Taming astrophysical bias in direct dark matter searches
我们探索系统的偏见，在未来的直接检测实验中的暗物质的识别和比较重建的暗物质属性时，假设一个自洽的暗物质分布函数和标准麦克斯韦速度分布。我们发现，系统偏差的暗物质的质量和截面的测定所产生的错误的假设，其分布函数的顺序为~1σ。如果对银河系质量模型做出错误的假设，就会产生更大的系统偏差。然而，在这两种情况下，偏差大大减轻边缘化的银河系模型参数。我们还表明，速度分布可以重建在一个无偏的方式为典型的暗物质参数。我们的研究结果突出了使用标准麦克斯韦速度分布的暗物质质量和横截面确定的鲁棒性，以及以统计一致的方式考虑天体物理不确定性的重要性。
2013-02-26 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Dark Matter: Motivation, Candidates and Searches
宇宙中大部分引力物质的物理性质是完全神秘的。这暗物质存在的天体物理学证据和天体物理学限制其属性将进行审查。将介绍最受欢迎的暗物质候选者，并讨论当前和未来直接和间接寻找它们的尝试。
1997-12-29 hep-ph
Indirect searches of dark matter
如果暗物质衰变或湮灭为电子和正电子，它会影响辐射和宇宙射线背景。我们回顾了一个新的，更一般的分析衰减暗物质模型的约束，通过引入响应函数的基础上，目前的无线电，伽马射线和正电子观测。通过要求响应函数与小于衰变寿命（10^{26}s）和质量（100 GeV）的乘积的电子和正电子的实际衰变谱的卷积，可以简单地获得约束。响应函数只依赖于传播模型等天体物理输入，而不依赖于微观衰变情景。此外，全天空无线电发射的各向异性分析，以确定河外暗物质湮灭。本文讨论了从暗物质湮灭到正负电子对的宇宙学同步辐射的角功率谱，并将它们与天体物理背景和银河系前景进行了比较。我们发现，在GHz左右的频率和在200 <l <3000的范围内的无线电通量的角功率谱打开了一个最佳的窗口，从共同的天体物理背景解开的暗物质信号。
2011-09-12 astro-ph.CO hep-ph
A method for comparing non-nested models with application to astrophysical searches for new physics
对未知物理的解释和在相互竞争的天体物理模型之间解释数据的决定都依赖于统计假设检验。寻找新物理现象的常用方法是基于统计似然比检验（LRT）及其渐近性质。在通常情况下，当比较的两个模型都不是另一个模型的特例时，即，当假设为非嵌套时，该检验不适用。在天体物理学中，当要比较两个位于不同参数空间的模型时，就会出现这个问题。一个重要的例子是最近报道的天体物理$γ$射线的过量发射，以及它的起源是已知的天体物理还是暗物质的问题。我们开发和研究一种新的，简单的，普遍适用的，频率论的方法，并验证其统计特性，使用一套模拟研究。我们将它放在费米-LAT $γ$射线卫星的真实模拟数据上，其中非嵌套假设检验出现在粒子暗物质的搜索中。
2016-02-19 astro-ph.HE hep-ex 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
Astrophysical and Cosmological Searches for Lorentz Invariance Violation
本文综述利用光子、中微子、引力波及宇宙学探针检验洛伦兹不变性破缺的方法、结果与矛盾限制。
2023-12-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Robust Method for Treating Astrophysical Mismodeling in Dark Matter Annihilation Searches of Dwarf Spheroidal Galaxies
费米-LAT观测通过对矮球状星系（dSphs）的联合似然分析强烈地约束了暗物质湮灭。这些约束预计是强大的，因为dSphs具有可测量的暗物质含量，并产生可忽略不计的天体物理发射。然而，每个dSph都是暗淡的，预测的通量通常低于背景模型的精度。我们发现，这显着降低了以前的联合似然算法的可靠性，并开发了一种改进的分析，直接占背景建模误差的影响。该方法在真实和模拟数据中产生更鲁棒的暗物质限制和检测。我们计算改进的限制的暗物质湮灭截面，从以前的分析，这几乎是一个因素的差异-尽管检查相同的数据。
2019-05-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
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
Very Heavy and Composite Dark Matter: Theory and Experimental Searches
Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大高能粒子物理研究所）；Queen’s University（女王大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（基础物理前沿研究所）
本文探讨了远重于弱标度的暗物质的理论和实验研究，包括复合和耗散机制及多散射检测方法。
2026-02-27 hep-ph
Solar WIMPs Unraveled: Experiments, astrophysical uncertainties, and interactive Tools
在太阳中捕获的自湮灭暗物质中没有中微子通量，这严格限制了一些主要粒子暗物质的情况。需要考虑天体物理学不确定性对太阳中暗物质捕获过程的影响，因此也需要考虑中微子望远镜的限制。在这篇综述中，我们探讨了太阳WIMP搜索的相关不确定性，总结了领先的实验结果，并对即将到来的搜索和未来的实验进行了展望。我们已经创建了一个交互式绘图工具，允许用户查看当前的限制和不断变化的天体物理条件下的主要实验的预计灵敏度。
2015-09-28 astro-ph.HE hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier: Synergies between dark matter searches and multiwavelength/multimessenger astrophysics
本白皮书重点介绍在暗物质搜索中遇到的天体物理系统学。通常在间接和直接的暗物质搜寻中，天体物理系统学是对暗物质敏感性的主要限制因素。正如暗物质搜索有多种形式一样，背景也有多种形式。我们试图涵盖在暗物质搜索中产生的主要系统学，使用光子-无线电和伽马射线-宇宙射线，中微子和引力波。例子包括宇宙信使的天体物理来源及其相互作用，可以模仿暗物质的签名。反过来，这又取决于在理解宇宙环境-气体分布、磁场配置-以及相关的核天体物理学方面的相应研究。我们也涵盖了天体物理学的管理天体和星系用于探测暗物质，从黑洞到矮星系。最后，我们涵盖了天体物理学的背景探测的暗物质的分布和运动学，影响了广泛的暗物质的研究。在未来，多信使天文学的兴起，以及将其用于暗物质的新分析方法，将提供各种战略方法来继续增强我们对天体物理背景的理解，以提高对暗物质的敏感性。
2022-03-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
The Need for Purely Laboratory-Based Axion-Like Particle Searches
PVLAS信号导致了许多寻找与光子耦合的光玻色子的实验的提议。然而，如果应用天体物理学的界限，这些近期搜索探测的耦合强度远离允许的区域。但是，恒星中产生轴子状粒子的环境条件与实验室中存在的环境条件非常不同。我们考虑的情况下，耦合和轴子状粒子的质量取决于环境条件，如温度和物质密度。这可以将天体物理学的界限放宽几个数量级，刚好足以允许PVLAS信号。这为在不久的将来的实验中进行检测创造了令人兴奋的可能性。
2006-10-17 hep-ph
Impact of cosmic-ray physics on dark matter indirect searches
对弥漫在宇宙中的难以捉摸的暗物质（DM）的探索（以及在天文尺度上对超越标准模型的物理学特征的探索）为高能天体物理学界提供了一个独特的机会和严峻的挑战。特别是，所谓的DM间接搜索-主要集中在一类理论上动机良好的DM候选者，如弱相互作用的大质量粒子-受到宇宙辐射的复杂天体物理背景的影响。对这一背景的理解和建模需要深入理解一个复杂的经典等离子体物理问题，即在特殊的天体物理环境中加速的高能带电粒子与银河系星际介质中的磁流体动力学湍流之间的相互作用。在这篇评论中，我们强调了几个方面，这令人兴奋的相互作用之间的最新索赔DM湮灭/衰变签名从天空和银河宇宙射线研究领域。我们的目的是进一步激发关于可行的天体物理学解释的辩论，讨论可能的方向，这将有助于打破简并模式在解释当前的数据。我们最终的目标是强调如何深入了解CR运输的物理，因此需要解决DM间接搜索程序在目前和未来几年。
2018-02-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Are neutrinos Majorana? Fixed-target and high-energy astrophysical searches decide
Universitat de València-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大高能天体粒子物理研究所）
提出通过重中性轻子（HNL）在高能下改变活性中微子味混合比例来区分马约拉纳与狄拉克中微子，SHiP实验和下一代中微子望远镜可联合验证。
2026-11-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Spectral cutoffs in indirect dark matter searches
