Extragalactic Inverse Compton Light from Dark Matter Annihilation and the Pamela Positron Excess
我们计算了起源于宇宙微波光子的高能电子和正电子的粒子暗物质湮灭事件中产生的向上散射在所有的红移和所有的晕河外的漫发射。我们概述了对这种发射的观测限制，并研究了它对粒子暗物质模型（包括粒子质量及其主导湮没最终状态）以及对结构形成和晕密度分布假设的依赖性。我们发现，对于低质量的暗物质模型，在X射线波段的数据提供了最严格的约束，而伽马射线能量范围探测模型具有大质量和对湮灭率，以及硬谱注入的电子和正电子。具体来说，我们指出，所有的红移，所有晕逆康普顿发射从许多暗物质模型，可能提供一个解释异常的正电子部分测量的帕梅拉有效载荷严重过度产生所观察到的河外伽玛射线背景。
2009-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Anisotropy of the Extragalactic Radio Background from Dark Matter Annihilation
对河外无线电背景的观测发现，在22 MHz至10 GHz的多个频率范围内有显著的各向同性发射。这种非热发射成分的强度大大超过了已知天体物理来源的预期贡献。有趣的是，模型表明，暗物质粒子的湮灭可能会重现过剩的通量和光谱。然而，缺乏一个可测量的各向异性的残余排放仍然具有挑战性的暗物质和标准天体物理学解释的ARCADE-2数据。我们计算预期的同步各向异性从暗物质湮灭，并表明，这些模型可以产生非常小的各向异性，虽然这需要星系团有很大的子结构贡献和强大的磁场。我们表明，这种约束可以显着放松，但是，在场景中，通过暗物质湮灭产生的电子可以有效地重新加速阿尔文波内集群介质。我们的分析表明，任何能够解释河外射电过剩的强度和各向同性的来源必须有一个空间扩展远远大于典型的星系中的重子，这表明一个新的物理解释。
2014-12-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on small-scale primordial power by annihilation signals from extragalactic dark matter minihalos
我们重新审视了来自暗物质微晕湮灭信号对小尺度原始能量的限制。利用来自河外微晕的γ射线和中微子，并假设δ函数的原始谱，我们显示了湮灭模式，暗物质的质量和湮灭截面的约束的依赖性。我们报告两个保守的约束，假设minihalos完全破坏时，成为来自标准的几乎规模不变的原始光谱的晕的一部分，和乐观的约束，忽略破坏。
2017-12-23 astro-ph.CO gr-qc
Effects of Velocity-Dependent Dark Matter Annihilation on the Energy Spectrum of the Extragalactic Gamma-ray Background
计算了速度依赖的暗物质湮灭截面对河外γ射线背景强度的影响。我们的形式主义不假设暗物质粒子在相空间中的局部热分布，并且对任意速度依赖的湮灭是有效的。作为具体的例子，我们计算了p波湮灭（具有$σv=a+bv^2$的$v$加权截面）对宇宙暗物质晕中产生的河外γ射线的平均强度的影响。这种速度的变化使得能谱的形状更硬，但是这种形状的变化太小了，除非$b/a\agt 10^6$。虽然我们没有找到这样的模型在参数空间的最小超对称标准模型（MSSM），我们表明，它是可能的，以找到$b/a\agt 10^6$在扩展MSSM $\otimes U(1)_{B-L}$。然而，我们发现p波湮没的最主要影响是对γ射线背景振幅的抑制。在暗物质冻结时期的非零$b$需要较小的$a$值，以满足遗迹密度约束，抑制幅度的一个因素低至$10^{-6}$的热遗迹。非热遗迹的振幅压制较弱。作为另一种速度依赖效应，我们计算了吸引索末菲效应增强的s波湮灭为费米子的谱。与这种效应相关的共振导致强度显著增强，能量谱略微柔和。
2010-09-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmological constraints on dark matter annihilation and decay: Cross-correlation analysis of the extragalactic $γ$-ray background and cosmic shear
我们推导出暗物质（DM）湮灭截面和衰变寿命的相互关联分析的数据从费米-LAT和弱透镜调查，覆盖了广泛的区域$\sim660$平方度的总。我们改进了我们以前的分析，使用更新的河外$γ$射线背景数据重新处理的费米通道8管道，并通过使用良好校准的形状测量约1200万个星系在加拿大-法国-夏威夷透镜巡天（CFHTLenS）和红星系团序列透镜巡天（RCSLenS）。我们从宇宙学的$N$ -天体模拟中产生了大量的全天空模拟星表，并用它们来精确地估计统计误差。测得的互相关是一致的零检测，然后被用来放置强大的宇宙学约束湮灭和衰减DM。对于亲轻子DM，当包括由于背景光子的逆康普顿上散射引起的次级$γ$射线的贡献时，在O（1）TeV的质量范围内，约束被改善了$\sim100$的因子。对于TeV尺度DM，不包括$\langle σv \rangle \sim 10^{-23}\, {\rm cm}^3/{\rm s}$的湮没截面，这取决于通道。对于衰减的TeV尺度DM，也排除了$\sim 10^{25}$秒的寿命。最后，我们将此分析应用于wino DM，并排除了200 GeV左右的wino质量。这些约束将进一步收紧，所有有趣的维诺DM参数区域可以测试，通过使用未来的宽场宇宙学调查的数据。
2016-09-27 astro-ph.CO hep-ph
Mapping Extragalactic Dark Matter Annihilation with Galaxy Surveys: A Systematic Study of Stacked Group Searches
