑洞可能是宇宙学暗物质的全部或部分。这提供了一种替代WIMP和轴子的方法，其中暗物质可以仅由标准模型粒子组成。质量范围位于观测可行的窗口内，预测的合并率可以通过未来的LIGO观测进行测试。在本文中，我们认为，非热历史有利于生产黑洞附近的质量范围-较重的不太可能形成在早期宇宙和较轻的黑洞被稀释通过后期的熵生产。我们讨论了这种预测如何依赖于原始功率谱，黑洞形成的可能性，以及相关的模型参数。我们发现预测的首选质量范围是相当强大的假设蓝色光谱指数小于2。我们考虑由此产生的黑洞遗迹密度，并利用最近的观测限制，建立他们是否可以解释所有的暗物质今天。
2017-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lepton fluxes from atmospheric charm revisited
我们更新的预言轻子通量的强子产生的魅力夸克的散射的初级宇宙射线与地球的大气。粲偶强子产生的计算应用了微扰QCD通过次-次-主导阶和现代部分子分布的最新结果，以及对各种不确定性来源的估计。我们的轻子通量的预测结果是兼容的，在不确定带内，与最近的结果在文献中。然而，考虑到在以前的工作中忽略的贡献，我们的总的不确定性要大得多。这些预测对于解释像冰立方这样的中微子实验的结果至关重要，当从大气背景中解开天体物理起源的中微子信号时。
2015-07-06 hep-ph
Reconstructing WIMP properties through an interplay of signal measurements in direct detection, Fermi-LAT, and CTA searches for dark matter
我们研究了重建质量，散射，和湮灭截面的暗物质在新一代的大型地下探测器，氙-1 T，SuperCDMS和DarkSide-G2，结合扩散伽马辐射从费米-LAT观测46个本地螺旋矮星系和预计CTA的信号从银河系中心的灵敏度预计15年的数据的能力。为此，我们考虑了几个基准点跨越范围广泛的WIMP质量，不同的湮灭最终状态，和足够大的事件率，以保证在一个或多个实验中检测。如前所述，在100 GeV以下，原则上只有直接探测实验才能很好地重建WIMP质量。在还检测到费米-LAT处的信号的情况下，这可以额外地帮助限制σv和允许的衰变分支率。在大约100 GeV和几百GeV之间的中间范围内，直接和间接检测实验可以互补地使用，以改善各自的确定性，这在单个实验中充其量是相当差的，因此使得在这个质量范围内的WIMP重建非常具有挑战性。在大的WIMP质量，~1 TeV，CTA将有能力重建质量，湮灭截面，并允许衰变分支率非常好的精度为$τ^+τ^-$或纯轻子的最终状态，良好的$W^+W^-$的情况下，而$b\bar{b}$较差。通过减少系统不确定性、增加暴露量或通过在费米-LAT处进行额外的测量（这将有助于重建湮灭截面和允许的分支分数到不同的最终状态），可以潜在地实现实质性的改进。
2016-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Impact of reactor antineutrinos on the neutrino floor in low-mass WIMP-like dark matter searches
National Institute of Science Education and Research, an OCC of Homi Bhabha National Institute（印度科学教育与研究国家研究所，霍米·巴巴国家研究所的附属机构）
研究评估了反应中微子对低质量WIMP暗物质搜索中微子底板的影响，发现近距反应堆可显著降低探测灵敏度。
2025-11-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Non-perturbative QCD effects in $η_c$ and $η_b$ decays into baryons and WIMP scattering off nuclei
在这项工作中，我们估计的螺旋抑制$η_b$共振到重子对的衰变率由于瞬子诱导的影响，通过重新调整相应的部分宽度的实验测量的分支比的$η_c(1S) \to p\bar{p}$和$η_c(1S) \to Λ\bar(Λ)$衰变模式。因此，我们指出，$η_b(1S) \to p\bar{p}$和$η_b(1S) \to Λ\bar(Λ)$通道可以在超级B工厂和LHC实验中检测到。此外，我们研究了相关的瞬子诱导的影响WIMP散射核的结论，虽然有很大的不确定性，他们可能会提高自旋相关的横截面的轻赝标量希格斯玻色子介质，从而诱导依赖于动量转移到recoling核。
2012-12-05 astro-ph.HE hep-ph
Can WIMPs Survive the Legacy of a Magnetised Early Universe?