在宇宙射线光谱中间接寻找暗物质湮灭或衰变产物的方法，一直受到如何从无所不在的天体物理背景中分离出暗物质信号的困扰。暗物质的一个实际上没有背景的确凿证据是在伽马射线能谱中观察到一个尖锐的截止或明显的凸起。这些特征通常在许多暗物质模型中由内部韧致辐射产生，它们可以用与传统上寻找的伽马射线线类似的方式来处理。在这里，我们讨论了用现在和未来的大气切伦科夫望远镜看到这些特征的前景。
2011-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Dedicated Indirect Searches for Dark Matter Using Antideuterons
本白皮书描述了使用反氘子进行间接暗物质搜索的基本思想。由于低的天体物理背景，由暗物质湮灭/衰变产生的低能量反氘核提供了一个有吸引力的暗物质特征。目前和未来的实验有很强的潜力，以检测反氘从暗物质。它们不仅相互补充，而且与其他暗物质搜索也是互补的。
2013-05-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
New Light on Dark Matter from the LHC
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，在对超对称软破缺标准模型的最小超对称扩张的优选区域进行频率论分析的基础上，（CMSSM）和一个对希格斯质量有相等但非普遍的超光速破坏贡献的模型（NUHM 1）。大型强子对撞机的搜索在不久的将来可能有很好的机会观察到超对称性--因此可能直接搜索天体物理学上的暗物质粒子。
2010-10-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Universe's Worth of Electrons to Probe Long-Range Interactions of High-Energy Astrophysical Neutrinos
天体物理学对新的长程相互作用的研究补充了对撞机对新的短程相互作用的研究。中微子味振荡对中微子和电子之间长程味相互作用的存在非常敏感，而这种相互作用是由标准模型的轻子数对称性激发的。这是第一次，我们探测它们使用TeV-PeV天体物理中微子和占所有大型电子库在本地和遥远的宇宙。高能量和巨大数量的电子赋予我们对新相互作用的前所未有的敏感性，即使它非常微弱。基于冰立方结果的味道组成的天体物理中微子，我们设定的最终界限上的远程中微子味的相互作用。
2019-02-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Axions - Motivation, limits and searches
强CP问题的轴子解为物理学提供了许多可能的窗口，超越了标准模型，特别是以寻找太阳轴子和银河系轴子暗物质的形式，但在更广泛的背景下，也激发了在纯实验室实验中寻找类轴子粒子。我们简要地回顾了轴子的动机，天体物理学的限制，他们可能的宇宙学作用，以及目前对轴子和轴子类粒子的研究。
2006-11-09 hep-ph
Searches for Anisotropic Lorentz-Invariance Violation in the Photon Sector
洛伦兹不变性是爱因斯坦狭义相对论的基本对称性，它已经被许多经典和现代实验所证实。然而，许多统一粒子物理学标准模型和广义相对论的理论都预言在普朗克尺度下洛伦兹不变性会被破坏。虽然目前的实验无法达到这个能量范围，但在较低的能量下可能会出现与洛伦兹对称性的微小偏差。天体物理学实验非常适合于寻找这些偏差，因为它们的影响随着光子的长距离传播而积累。在本文中，我们描述了我们用来限制光子色散和真空双折射的天体物理方法。
2016-08-11 astro-ph.HE hep-ph
Robustness of dark matter constraints and interplay with collider searches for New Physics
我们研究了暗物质搜索的影响，与碰撞机的限制，现象MSSM与中性伴暗物质和专注于相关的不确定性的后果在一些细节。我们认为，除其他外，从AMS-02，费米-LAT和XENON 1 T的最新结果。特别是，我们研究的影响的选择的暗物质晕配置文件，以及宇宙射线的传播模型，暗物质间接检测，并显示MSSM上的约束不同的一到两个数量级取决于天体物理学的假设。另一方面，我们对地球附近的局部遗迹密度和地球在暗物质晕中的速度的有限了解导致了通过直接探测实验获得的排除极限中的因子3。我们确定了导致最保守和最严格的约束的天体物理模型，并针对每种情况研究了与最新LHC测量的互补性，以及希格斯粒子、超对称性和单喷流搜索的限制。我们表明，结合所有的数据从暗物质搜索和对撞机，我们的超对称样本的很大一部分可以探测。而直接检测的约束条件下的天体物理学假设是相当强大的，间接检测相关的不确定性可以有一个重要的影响，排除点的数量。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Chasing a consistent picture for dark matter direct searches