星系群和星系团周围的晕中的暗物质可以湮灭为高能光子。最近在星系群星表构建方面取得的进展为暗物质提供了数千个潜在的河外目标。在本文中，我们概述了一个程序来推断与一个给定的星系群相关的暗物质信号。将这个过程应用到源目录中，可以创建一个附近宇宙中最亮的河外暗物质目标（$z\lesssim 0.03$）的全天图，补充本星系群中暗物质湮灭的源。与在矮星系中寻找暗物质一样，这些河外目标可以堆叠在一起，以增强与暗物质相关的信号。我们验证这个程序模拟$\textit{Fermi}$伽马射线数据集使用的星系目录构建的$\texttt{DarkSky}$ $N$体宇宙学模拟，并证明了该限制是强大的，在$\mathcal{O}(1)$水平，系统的不确定性晕质量和浓度。我们还量化了分析和建模假设所产生的系统不确定性的其他来源。我们的研究结果表明，堆叠分析使用星系群目录提供了一个强大的机会，发现河外暗物质和补充现有的研究银河系矮星系。
2018-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Composition of the Fermi-LAT isotropic gamma-ray background intensity: Emission from extragalactic point sources and dark matter annihilations
对费米伽马射线空间望远镜（Fermi）上的大面积望远镜（LAT）观测到的各向同性弥散伽马射线背景（IGRB）进行了新的估计，获得了50个月的数据，能量范围为100 MeV-820 GeV，并对银河系前景进行了不同的建模。我们试图在这里的费米-LAT IGRB数据的γ射线未解决的排放从不同的河外人群的解释。我们发现非常好的适合实验IGRB，从活动星系核和恒星形成星系的发射理论预测。此外，我们探测了一种可能的发射来自我们银河系晕中弱相互作用的暗物质（DM）粒子的湮灭。我们设置严格的限制，其湮没截面到伽马射线，这是关于热遗迹的价值范围广泛的DM群众。我们还确定了DM质量和湮灭截面参数空间中的区域，这可以显着提高IGRB数据的拟合。我们的分析是在不同的IGRB数据集内进行的，这些数据集是从不同的银河系发射模型中获得的，这对IGRB的解释增加了很大的模糊性。
2017-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Sommerfeld Enhanced Annihilation Cross-sections of Dark Matter via Direct Searches
在一个大类的模型，我们表明，负责索末菲增强的光标量场的湮灭暗物质导致可观察到的直接检测率，由于其混合与标准模型希格斯粒子。因此，大湮灭截面的暗物质在目前的时代，需要解释所观察到的宇宙射线异常，可以强烈限制直接搜索。特别是索末菲助推因子的订单几百已经出了CDMS-II的上限在90%的置信水平的合理值的模型参数。
2010-07-05 astro-ph.CO hep-ph
Cross-Correlation of Cosmic Shear and Extragalactic Gamma-ray Background: Constraints on the Dark Matter Annihilation Cross-Section
利用加拿大-法国-夏威夷透镜巡天和费米大天区望远镜的观测数据，首次测量了弱引力透镜和河外γ射线背景辐射的互相关。互相关是一个强大的探针的签名暗物质湮灭，因为宇宙剪切和伽马射线发射直接起源于相同的DM分布在宇宙中，它可以用来推导约束暗物质湮灭截面。我们表明，测量的透镜γ相关性是一致的零信号。将结果与理论预测相比较，我们排除<sigma v>了100 GeV暗物质的暗物质湮灭截面=10^{-24}-10 ^{-25} cm ^3 s^-1。如果暗物质晕的质量尺度低至10^-6 M_sun，我们就能够将<sigma v>10 GeV的暗物质湮灭的热截面限制在约3 x 10^{-26} cm ^3 s^-1，使其湮灭为τ ^{+} τ ^{-}。未来的引力透镜测量将提高探测器湮灭截面的灵敏度，<sigma v>即使是对100 GeV的暗物质也是如此。对天体物理源对互相关信号的贡献进行详细建模，可以进一步改善约束约40- 70%。
2014-08-28 astro-ph.CO
Extragalactic and galactic gamma-rays and neutrinos from annihilating dark matter
我们描述宇宙伽马射线和中微子信号的暗物质湮灭，解释如何互补的这些信号提供额外的信息，如果可观察到的，可以启发粒子性质的暗物质。这是讨论的背景下，利用单独的银河系和河外的信号分量，使用球形晕模型分布的暗物质。我们的讨论与粒子物理学的标准模型的超对称扩展。我们考虑最小超对称标准模型（MSSM），其中中微子和γ射线都是由湮灭产生的。我们还考虑了一个规范的B-L，重子数减去轻子数，MSSM的扩展，其中湮灭可以是纯粹的重右手中微子。我们比较了这些信号的银河系和河外的组成部分，并得出结论，目前还不清楚哪一个可能占主导地位时，看银河平面。为了回答这个问题，我们必须了解晕子结构对湮没信号的贡献。我们发现，不同的理论与不可区分的伽玛射线信号可以区分的中微子信号。由于星系中心有丰富的天体物理源，因此很难观测到伽马射线湮灭信号;但是如果可以在宇宙射线产生的大气中微子上方观测到湮灭中微子，那么来自那里的湮灭中微子就不会那么隐蔽了。
2011-11-16 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Extragalactic gamma-ray background radiation from dark matter annihilation
如果暗物质是由中性伴子组成的，那么最令人兴奋的探测前景之一就是观测中性伴子对湮灭产生的伽马射线辐射，这一过程可能对河外伽马射线背景（EGB）辐射有重要贡献。在这里，我们使用高分辨率的千禧-II模拟宇宙结构的形成，以产生预期的辐射来自河外暗物质结构的第一个全天空地图。我们的地图制作过程中考虑到总的伽马射线光度从所有的晕和subhaloes，并包括未解决的组件的排放以及外推到中性伴子的阻尼尺度限制的校正。我们的分析还包括根据基于最小超引力的特定超对称模型对信号进行适当的归一化。利用新的模拟图可以研究暗物质湮灭产生的伽马射线背景的角功率谱，这种背景具有与湮灭过程的性质有关的独特特征，在最近发射的FERMI卫星即将进行的观测中可以探测到。我们的研究结果是在广泛的协议与分析模型的伽马射线背景，但它们也包括高阶相关性不容易在分析计算，此外，提供详细的光谱信息，每个像素。特别地，我们发现不同能量下的差分图可以揭示宇宙在低、中红移时的大尺度结构。如果本征发射光谱的特征在于发射峰，则具有伽马射线湮灭辐射的宇宙学层析成像在原则上是可能的。