King’s College London（伦敦国王学院）；SISSA - International School for Advanced Studies（国际高等研究院）；INFN – National Institute for Nuclear Physics（意大利国家核物理研究所）
研究显示，原始磁场可显著限制WIMP湮灭信号，尤其在电弱和QCD相变情景中，限制热relic的质量范围。
2025-11-24 hep-ph
Electron-interacting dark matter: Implications from DAMA/LIBRA-phase2 and prospects for liquid xenon detectors and NaI detectors
我们研究了在闪烁实验中直接探测低质量（GeV尺度）WIMP暗物质的可能性。这样的WIMP通常太轻而不能留下明显的核反冲，但可以通过它们散射原子电子来检测。特别是，DAMA协作[R。Bernabei等人，核物理Energy 19，307（2018）]最近提出了强有力的证据，证明在低至1 keV的能量下观察到的闪烁率每年都会发生调制。尽管在低能量的计算事件率的强烈增强，我们发现，在电子相互作用的WIMP的解释不能与现有的限制是一致的。我们还证明了正确处理原子波函数的重要性，并显示由此产生的事件率是非常敏感的低能量性能的探测器，这意味着它是至关重要的，探测器的不确定性被考虑在内。最后，我们证明，潜在的闪烁事件率可以远远大于否则可能是预期的，这意味着竞争性的搜索可以进行GeV规模的WIMP使用传统的提示S1闪烁信号。考虑到最近和即将推出的超大型液体氙探测器，这一点很重要。
2019-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Impact of shell model interactions on WIMP-nucleus scattering observables for silicon and germanium targets
Australian National University（澳大利亚国立大学）；University of Toronto（多伦多大学）
本研究采用类SuperCDMS实验参数，探究核壳模型相互作用对硅、锗靶暗物质核响应的影响，发现壳模型相互作用选择带来的核形状因子不确定性，会在特定核响应的散射率与排除限中大致保留，为暗物质直接探测实验的核建模不确定性评估提供参考。
2025-10-29 hep-ph nucl-th
Recent Developments in Supersymmetric Dark Matter
本文对超对称暗物质理论分析的一些最新进展作了简要的评述。这包括wimp速度和密度的不确定性的影响，以及质子夸克密度的不确定性的影响。还分析了高吉诺扇区的非普适性的影响及其对确定冷暗物质性质的影响，即，如果中性伴子是类比诺，类希格西诺，或类维诺。本文讨论了中性伴子质子的最大和最小弹性截面，并对中性伴子在地核和太阳核中的俘获和湮灭所引起的直接和间接探测作了比较。其他一些最近的事态发展进行了总结。
2000-11-25 hep-ph
Closing the window on WIMP Dark Matter
我们研究的情况下，暗物质是一个弱相互作用粒子（WIMP）嵌入在电弱多重态。特别是，我们考虑真正的SU（2）表示零超荷，自动避免直接检测约束的树级Z-交换。我们首次计算了标量和费米子WIMP的所有可计算的热质量，包括索末菲增强和束缚态的形成在领先的规范玻色子交换和发射。几百TeV的WIMP质量被证明是兼容的湮灭截面的s波么正性，和微扰性。我们还提供了所有多重态质量的理论不确定性，这对于大SU（2）多重态是重要的。然后，我们概述了在未来的实验中探索这些场景的策略。电弱3-plets和5-plets的质量高达约16 TeV，可以在高能μ子对撞机上有效地探测。我们研究各种实验签名，如单和双规范玻色子发射丢失的能量，和消失的轨道，并确定探测热暗物质质量所需的对撞机能量和光度。更大的多重态是任何现实的未来对撞机都无法达到的，但可以在未来的伽马射线望远镜中进行测试，并可能在大曝光液体氙实验中进行测试。
2022-01-18 hep-ph
MSSM Higgs Decays to Bottom Quark Pairs revisited
本文在标准模型的最小超对称扩展下，对中性希格斯玻色子衰变为底夸克对的过程进行了更新。特别地，由于软超对称破缺参数A_b和μ的潜在的大的高阶修正的重新确认被扩展。定量地分析了由于未知高阶超对称量子色动力学修正所引起的剩余理论不确定性。