在本文中，我们评估的现状暗物质直接搜索的贝叶斯统计。考虑了自旋无关的暗物质与原子核相互作用的三种粒子物理模型：弹性散射、非弹性散射和同位旋破坏散射。我们将简要介绍这三种模型的最新技术水平，边缘化实验系统学和天体物理学的不确定性。无论是什么情况，XENON100似乎挑战了DAMA，CoGeNT和CRESST的检测区域。本研究的第一个目的是严格量化XENON100数据和组合检测集（DAMA，CoGeNT和CRESST）之间不一致的显著性，基于贝叶斯证据进行两次统计检验。我们发现，XENON100和组合集是不一致的，至少在2西格玛水平在所有的情况下，但非弹性散射，其中的分歧下降到1西格玛水平。其次，我们只考虑组合集，并使用贝叶斯模型比较来寻找最好的粒子物理模型。弹性散射和同位旋破坏散射之间的结果是不确定的，几率为2：1，而非弹性散射由于CoGeNT数据而不利，几率为1：32。在合理的先验假设下，我们的结果是稳健的。我们的结论是，简单的弹性散射仍然是最好的模型来解释检测区域，因为数据不支持额外的自由参数。因此，目前的直接搜索无法约束暗物质的粒子物理相互作用。一致性测试的结果意味着，要么需要更好地理解天体物理和实验的不确定性，要么暗物质理论模型与数据不一致。
2012-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Annihilation and Decay Searches with the High Altitude Water Cherenkov (HAWC) Observatory
为了观察暗物质的湮灭和衰变，需要考虑几种潜在的源。一些来源，如矮星系，预计有非常低的天体物理背景，但相当小的暗物质密度。其他来源，如银河系中心，预计有更大的暗物质密度，但也有更复杂的背景，从其他天体物理来源。为了寻找暗物质的特征，HAWC探测器的大视场，一次覆盖2 sr，特别是能够从暗物质湮灭和衰变的来源进行搜索，这些来源在天空中延伸了几度。HAWC的灵敏度超过2/3的天空，有能力探测大部分的天空的TeV质量的暗物质的信号。特别是，HAWC应该是对来自质量大于10-100 TeV的暗物质的信号最敏感的实验。我们提出了HAWC的灵敏度湮灭和衰减暗物质信号的几个可能的来源，这些信号。
2015-08-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Status and Perspectives on Axion Searches
本文概述了轴子及类轴子粒子实验探测的现状、进展、在研项目与未来方向，涉及空腔晕镜等多种探测方式，对相关物理研究有参考价值。
2024-12-11 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Production of cosmic-ray antinuclei in the Galaxy and background for dark matter searches
宇宙射线中的反物质核是间接寻找暗物质的一个很有前途的发现途径。介绍了CR反氘（$\overline{d}$）和反氦（$\overline{He}$）的天体物理背景计算.这些粒子是由CR质子和原子核与星际介质的气体原子核的高能碰撞产生的。在我们的计算中，我们还考虑了超新星遗迹壳层中反核的产生和激波加速。使用AMS对硼/碳（B/C）和反质子/质子（$\bar{p}/p$）比的新测量来约束$\overline{d}$和$\overline{He}$粒子的总通量。这两个比率导致不同的反粒子通量在高能量制度$E\gtrsim$ 10 GeV/n，特别是，$\bar{p}/p$驱动的计算导致一个显着更大的反粒子通量相比，从传统的B/C驱动的约束的预测。另一方面，这两种方法提供了一致的结果，在sub-GeV/n的能量窗口，这是暗物质诱导的信号可能会超过天体物理背景。在这个区域，总的反核通量，从相互作用的星际气体和内部信噪比，是紧密结合的数据。SNRs中反粒子的冲击加速对暗物质搜索的天体物理背景影响很小。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Sharp Gamma-ray Spectral Features from Scalar Dark Matter Annihilations
在伽玛射线光谱中寻找清晰的特征是一种很有前途的方法，可以用来识别天体物理背景下的暗物质湮灭信号。在本文中，我们研究的产生的伽马射线线和内部韧致辐射信号的玩具模型中，暗物质粒子是一个真正的标量耦合到轻子和奇异费米子通过汤川耦合。我们表明，费米-LAT和H.E.S.S.对线状光谱特征的搜索严重地限制了热产生标量暗物质的参数空间的区域。最后，我们还讨论了互补性的搜索尖锐的光谱特征与其他间接的暗物质搜索，以及与直接和对撞机搜索。
2014-05-27 astro-ph.CO 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