2010-02-04 astro-ph.CO
Constraints on Dark Matter Annihilation/Decay from the Isotropic Gamma-Ray Background
在这项工作中，我们研究的限制暗物质（DM）湮灭/衰变的费米LAT各向同性伽玛射线背景（IGRB）的观测。我们认为，从河外和银河系DM组件的贡献。对于DM湮灭，考虑了河外DM晕的演化。我们发现，IGRB的限制下，一些DM subhalo模型可以媲美来自矮球状星系的观测。我们还使用IGRB的结果来约束最新的AMS-02正负电子异常的参数区域。我们发现，大多数的DM湮灭/衰变通道是强烈不赞成的最新的费米-LAT IGRB观测，只有DM湮灭/衰变到$μ^+μ^-$可能是有效的。
2016-02-02 astro-ph.CO 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
Extragalactic diffuse gamma-rays from dark matter annihilation: revised prediction and full modelling uncertainties
最近的高能量数据从费米-LAT的弥漫伽马射线背景已被用来设置之间的最佳约束湮灭TeV冷暗物质的候选人。为了评估这些限制的鲁棒性，我们重新审视和更新的各向同性河外伽玛射线强度的计算从暗物质湮灭。质量为$\geq10^{10}\,M_{\odot}$的晕的发射提供了预测强度的鲁棒下限。包括较小的光晕（其性质是从其较高质量的对应物推断的）在内的强度通常高5倍，而来自subhalos的增强产生额外的因子~1.5。我们还对所有成分的不确定性进行了排名，并为它们提供了详细的误差预算。总的来说，我们的基准强度比Fermi-LAT合作在其最新分析中得出的基准强度低5倍。这表明对河外暗物质湮灭的限制可以放宽相同的系数。我们还计算了自相互作用的暗物质在大质量晕的预期强度，并发现发射减少了3倍相比，无碰撞对应。CLUMPY代码的下一个版本将提供所有必要的工具来重现和简化未来对该预测的改进。
2018-02-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modelling the flux distribution function of the extragalactic gamma-ray background from dark matter annihilation
单点函数（即，各向同性通量分布）是在寻找伽马射线暗物质湮灭特征中对（各向异性）两点相关的补充方法。利用结构形成和暗物质晕特性的分析模型，我们计算了由于河外暗物质晕中的湮灭而引起的伽马射线通量分布，因为它将被费米大天区望远镜观测到。结合中心极限定理和蒙特卡罗采样，我们表明，通量分布的形式是一个狭窄的高斯“漫射”光，与“未解决的点源”的幂律尾巴作为一个结果，明亮的晕。我们认为，由于暗物质的背景构成了一个不可减少的和重要的背景成分的点源湮灭搜索与星系团和矮球状星系，修改预测的信噪比。对该信号的天体物理背景的研究表明，总伽马射线通量分布的形状对暗物质成分的贡献非常敏感，使我们能够预测湮灭截面上有希望的一点上限。我们表明，通过使用在只有一个能量箱的通量分布，可以探测的典型截面解释的遗迹密度所需的，为暗物质的质量在几十个GeV。
2015-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Mapping extragalactic dark matter structures through gamma-rays
如果暗物质是由中性伴子组成的，那么它们湮灭时产生的伽马射线辐射就为暗物质的探测提供了一个诱人的可能性。这一过程可能对FERMI卫星正在以前所未有的灵敏度测量的河外伽马射线背景辐射有很大贡献。利用高分辨率的千禧年-II宇宙结构形成模拟，我们已经产生了第一个全天空地图的预期贡献的暗物质湮灭的EGB辐射。我们的地图包括一个适当的归一化的信号根据一个特定的超对称模型的基础上最小的超引力。新的模拟地图允许从暗物质湮灭，它具有独特的功能与湮灭过程的性质相关的伽马射线背景的角功率谱的研究。我们的研究结果是在广泛的协议与分析模型的伽马射线背景，但它们也包括高阶相关性不容易在分析计算，此外，提供详细的光谱信息，每个像素。特别是，我们发现，不同能量的彩色图可以揭示宇宙的大尺度结构在低和中等红移。
2010-01-19 astro-ph.CO
Constraints on small-scale primordial density fluctuation from cosmic microwave background through dark matter annihilation
普朗克卫星的宇宙微波背景（CMB）观测精确地确定了比$\mathcal O(1)\,\mathrm{Mpc}$更大尺度的原始曲率波动，而小尺度的曲率波动仍然较少受到限制。如果我们假设标准的热遗迹暗物质的情况下，小尺度波动的约束是大大改善。当小尺度波动足够大时，即使在红移$z\gtrsim10^3$中，致密区域也会坍缩形成小晕，这被称为超压缩迷你晕。这些微晕增强了暗物质的湮灭，并且受到河外伽马射线和CMB等观测的限制。我们重新审视了小尺度密度涨落形成的迷你晕的影响，并计算了被暗物质湮灭修改的电离历史。我们执行马尔可夫链蒙特卡罗方法来约束的CMB功率谱的小尺度曲率波动的大小。结果发现，从CMB功率谱的约束是可比的，从河外伽马射线。我们证实，我们的约束主要来自早期的能量注入（$z\gtrsim 100$），因此它是独立的微晕性质的不确定性在后期的时间。
2021-10-25 astro-ph.CO hep-ph
The Contribution Of Inverse Compton Scattering To The Diffuse Extragalactic Gamma-Ray Background From Annihilating Dark Matter