2003-10-02 hep-ph
Exclusion limits from data of directional Dark Matter detectors
定向探测是发现星系暗物质的一种很有前途的搜索策略。利用太阳系通过暗物质晕围绕银河系中心的旋转，它允许显示WIMP事件的方向依赖性。尽管定向搜索的目标是识别WIMP阳性检测，但对于具有相当大的背景污染的非常低的暴露，仍然需要排除限制，例如原型实验获得的限制。定向探测器的数据由反冲核的能量和三维径迹组成。然而，为了设置鲁棒的排除限制，我们专注于事件分布的角度部分，认为WIMP分布的能量部分是无特征的，甚至可能被背景模拟。然后，由于背景和WIMP事件的角分布是已知的，贝叶斯方法来设置排除限制是可能的。本文提出了一种基于扩展似然的统计方法，与现有的方法相比，是最佳的。最后，全面研究了探测器配置对排斥限的影响。它包括有或没有感觉识别的影响，有限的角分辨率，考虑到能量阈值以及一些天体物理的不确定性。
2010-09-06 astro-ph.CO hep-ph
Subthreshold parameters of $ππ$ scattering revisited
Institute of Particle and Nuclear Physics, Charles University（查尔斯大学粒子与核物理研究所）
本文通过结合实验数据与格点QCD计算，利用Roy方程和蒙特卡洛方法重新计算ππ散射的子阈值参数，并探讨了散射长度间理论相关性的影响。
2026-02-25 hep-ex hep-lat hep-ph
Phenomenological Introduction to Direct Dark Matter Detection
我们星系晕中的暗物质可能是由与普通物质（WIMP）相互作用较弱的基本粒子构成的。尽管这些暗物质粒子在实验室探测器中散射离开原子核的计数率很低，但这种直接的WIMP搜索是可能的，目前正在实验中进行。这里介绍了进入计数率预测的理论成分，以及对主要理论不确定性的简短讨论。
1996-05-13 hep-ph
Antideuteron fluxes from dark matter annihilation in diffusion models
反氘核是暗物质间接探测最有希望的银河宇宙线相关目标之一。目前，通量只有上限，但新实验的发展，如GAPS和AMS-02，为不久的将来的积极测量提供了令人兴奋的前景。在本文中，我们提出了一个新的和更新的计算的次级和初级反氘核通量。我们采用一个两区扩散模型，成功地再现宇宙射线核数据和观测到的反质子通量。我们回顾了核和天体物理的不确定性，并提供了一个最新的二次（即背景）反氘通量。的主要（即信号）的贡献计算通用WIMP湮灭的星系晕：我们明确考虑和量化的各种来源的不确定性的理论评估。传播的不确定性，如反质子的情况，是相当大的。尽管如此，反氘核提供了一个令人兴奋的目标，间接暗物质检测低和中等质量的WIMP暗物质。然后，我们展示了在各种超对称模型中的中性伴子暗物质的未来实验的能力。
2008-03-18 astro-ph hep-ex hep-ph
Pi pi scattering lengths at O(p^6) revisited
本文完成了前人对π π散射中部分O（p^6）低能常数的估算工作。在以前的计算中遗漏了一些共振贡献，并且我们的结果出现了轻微的差异。在这里，我们提供了所有贡献O（p^6）耦合的完整结果。我们还进行了重新分析的强子输入用于估计（共振质量，宽度.）。同时检验了它们的可靠性以及输入不确定度对手征耦合和散射长度a^I_J的影响。我们的结果与前人的结果一致，但误差稍大。然而，在将它们与其他不确定性组合之后，对a^I_J的最终值的影响可以忽略。基于这种一致性，我们得出结论，先前的散射长度测定似乎是相当可靠和可靠的，cO（p^6）低能常数完全在控制之下。尽管如此，目前工作中发现的不确定性指出了进一步改进的局限性，除非适当提高O（p^6）耦合的精度。
2009-05-19 hep-lat hep-ph
Implication of neutrino backgrounds on the reach of next generation dark matter direct detection experiments