Dark Matter Candidates and Searches
本文从理论提案和全球搜寻计划（含实验室与天体物理观测）两个视角综述暗物质研究的现状，基于2020年加拿大天体粒子社区规划绿皮书并更新最新进展。
2025-06-30 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
Making sense of the local Galactic escape speed estimates in direct dark matter searches
在$\lesssim$ 10 GeV质量范围内直接探测（DD）暗物质（DM）候选者对它们速度分布的尾部非常敏感。重要的量是在观测者静止坐标系中的最大WIMP速度，也就是本地银河逃逸速度$v_{\rm esc}$和太阳圆周速度$v_c$的平均值。虽然后者一直受到持续关注，但前者更难以约束。RAVE协作刚刚发布了对$v_{\rm esc}$的新估计（Piffl { \em et al.}，2014 - P14）取代了前一个（Smith { \em et al.}，2007年），这是感兴趣的角度，减少天体物理的不确定性在DD。然而，这些新的估计不能盲目地使用，因为它们依赖于暗晕模型中的假设，这些假设引起逃逸速度和其他局部天体物理参数之间的紧密相关性。我们做了一个自洽的研究，假设各向同性DM的速度分布，麦克斯韦和遍历的影响的RAVE结果DD。以LUX、CRESST-Ⅱ和SuperCDMS目前获得的实验灵敏度为参考，我们表明：（i）与P14最佳拟合点相关的排除曲线相对于标准极限可能受到更大的约束，最大可达$\sim 40$ %，因为潜在的天体物理相关性诱导了更大的局部DM密度;（ii）在低WIMP质量区推断的相应相对不确定性可能是中等的，在10 GeV以下下降到10-15%。最后，我们讨论了这些结果与其他独立的天体物理约束的一致性水平。该分析是对基于旋转曲线的其他分析的补充。
2015-01-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmological and astrophysical signatures of dark matter annihilations into pseudo-Goldstone bosons
我们研究了一个模型，其中暗物质粒子是一个手征费米子场下的全球$U(1)$对称性，假设是自发破缺，导致伪戈德斯通玻色子（PGB）。我们认为，暗物质湮灭成PGB决定了暗物质遗迹丰度。此外，我们还注意到，对PGB的实验搜索允许非常长寿命的PGB，其寿命比宇宙的年龄长得多，或者相对短寿命的PGB，其寿命短于一分钟。因此，出现了两种不同的情况，产生了非常不同的签名。在长寿命PGB的情况下，PGB可能对宇宙的辐射能量密度有很大的贡献。另一方面，在短寿命的PGB的情况下，由于衰变长度短于1秒差距，s波湮灭成PGB和$CP$甚至暗标量在银河系中心可能会导致在伽马射线能谱中的一个强烈的盒子功能，提供PGB衰变分支比成两个光子是相当大的。我们还分析了这两个方案的限制，从热生产，希格斯粒子的不可见衰变宽度和直接暗物质搜索。
2014-02-19 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Axion-Photon Conversion in 3D Media and Astrophysical Plasmas
本文推导了磁化等离子体中轴子-光子转换的输运方程，完整描述三维介质中光子产生与传播，无发散且包含折射，为轴子暗物质间接探测提供关键计算基础。
2023-12-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of cosmological and astrophysical constraints on dark matter simplified models
对暗物质模型的研究处于天体物理学、宇宙学、核物理学和对撞机物理学的交叉点上。约束这些模型需要将其预测与广泛的观测进行比较的能力。在这篇综述中，我们提出了全球约束的影响，一类特定的模型，称为暗物质简化模型。这些模型已被采用的背景下，对撞机的研究，分类可能的签名，由于暗物质生产，自由参数的数量减少。我们分类的模型，已经分析到目前为止，对于每一个我们详细审查的遗迹密度，直接和间接搜索的LHC搜索的互补性。我们还讨论了每种类型的搜索能力，以确定区域的个人方法，暗物质检测是最相关的约束模型参数空间。最后，我们提供了一个关键的概述的有效性的暗物质简化模型，并讨论了解释这些模型提取的实验结果的警告。
2018-10-19 hep-ph
Detecting Dark Compact Objects in Gaia DR4: A Data Analysis Pipeline for Transient Astrometric Lensing Searches
本文构建用于 Gaia DR4 的瞬态天体测量引力透镜搜索流水线，通过 EDR3 与黑洞、暗物质模型生成模拟星表，预计可发现约 4 起黑洞事件并约束致密暗物质占比至约 1%。