除了伽马射线外，暗物质湮灭的产物还包括高能电子，这些高能电子与宇宙微波背景发生逆康普顿散射，产生弥漫的银河系外伽马射线和X射线背景。在暗物质粒子主要湮灭为电子或μ子的模型中，EGRET和COMPTEL的测量可以对湮灭截面提供重要的约束。费米伽马射线太空望远镜可能会对这种情况进行更严格的测试。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Origin of the Extragalactic Gamma-Ray Background and Implications for Dark-Matter Annihilation
河外$γ$射线背景（EGB）的起源已经争论了一段时间。{EGB包括来自已分辨和未分辨的河外源（如耀变体、恒星形成星系和射电星系）的$γ$射线辐射，以及来自真正漫射过程的辐射。}这封信的重点是blazar源类，最多的检测人口，并提出了一个更新的光度函数和光谱能量分布模型与由{ \it费米}大面积望远镜（LAT）进行的blazar观测一致。我们发现耀变体占EGB光子数的50 $^{+12}_{-11}$，%（$>$ 0.1GeV），而{ \it Fermi}-LAT已经分辨了其中的$\sim$ 70，%.耀变体，特别是像BL Lac这样的低光度硬光谱附近的源，负责大多数100\，GeV以上的EGB发射。我们发现，在EGB光谱中观测到的高能截止现象是由于河外背景光对耀变体高能辐射的衰减造成的。最后，我们表明耀变体、恒星形成星系和射电星系可以自然地解释0.1- 820 GeV范围内的背景振幅和光谱形状，只留下了适度的空间给其他贡献。这使我们能够对暗物质湮灭的截面设置竞争性约束。
2015-01-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Extragalactic gamma-ray signal from dark matter annihilation: an appraisal
我们重新评估了河外伽玛射线通量的预测从暗物质湮灭的非线性物质功率谱积分的方法，外推到自由流标度。我们提供了一个估计的不确定性完全基于可用的N体模拟结果和最小的理论假设。我们说明了如何改进的模拟分辨率，举例说明千年和千年II模拟之间的比较，影响我们的估计的通量的不确定性，我们提供了一个“最佳猜测”的通量乘数的值，基于假设的稳定聚类的暗物质扰动描述为一个无碰撞的流体。我们实现了与传统Halo模型计算相当的结果，但使用了更简单的程序和更通用的方法，因为它只依赖于一个直接可测量的量。此外，我们讨论了我们的计算扩展到包括重子效应的流体动力学宇宙学模拟和其他可能的来源的不确定性，反过来又会影响间接的暗物质信号。本文还导出了超新星透镜放大率积分功率谱的上限，并与理论预期值进行了比较。
2014-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Constraints on ultracompact minihalos from extragalactic γ-ray background
有人提出超致密小晕（UCMH）可能形成于更早的时代。如果暗物质是由弱相互作用大质量粒子（WIMPs）组成的，那么UCMH由于其内部的暗物质湮灭，可以看作是γ射线源。在本文中，我们研究了在三个相变（即，电弱对称性破缺、QCD禁闭和e+ e-湮没）对河外γ射线背景的影响。此外，我们还利用河外γ射线背景的Fermi-LAT观测数据，得到了这些相变过程中产生的UCMH的当前丰度的约束条件。我们还将这些结果与由宇宙微波背景（CMB）观测得到的结果进行了比较，发现Fermi-LAT的约束比CMB的约束更严格
2011-12-29 astro-ph.CO
Precise Relic WIMP Abundance and its Impact on Searches for Dark Matter Annihilation
如果暗物质（DM）是一种弱相互作用大质量粒子（WIMP），是早期宇宙的热遗迹，那么它的总自湮灭截面可以通过它现在的质量密度来揭示。一般的WIMP的正则热平均截面通常表示为3*10^-26 cm ^3 s ^-1，不确定性没有具体说明，并且被认为与WIMP的质量无关。最近对DM湮没产物的搜索已经达到了排除100%分支比的正则截面的灵敏度，以确定最终状态和小WIMP质量。最终目标是探测所有运动学上允许的最终状态作为质量的函数，如果所有状态都被充分排除，则为WIMP质量设置下限。由于最近在直接和间接搜索中对轻WIMP的暗示，探测低质量区域的动机进一步增强。我们重新审视了一个通用的WIMP的热遗迹丰度计算，并表明所需的截面可以精确计算。当质量低于10 GeV时，它随质量变化很大，在质量约为0.3 GeV时达到最大值5.2*10^-26 cm ^3 s ^-1，当质量高于10 GeV时，它为2.2*10^-26 cm ^3 s ^-1，质量依赖性很弱。这些结果，显着不同的典型值，并没有考虑到在搜索湮灭产品从通用WIMPs，有一个显着的影响，从费米-LAT和WMAP+ACT目前的限制的解释。
2012-08-10 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraints on leptonically annihilating Dark Matter from reionization and extragalactic gamma background
PAMELA、Fermi和HESS实验（PFH）已经显示出宇宙正电子和电子通量的异常过剩。一个非常令人兴奋的可能性是，这些过剩是由于湮灭暗物质（DM）。本文利用河外弥散γ射线背景的观测资料和末次散射面的光学厚度测量值，计算了轻子湮灭DM的约束条件，并与m_{DM} - <σ_AV>平面上PFH有利区的约束条件进行了比较。使用PYTHIA蒙特卡罗工具指定了能量输入的详细形式后，我们求解了辐射转移方程，这使我们能够确定宇宙介质吸收的能量以及剩余的漫伽玛背景能量。我们发现，对于τ^{-}+τ^{+}湮灭通道，来自光学深度测量的约束能够完全排除PFH有利区，而对于μ^{-}+μ^{+}湮灭通道，则几乎完全排除PFH有利区。事实证明，这些约束是相当强大的，几乎不依赖于低红移集群提升。来自伽马射线背景的约束对假设的晕浓度模型敏感，并且对于幂律模型，排除了PFH对所有轻子湮灭通道有利的区域。我们还发现，有可能有模型，完全符合宇宙在低红移。然而，这些模型在z > ~100处产生太大的自由电子分数，并且与光学深度测量相冲突。此外，在这些情况下的湮没截面的大小是大于PFH数据所建议的。