随着直接暗物质实验规模的不断增加，它们将变得对来自天体物理源的中微子敏感。对于没有方向灵敏度的实验，来自多个来源的相干中微子散射（CNS）是一个重要的背景知识，因为它几乎可以完美地模拟真实的WIMP信号。在这里，我们将详细探讨中微子背景的影响，在整个质量范围内的500 MeV至10 TeV的WIMP的发现潜力。我们发现，考虑到中微子背景的理论和测量不确定性，直接探测实验对自旋无关截面分别低于10^{-45} cm ^2和10^{-49} cm ^2的轻（~10 GeV）和重（~100 GeV）WIMP失去了灵敏度。
2014-01-19 astro-ph.GA hep-ph
Antiprotons from dark matter annihilation in the Galaxy: astrophysical uncertainties
最近几年，WIMP暗物质（DM）的研究取得了稳步进展，直接和间接的探测实验都暗示了可能的信号。反质子可以发挥关键作用，验证这些解释，因为它们是丰富的产生的WIMP湮灭在星系晕，和次级反质子背景产生的宇宙射线（CR）相互作用的预测与公平的准确性和匹配的观测光谱非常好。使用公开可用的数字DRAGON代码，我们重新考虑反质子作为一种工具，以限制DM模型讨论其权力和局限性。我们提供了更新的约束条件，广泛的一类湮灭DM模型比较我们的预测对最新的AP测量，也考虑到最新的光谱信息的p，他和其他CR核通量。这样做，我们仔细探测的不确定性与次级和DM起源的反质子，通过使用各种截然不同的假设传播的CR和DM分布在银河系。我们发现，天体物理学的不确定性对DM属性的约束的影响可以更强，高达~50倍，比DM分布（~2-6）的不确定性。值得注意的是，即使减少由局部观测量导出的传播参数的不确定性，非局部效应仍然可以改变DM模型约束，甚至50%。然而，目前的ap数据对DM模型有严格的限制，不包括一些与间接和直接搜索有关的建议。最后，我们讨论了即将到来的CR光谱数据的AMS-02天文台的功率，以大大减少本文讨论的不确定性，并估计该仪器的预期灵敏度，一些套DM模型。
2012-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Mass, Coupling Unification, Verifiable Proton Decay, Vacuum Stability and WIMP Dark Matter in SU(5)
具有Higgs表象${24}_H$和$5_H$以及${\bar 5}_F\oplus {10}_F$中的标准费米子的非超对称最小SU（5），因其不能统一规范耦合和不能预测中微子质量而闻名。与标准模型一样，它也受到Higgs标量势不稳定性的影响。我们注意到，通过${75}_H$和${15}_H$扩展Higgs扇区不仅导致了流行的II型跷跷板中微子质量与三重态质量$M_Δ > 2\times 10^9$ GeV的下限，而且还实现了规范耦合的精确统一，而没有非标准的轻Higgs标量或费米子在TeV尺度附近的扩散。与最近的LUX-2016下限一致，该模型很容易容纳TeV尺度附近的单重标量WIMP暗物质，即使在包含重三重态阈值效应后，也解决了真空稳定性问题。我们估计质子寿命的预测$p\to e^+π^0$包括由于输入参数和阈值效应由于超重希格斯标量和超重$X^{\pm 4/3},Y^{\pm 1/3}$规范玻色子的不确定性。注意到预测的寿命在超级神冈和超神冈实验中是可验证的。
2018-07-02 hep-ph
$χ$aro$ν$: a tool for neutrino flux generation from WIMPs
对微粒暗物质特征的间接搜索已经使用了所有的宇宙信使：伽马射线、宇宙射线和中微子。从中微子中寻找暗物质具有特别重要的意义，因为它们是唯一能够从致密环境中（如太阳或地球的核心，或从可观测宇宙的边缘）的暗物质过程到达探测器的信使。在这项工作中，我们介绍了$χ$ aro $ν$，一个软件包，在其希腊神话同名$χ\acuteαρων$的精神，桥梁的黑暗部门和标准模型预测中微子通量从不同的天体暗物质凝聚。生产点的通量由$χ$ aro $ν$内部计算或从用户提供的表格中获取。然后，$χ$ aro $ν$通过真空或稠密介质传播该通量，并在观测者的位置返回预期的中微子产额。在开发$χ$和$ν$的过程中，我们重新审视和更新了稠密介质中中微子的产生，更新了高能中微子的传播，并研究了中微子输运中不确定性的来源。这个软件包是耦合到一个新的计算，包括电弱校正导致最新的和完整的存储库的中微子通量从暗物质衰变和湮灭的能量范围为1 GeV至10 PeV来自地球，太阳和星系晕。
2020-08-16 astro-ph.HE hep-ph