2023-06-20 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Transient Astrophysical Pulses and Quantum Gravity
对瞬态天体物理脉冲的研究可能会为量子引力的基础物理学打开一扇令人兴奋的新窗口。特别是，一个蒸发的原始黑洞在存在额外维度的情况下可以产生可检测的瞬态脉冲。对这种现象的观测原则上可以探索电弱能量标度，这表明量子引力的天体物理探测可以成功地补充预计在不久的将来在大型强子对撞机上发现的令人兴奋的新物理。
2008-05-19 astro-ph gr-qc hep-ph
Cornering pseudoscalar-mediated dark matter with the LHC and cosmology
暗物质粒子通过赝标量介体与可见部分通信的模型从理论和现象学的角度来看都是有充分动机的。在这种情况下，直接探测边界通常是次要的，主要的约束要么来自对暗物质的对撞机搜索，要么来自间接探测实验。然而，大型强子对撞机对介质粒子本身的搜索不仅可以与直接对撞机暗物质探测器的范围竞争，甚至可以取代直接对撞机探测器的范围，而且还可以测试传统的单喷射搜索变得无关紧要的情况，特别是当介质不能在壳上衰变成暗物质粒子或其衰变被抑制时。在这项工作中，我们进行了详细的分析的伪标量介导的暗物质简化模型，考虑到一个大的对撞机约束，并集中在参数空间区域的宇宙学和天体物理数据的青睐。我们发现，100-200~GeV以上的介质质量基本上排除了大型强子对撞机搜索的情况下，大耦合的顶夸克，而即将到来的对撞机和天体物理测量将进一步限制可用的参数空间。
2017-07-24 hep-ph
A fussy revisitation of antiprotons as a tool for Dark Matter searches
反质子被认为是暗物质（DM）间接探测的有力探针，事实上，PAMELA目前的数据已被证明会导致严格的限制。然而，为了适当地利用它们的约束/发现能力，特别是在预期即将到来的AMS数据的精确性时，必须非常注意效果（与它们在银河系中的传播有关），这可能被视为转租，但实际上证明是非常相关的。我们重新计算的天体物理背景和DM反质子通量充分包括的影响：扩散再加速，能量损失，包括第三分量和太阳调制（力场近似）。我们表明，他们的列入可以在一定程度上修改目前的界限，即使在大DM群众，和错误的解释的数据可能会出现，如果他们不考虑在内。天体物理背景的数值结果以拟合函数的形式提供;暗物质的结果被纳入新版本的PPPC 4DMID中。
2015-03-16 astro-ph.HE hep-ph
Theoretical predictions for dark matter detection in dwarf irregular galaxies with gamma rays
我们调查矮不规则（dIrr）星系作为一个新的类别的目标，间接暗物质（DM）的搜索与伽马射线。在点状分析的框架下，矮球状（dSph）星系通常被认为是间接DM搜索的最佳目标类别之一。尽管如此，由于其不确定的运动学，DM内容和天体物理的J因子的dSphs通常受到显着的错误。在本文中，我们研究了一个样本的36 dIrrs作为前瞻性的目标感兴趣。在普遍的旋转曲线的框架内，dIrr星系的运动学提供了一个很好的估计其DM晕密度分布，因此，他们的天体物理J-因子。我们计算了这36个dIrr星系的J因子。我们发现一系列的值可比的J-因子dSph星系。然而，与dSphs不同的是，dIrrs中预计会有额外的天体物理伽马射线背景成分，这是由于它们的恒星形成活动。在本文中，我们通过一个理论的方法表明，在我们的样本中的星系的额外的天体物理背景分量是可以忽略不计的。因此，我们得出结论，dIrr星系可以被认为是额外的点状目标DM搜索与伽马射线。作为这项研究的第一个应用程序，我们显示的费米-LAT望远镜对这些对象的灵敏度限制，我们计算DM粒子质量和湮灭截面上的约束。我们的结论是，几个dIrr星系的个别研究的结果还没有竞争力的分析最有前途的dSph星系之一，即SEGUE 1。然而，考虑到SEGUE 1在J系数计算中与不确定性有关的不确定性，可能会改变这一结论。此外，我们计算的约束条件的7个最有前途的dIrr星系的我们…
2018-09-18 astro-ph.CO astro-ph.GA 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
Secondary antinuclei from supernova remnants and background for dark matter searches