2009-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The abundance of primordial black holes from the global 21cm signal and extragalactic gamma-ray background
宇宙早期形成的原始黑洞（PBH）在引力作用下可以吸收暗物质粒子，形成超致密微晕（UCMH）。理论研究和数值模拟表明，超巨球中暗物质的密度分布是$ρ(r) \sim r^{-2.25}$的形式。与目前流行的暗物质晕模型如NFW模型相比，UCMH中的暗物质湮灭速率更大。考虑到暗物质湮灭，在UCMH中存在一个最大的核心密度$ρ_{\rm max}$，该密度与红移无关。而在本文中，我们指出$ρ_{\rm max}$依赖于红移，并且UCMH中的暗物质湮灭速率也随时间变化。我们重新调查的$γ$射线通量从UCMH由于暗物质湮灭，并专注于它们的贡献河外伽玛射线背景（EGB）。利用费米的EGB数据，导出了PBH丰度的约束条件：$Ω_{\rm PBH,EGB} \lesssim 2\times 10^{-8}$ .受EDGES实验观测到的全球21 cm信号的启发，我们研究了UCMH中暗物质湮灭对全球21 cm信号的影响，并导出了对PBH丰度$Ω_{\rm PBH,21cm} \lesssim 2\times 10^{-10}$的限制.导出的约束对$10^{-6} M_{\odot} \lesssim M_{\rm PBH} \lesssim 10^{3} M_{\odot}$的质量范围有效。
2020-09-05 astro-ph.CO hep-th
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
Loop-induced dark matter direct detection signals from gamma-ray lines
最近提出了改进的极限以及暗物质湮灭为伽马射线的试探性声明。在假设暗物质与原子核之间没有耦合的情况下，我们研究了暗物质湮灭为两个光子的直接探测截面。我们发现一个惊人的非标准反冲光谱由于不同的破坏性干扰贡献的暗物质核散射截面。虽然在s波湮灭的情况下，直接检测实验的电流灵敏度不足以与间接检测搜索竞争，但对于p波湮灭，直接搜索的约束是可比的。这将允许测试暗物质与p波湮灭的情况下，预测一个大的双光子湮灭截面在下一代的实验。
2012-12-03 astro-ph.CO hep-ph
Conservative upper limits on WIMP annihilation cross section from Fermi-LAT γ-rays
用费米-LAT望远镜在高纬度测量了各向同性河外γ射线背景谱。两个新的EGB模型是从未分辨点源和河外扩散过程的扣除中推导出来的，它们可以解释30%到70%的Fermi-LAT EGB。在假设这两个残留的EGBs是完全由于暗物质（DM）粒子在星系晕的湮灭，我们得到严格的上限，其湮灭截面。严格的界限上可能索末菲增强的湮灭截面设置以及。最后，我们考虑模型DM湮灭取决于速度的倒数和关联的EGBs的原始晕DM湮灭所产生的光子。对于原晕中的DM速度v ~ 10^-8 c，当DM质量低于100 GeV时，湮灭截面被限制在10^-33 cm ^3/s。考虑到我们对EGB和最小DM模型的选择，导出的上界被认为是保守的。
2011-12-13 astro-ph.CO
On the Possibility of an Extragalactic Positron Annihilation Signal
Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；The Hakubi Center for Advanced Research, Kyoto University（京都大学博雅中心）；Department of Physics, Kyoto University（京都大学物理系）；RIKEN Nishina Center（理化学研究所西村中心）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学宇宙线研究所 Kavli宇宙物理数学研究所）
本文基于 INTEGRAL/SPI 20 年观测数据，探讨了 extragalactic 正电子湮灭信号的可能性，并通过比较高纬度热点与银河系局部体积星系 catalogue，发现某些热点可能与银河系内的正电子产生率有关，同时探讨了正电子湮灭对宇宙伽马射线背景的贡献。
2026-05-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Constraining primordial black holes and primordial curvature power spectrum with extragalactic muon neutrino
Qufu Normal University（曲阜师范大学）
研究由WIMPs和PBHs组成的混合暗物质情景，通过分析PBHs周围WIMP湮灭产生的河外中微子通量，得出PBHs中暗物质比例上限及原初曲率功率谱上限，为相关研究提供了新约束。
2026-08-26 astro-ph.CO
Leading QCD Corrections for Indirect Dark Matter Searches: a Fresh Look
非相对论性暗物质粒子在树能级上的湮灭可以通过附加规范玻色子的辐射得到强烈的增强。这对于螺旋度被抑制的马约拉纳粒子（如中性伴子）湮灭为费米子对的情况尤其如此。令人惊讶的是，尽管强耦合可能会产生很大的影响，但到目前为止，对胶子内部韧致辐射的研究要比对光子或电弱规范玻色子的研究少得多。在这里，我们的目标是弥合这一差距，提出了一个一般的分析，中性伴子湮灭成夸克反夸克对和胶子，允许例如任意中性伴子组成，并保持领先的夸克质量依赖在计算的所有阶段。我们发现，在某些情况下，大大增强湮灭率，特别是与最轻的中性伴子的质量接近简并的平方的情况下，但在相关的反质子和伽马射线光谱也显着的扭曲。这两种效应都极大地影响了对暗物质的间接搜索的限制，因此在例如，全球扫描另一方面，对于广泛的扫描，QCD修正的完整计算在数值上通常太昂贵，无法对参数空间中的每个点执行。我们在这里首次提出了一个有效的，数值上快速实现QCD校正，可扩展的非超对称模型，这避免了计算上要求完整的单循环计算或事件发生器运行，但完全捕捉到间接暗物质搜索相关的领先效应。在这种情况下，我们还提出了更新的约束暗物质湮灭从宇宙射线反质子数据。最后，我们评论的影响，我们的研究结果的遗迹密度计算。
2016-02-20 astro-ph.CO hep-ph
A Search for Dark Matter Annihilation in Galaxy Groups
我们使用413周的公开可用的$\textit{Fermi}$ Pass 8伽马射线数据，结合最近开发的星系群目录，寻找河外晕中暗物质湮灭的证据。在我们的研究中，我们使用基于光度的质量估计和质量浓度关系来推断的$J$ -因子和相关的不确定性的红移范围内的数百个星系群$z \lesssim 0.03$。我们采用了保守的子结构增强因子模型，该模型仅通过$\mathcal{O}(1)$因子来增强灵敏度。没有发现暗物质湮灭的显着证据，我们排除热遗迹横截面低于$\sim$ 30 GeV的$b\bar{b}$湮灭通道的95%置信度的暗物质质量。这些界限与银河系矮球状卫星星系的界限相当。我们的分析结果增加了紧张，但不排除，银河系中心过剩的暗物质解释。我们提供了在这项研究中使用的星系群的目录和推断的属性，它可以广泛应用于河外暗物质的搜索。
2018-05-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
TeV Dark Matter Searches in the Extragalactic Gamma-Ray Sky
来自天体物理靶的高能γ射线是研究重粒子暗物质湮灭或衰变的独特探针。几十年后，不同的零检测导致DM粒子质量的TeV规模的强约束。虽然伽马射线的特征预计是普遍的，从不同的目标，天体物理起源的不确定性强烈影响和削弱的限制。同时，伪信号可能源自非DM相关过程。在河外天空中寻找DM的许多伽马射线目标在控制这些不确定性并最终实现明确的DM检测方面发挥着至关重要的作用。最近，通过使用来自各种仪器的数据和在广泛的γ射线能量范围内对不同目标的TeV DM候选者进行组合分析已经取得了很大的进展。这些办法不仅使现有数据得到最佳利用，提高了灵敏度，而且还有助于消除与目标和仪器有关的不确定性。这篇评论收集了迄今为止使用星载费米大面积望远镜，地基成像大气切伦科夫望远镜和高海拔水切伦科夫伽马射线天文台（HAWC）在河外天空进行的所有搜索。我们讨论了不同的目标类，并提供了迄今为止所有分析的完整列表。
2022-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE
Current and future gamma-ray searches for dark-matter annihilation beyond the unitarity limit
几十年来，人们一直在寻找弱电尺度的暗物质（DM），但没有明确的探测结果。这种缺乏成功可能暗示DM搜索集中在错误的质量范围上。超出规范参数空间的拟议候选是超重DM（UHDM）。在这项工作中，我们认为间接UHDM湮灭搜索质量之间的30 TeV和30 PeV，远远超出了在$\sim$ 100 TeV的么正性限制，并讨论DM模型在这一制度的基本要求。我们探索的可行性检测湮灭签名，并与当前和未来的超高能量（VHE; $>$ 100 GeV）$γ$射线天文台的UHDM的预期达到。具体来说，我们专注于三个参考仪器：两个成像大气切伦科夫望远镜阵列，仿照VERITAS和CTA-North，和一个扩展的空气簇射阵列，由HAWC的动机。通过对仪器响应函数和背景速率的合理假设，我们找到了一组UHDM参数（质量和横截面），其中$γ$射线签名可以由上述天文台检测到。我们进一步计算每个实验的预期上限。通过实际的暴露时间，这三种仪器可以在很宽的质量范围内探测DM。在下端，它仍然可以具有点状截面，而在更高的质量下，DM可以具有几何截面，表明复合性。
2022-09-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Monoenergetic Neutrinos From Dark Matter Annihilation: Issues of Exposure
我们考虑搜索太阳中的暗物质湮灭，产生单能中微子，直接或通过停止π介子和K介子衰变。我们发现，这种策略是非常成功的增加信号与背景的比例，但目前的实验可能是信号有限的。我们讨论的曝光需要充分利用这种搜索策略。
2015-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Cross-Correlation of the Extragalactic Gamma-ray Background with Luminous Red Galaxies
测量河外γ射线背景（EGB）与大尺度结构之间的互相关，为探索河外尺度上的暗物质提供了新的途径。我们把亮红星系作为寻找暗物质湮灭信号的最佳目标。我们用Sloan数字巡天的LRG测量了费米大天区望远镜的EGB的交叉关联函数。统计误差计算使用一个大的现实模拟LRG目录。所测量的互相关的幅度与零检测一致。基于一个精确的理论模型与LRGs暗物质的分布，我们排除了暗物质湮灭截面超过$\langle σv\rangle =3\times10^{-25}-10^{-26}\, {\rm cm}^3 \,{\rm s}^{-1}$为10 GeV的暗物质。我们进一步研究系统的影响，由于在银河伽马射线前景发射的不确定性，我们发现是一个数量级小于目前的统计不确定性。我们还估计污染的天体物理来源的LRGs使用已知的伽马射线光度和恒星形成率之间的比例关系，发现它们是微不足道的小。基于这些结果，我们认为LRGs仍然是未来EGB测量和星系巡天探测暗物质湮灭的理想目标。在即将到来的星系巡天（如LSST）中增加LRG的数量将导致灵敏度的几个因素的大幅改善。
2015-12-23 astro-ph.CO