我们计算宇宙射线（CR）核和反核的光谱下的强子相互作用过程中超新星遗迹（SNRs）可以产生一个扩散冲击加速的“源组件”的次级粒子的情况下。这种情况是能够解释的反质子/质子比的AMS报告，这是非常恒定的~60-450 GeV的动能最近的测量。然而，正如我们将要说明的，这种解释被AMS关于B/C比的新数据排除了，发现B/C比在TeV/n能量下稳定地下降。与两个比率提供的约束，我们计算保守的（B/C驱动）和投机（pbar/p驱动）SNR引起的流量贡献的光谱中的反氘和反氦的CR，以及他们的标准的二次分量预期从CR碰撞在星际气体。我们发现，反核的SNR分量可以显着大，在高能量，几个~10 GeV/n以上，但它总是次占主导地位，在sub-GeV/n能量，即能量区域，暗物质诱导的信号可能会超过标准的天体物理背景。此外，总的反核通量从星际spectrometry加上SNR组件是紧密结合的数据，所以强子生产的SNR有轻微的影响天体物理背景的暗物质搜索。
2018-07-27 astro-ph.HE hep-ph
Status and perspectives of indirect and direct dark matter searches
在这篇评论文章的粒子暗物质的现状进行了处理。我们讨论的主要理论扩展的标准模型，允许解释暗物质（尚未发现）基本粒子。然后，我们讨论了粒子暗物质的搜索的理论预测：直接检测在低背景的地下实验和间接检测中微子，γ射线和反物质的地面和空间探测器。注意力也将放在讨论的不确定性，主要是天体物理学的起源，影响理论预测。这些搜索对标准模型的扩展所施加的约束将被简要地讨论。
2006-12-29 astro-ph hep-ex hep-ph
Particle and Astroparticle Searches for Supersymmetry
超对称性可以在高能对撞机上发现，也可以通过低能精密测量和暗物质搜索来发现。我们提出了一个全面的分析，所有可用的探测器在最小的超重力。这项工作扩展了以前的分析，包括参数空间的焦点分支和有前途的间接暗物质搜索的全部阵列。我们发现，粒子和天体物理学搜索正在进行的是高度互补的：每个单独提供的可用参数空间的部分覆盖范围，但他们一起探测几乎所有的模型。宇宙学不{ \em不}提供对未来对撞机有用的超伙伴质量的上限。与此同时，在宇宙学的首选区域，如果超对称性在500 GeV的直线对撞机上被观测到，那么超对称性的某些特征必须在LHC之前{ \em}出现。
2001-11-22 astro-ph hep-ex hep-ph
New constraints on $Z^\prime$ from captured dark matter annihilation in astrophysical objects
SRM University-AP（安得拉邦SRM大学）；University of Nova Gorica（新戈里察大学）；Hokkaido University（北海道大学）
本文研究天体物理对象中暗物质捕获与湮灭，推导出对标准模型无反常 $U(1)$ 扩展中新规范玻色子 $Z^\prime$ 质量与耦合的新限制，并与遗迹丰度、BBN、引力波及前沿实验等互补界限进行对比。
2025-09-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Astroparticles and tests of Lorentz invariance
介绍了利用宇宙射线、γ射线和天体物理学中微子对违反洛伦兹不变性的检验以及利用宇宙射线簇射对未来检验的展望。
2016-08-30 hep-ph
LHC Mono-$W/Z$ Signatures as a Probe for Dark Matter Explanations of Astrophysical Excesses
Liaoning Normal University（辽宁师范大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
本文探讨了利用LHC单W/Z信号探测暗物质的机制，通过分析惰性双Higgs双态模型中的特定湮灭通道，验证了70-75GeV暗物质质量范围内的参数空间可测试性。
2026-05-08 hep-ex hep-ph
Effective field theory interpretation of searches for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Neutrino Observatory
我们提出了一个独立于模型的解释搜索暗物质湮灭在太阳使用有效场论的方法。我们确定了一组有效的运营商的自旋相关的散射的暗物质与质子在非相对论性的限制，并探讨简单的新的物理模型，这将引起这样的运营商。使用的限制自旋相关的散射截面设置的冰立方合作在他们的搜索太阳中的暗物质湮灭，我们得到的限制有效耦合和相应的质量的中介粒子。我们表明，冰立方搜索的有效场论解释提供了补充的遗物密度观测和搜索在大型强子对撞机的暗物质的限制。最后，我们讨论了天体物理不确定性对我们结果的影响。
2014-11-27 astro-ph.HE hep-ph
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Puzzling Excesses in Dark Matter Searches and How to Resolve Them