Dark Matter Searches with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台是一个宽视场天文台，对0.5 TeV - 100 TeV伽马射线和宇宙射线敏感，位于墨西哥普埃布拉州，海拔4100米。HAWC天文台利用暗物质湮灭和衰变产生的GeV-TeV光子对暗物质进行了间接搜索，考虑了各种来源，包括矮球状星系、M31星系和室女星系团，以及使用dSphs的综合限制。HAWC没有发现这些来源有统计学意义的过剩。我们在暗物质质量超过1 TeV时寻找暗物质湮灭和衰变。我们将介绍湮没截面和衰变寿命极限。
2017-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Indirect Dark Matter Searches and Models
间接暗物质搜索简要回顾。目前的实验数据从卫星和切伦科夫望远镜在银河系和河外地区寻找反物质和伽马射线，比较与预测的暗物质的理论模型。分析的重点是在几个有趣的超对称模型中的WIMP，如中性伴子和sneutrino，和一个superWIMP，如引力子。特别地，讨论是在R-奇偶守恒模型的上下文中进行的，例如MSSM、NMSSM和扩展的NMSSM，以及R-奇偶违反模型$μν$ SSM。
2012-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos from Earth-Bound Dark Matter Annihilation
本文研究碰撞长度短于行星尺度的暗物质在地球中的积累与湮灭，通过重新诠释现有中微子搜寻数据，在停止介子和瞬发高能中微子两种情景下排除了此前未探索的暗物质参数空间。
2024-01-12 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Optimal observing strategies for velocity-suppressed dark matter annihilation
许多宇宙学暗物质的粒子模型都有一个配对湮灭率，它与湮灭粒子之间的相对速度的幂成比例。因此，在特定的环境引力势下，暗物质晕中心区域的湮灭率可能显著低于晕外围。虽然这可能被内晕中增加的暗物质对数密度所抵消，但它提出了一个问题：对于具有速度抑制湮灭率的暗物质模型，什么角度区域可以优化信噪比？在这里，我们考虑简化的背景模型银河系和河外目标，并证明最佳的观测策略有很大的不同情况。通常，明亮的中心源保证感兴趣的环形区域，而较平坦的背景保证尽可能大的角区域，可能包括中心区域。
2021-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Stringent Constraints On The Dark Matter Annihilation Cross Section From Subhalo Searches With The Fermi Gamma-Ray Space Telescope
银河系的暗物质晕被预测包含了非常大量的较小的次晕。由于暗物质湮灭发生在这样的物体内，最接近的大质量暗晕可能表现为点状或空间扩展的伽马射线源，在其他波长处没有可观测到的对应物。在本文中，我们使用宝瓶座模拟的结果来预测附近的subhalos的分布，并将其与费米伽马射线太空望远镜观测到的不明伽马射线源的特征进行比较。关注最亮的高纬度源，我们利用这种比较来推导出暗物质湮灭截面的极限。对于轻于~200 GeV的暗物质粒子，所得到的极限是迄今为止最强的，比矮星系或银河系中心的观测结果更为严格。我们还推导出独立的限制的基础上缺乏身份不明的伽马射线源与可辨别的空间扩展，但这些限制是一个因素的2-10弱于那些基于点状subhalos。最后，我们注意到10个最亮的高纬度源中有4个呈现出类似的光谱形状，这与30-60 GeV的暗物质粒子湮灭为b夸克相一致，湮灭截面的数量级为sigma v ~（5-10）x 10^-27 cm ^3/s，或8-10 GeV的暗物质粒子湮灭为τ，σ v ~（2.0-2.5）x 10^-27 cm ^3/s。
2013-09-02 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
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
General Analysis of Antideuteron Searches for Dark Matter
低能宇宙线反氘核为间接探测暗物质提供了一个独特的低本底通道。我们计算了不同标准模型末态下暗物质强子湮灭产生的反氘核的宇宙射线通量，并确定了未来两个实验（AMS-02和GAPS）的质量范围，这两个实验旨在大大提高反氘核探测的灵敏度。我们认为一般模型的标量，费米子，和大量的矢量玻色子作为热暗物质，描述其相关的直接和间接检测的基本特征，并讨论了直接检测的影响边界模型的暗物质作为一个热遗迹。我们还考虑特定的暗物质候选人，并评估其通过强子湮灭通道的反氘核检测的潜力。由于暗物质质量达到的GAPS实验可以远高于100 GeV，我们发现，反氘核可以是一个很好的间接检测通道的各种热遗迹电弱尺度暗物质候选人，即使直接检测率是高度抑制。
2010-06-04 astro-ph.CO hep-ph
pMSSM Dark Matter Searches on Ice
我们探讨的能力IceCube/Deepcore阵列发现信号中微子产生的超对称WIMPS的湮灭，可能会被捕获在太阳能核心。在此分析中，我们使用先前生成的一组/sim 70 k模型点在19维参数空间的pMSSM，满足现有的实验和理论约束。我们的计算采用了对IceCube/DeepCore有效面积的现实估计，该有效面积已由IceCube合作建模。我们发现，大部分pMSSM模型在预期的IceCube/DeepCore 1825天数据集中显示出显著的信号速率，包括一些早期发现的前景。许多模型中的LSP只构成了一小部分的总暗物质遗迹密度被发现有可观测的利率。详细研究了信号中微子通量与LSP质量、弱本征态组成、湮灭产物、热遗迹密度以及自旋无关和自旋相关散射截面的关系。最后，我们将IceCube/DeepCore的模型覆盖率与在不久的将来直接检测实验中获得的覆盖率以及在7 TeV LHC上的pMSSM搜索进行了比较。
2011-05-06 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter searches in the gamma-ray extragalactic background via cross-correlations with galaxy catalogues