在许多天体物理和地球环境中观察到了超过预期背景的有趣信号，这些信号可能具有暗物质的起源。天体物理学上的过剩包括费米伽马射线太空望远镜探测到的银河系中心GeV伽马射线过剩，AMS反质子和正电子过剩，以及511和3.5 keV X射线线。直接探测过量包括DAMA/LIBRA年度调制信号、XENON 1 T过量和固态探测器中的低阈值过量。我们讨论了解决这些过度行为的途径，以及该领域在未来几年可以采取的行动。
2022-03-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The complementary of CTAO, direct detection and collider searches for dark matter in Effective Field Theories and Simplified models
University of Adelaide（阿德莱德大学）
本文通过有效场理论和简化模型，探讨了CTAO在暗物质间接探测与对撞机搜索中的互补性，改进了对暗物质抑制尺度和介质质量的约束。
2025-12-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for dark matter with IACTs and the Cherenkov Telescope Array
在过去的几十年里，暗物质（DM）存在的证据越来越多。与此同时，人们也做了很多努力，试图确定暗物质是由什么组成的。间接搜索着眼于宇宙中已知暗物质丰富的地方，并寻找可能的湮灭或衰变特征。费米伽马射线太空望远镜和成像大气切伦科夫望远镜（IACTs）的间接搜索在通过研究DM粒子湮灭为来自不同天体物理结构的伽马射线来限制DM粒子的性质方面发挥着至关重要的作用。在这次演讲中，我将回顾IACT的搜索状况，并将描述在各种目标上搜索暗物质的灵敏度预测，同时考虑到切伦科夫望远镜阵列（CTA）的最新仪器响应函数，以及对弥漫天体物理和宇宙射线的系统不确定性的估计。
2023-02-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Astrophysical limits on light NMSSM neutralinos
最近的研究表明，在NMSSM的框架中可以发现轻LSP中性伴子。这些候选者将逃脱已知的粒子物理学约束，即使它们相对较轻。我们现在研究可以对这些粒子设定的天体物理极限。我们表明，特别是，费米观测矮球状星系能够约束与这些候选人的参数空间。结合XENON100的实验极限，我们的结果说明了直接和间接搜索暗物质之间的互补性。然而，我们的研究结果也表明，在NMSSM方案中探测轻中性伴子将是非常困难的，因为暗物质直接和间接探测实验的灵敏度必须比目前的值提高至少六个数量级，以探索整个参数空间。最后，我们表明，参数空间兼容的CoGeNT信号（虽然不赞成的XENON100限制）不排除伽马射线，也没有无线电观测。
2011-08-03 hep-ph
Probing Supersymmetric Parameters With Astrophysical Observations
人们已经开发了各种各样的技术来寻找粒子暗物质，包括直接探测、间接探测和对撞机搜索。对于这三种截然不同的方法来说，探测中性伴子暗物质的前景都是非常有希望的。展望未来的时间，这些技术已经成功地检测到中性伴子暗物质，我们探讨这些意见，以确定超对称性的参数的能力。特别是，我们专注于直接和间接检测技术来测量参数$μ$和$m_A$的能力。我们发现，$μ$可以更紧密地约束，如果天体物理测量被认为是比单独的LHC数据。在参数空间的$A$漏斗区域内的超对称模型中，我们发现天体物理测量可以确定$m_A$到大约$\pm100$ GeV的精度。
2006-06-28 astro-ph hep-ph
Results and prospects of dark matter searches with ANTARES
暗物质是中微子望远镜最重要的科学目标之一。这些仪器相对于其他实验方法具有特别的优势。与直接观测相比，中微子望远镜探测WIMP-质子自旋相关截面的灵敏度是无可比拟的。另一方面，中微子望远镜可以在太阳中寻找暗物质，因此潜在的信号将是暗物质的强烈指示，与其他间接搜索如伽马射线或宇宙射线的情况相反，更传统的天体物理学解释很难排除。在这里，我们提出了一个binned搜索的结果中性粒子湮灭在太阳使用的数据收集的ANTARES中微子望远镜在2007 - 2008年。这些结果包括对中微子和μ子通量的限制以及对WIMP-质子散射的自旋相关和自旋无关截面的限制。
2014-04-01 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse astrophysical neutrinos from dark matter around blazars
Università di Bologna（博洛尼亚大学）；INFN, Sezione di Bologna（意大利国家核物理研究所博洛尼部分所）
研究通过暗物质与喷流中质子的相互作用产生高能中微子，解释IceCube观测到的中微子通量，并在高能范围内达到饱和。
2026-01-12 astro-ph.HE hep-ph