我们比较了费米-LAT伽马射线天空和银河系外天体目录之间的角互相关性与弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质（DM）引起的预期信号。我们包括一个详细的描述，如耀变体，错位活动星系核和恒星形成星系的天体物理伽马射线发射器的贡献，并进行全球拟合测得的互相关。我们考虑了5个星表：SDSS-DR 6类星体、2 MASS星系、NVSS射电星系、SDSS-DR 8亮红星系和SDSS-DR 8主星系样本。为了模拟互相关信号，我们使用晕占据分布形式主义来估计DM晕中给定目录的星系数量及其空间相关特性。我们讨论的不确定性所产生的DM集群和WIMP微观特性，其中设置DM伽马射线发射的预测互相关信号。使用不同的星表探测不同红移的天体，虽然不能完全降低不同伽马射线成分之间的简并度。我们发现，一个显着的WIMP DM信号的存在是允许的数据，但不显着的首选的拟合，虽然这主要是由于与错位AGN组件的简并。通过适度的子结构提升，该方法的灵敏度排除了95% C. L.处的热湮灭截面。对弱相互作用质量的影响可以达到几十个GeV。用未来的数据约束天体物理种群的低红移特性将进一步提高对DM的敏感性。
2016-10-19 astro-ph.CO 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
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
Significant Enhancement of Neutralino Dark Matter Annihilation from Electroweak Bremsstrahlung
在过去的几年里，对宇宙学暗物质的间接搜索变得越来越有竞争力。在这里，我们报告的第一个完整的计算领先的电弱修正的湮灭率的超对称中性伴子暗物质。我们发现，这些修正可能是巨大的，部分原因是迄今为止被忽视的贡献。我们的研究结果意味着一个显着增强的发现潜力，这个动机良好的暗物质候选人与当前和即将到来的宇宙射线实验，特别是对于伽马射线和模型在树的水平有点小的湮灭率。
2014-02-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Conservative Constraints on Dark Matter from the Fermi-LAT Isotropic Diffuse Gamma-Ray Background Spectrum
我们研究了费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜对各向同性漫射伽马射线背景的测量对弱相互作用大质量粒子（WIMP）候选暗物质湮灭成各种标准模型终态的终态辐射的约束。预期的各向同性扩散信号从暗物质湮灭有贡献的本地银河系（MW）以及河外暗物质。来自MW的信号对所采用的晕的暗物质轮廓非常不敏感，并且主导来自河外晕的信号，该信号对晕质量函数的低质量截止敏感。对于低晕质量的生存截止和银河系和河外组分的子结构增强因子，我们采用保守的模型，只考虑初级末态辐射。这提供了强大的约束，达到热生产横截面的低质量WIMP湮灭成强子模式。我们还重新分析限制HESS观测银河脊地区使用保守的模型的暗物质晕配置文件。当与HESS约束相结合时，各向同性扩散谱排除了基于暗物质湮灭为两个轻子末态的PAMELA正电子过剩的所有解释。通过新的中间态湮灭成四个轻子，虽然受到数据的限制，但并不排除。
2010-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Polarized and unpolarized synchrotron emission from dark matter in extragalactic targets
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所，那不勒斯分部）；Department of Physics, University of Alberta（阿尔伯塔大学物理系）；Department of Physics and Santa Cruz Institute for Particle Physics (SCIPP), University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校物理系及圣克鲁兹粒子物理研究所）
利用Planck 30-70 GHz数据，通过DRAGON和HERMES模拟计算五个河外目标中暗物质湮灭和衰变的同步辐射上限，发现总强度与偏振限制相当，但LMC中法拉第退偏振使总强度更优。
2026-06-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
An Ultimate Target for Dark Matter Searches
S-矩阵么正性和大质量遗迹粒子（这里简单地用WIMP表示）的热冻结动力学的结合意味着这些粒子的密度有一个下限，它们对暗物质的贡献（可能是次要的）。这就转化为各种直接和间接探测暗物质的技术的信号速率下限。为了说明，我们专注于模型的湮灭是s波为主。我们推导出了银河系中心WIMP湮灭产生的伽马射线通量的下限; WIMP的直接探测;太阳中WIMP湮灭产生的高能中微子;以及WIMP对宇宙微波背景辐射的角功率谱和频谱的影响。这些结果表明，即使WIMP并不构成所有的暗物质，各种各样的暗物质搜索技术也可能为寻找新的物理学提供有趣的途径。虽然从数量上讲，这些限制与目前的测量范围有一定距离，但它们可能对长期规划工作有意义。
2014-12-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining dark matter annihilation with the isotropic $γ$-ray background: updated limits and future potential
费米$γ$射线空间望远镜（{ \it Fermi}）上的大视场望远镜（LAT）测量的各向同性$γ$射线背景（IGRB）的性质仍然部分无法解释。不可忽略的贡献可能来自银河系外的未解源，如耀变体，恒星形成星系或银河毫秒星系。对活动星系核（AGN）在相对于视线（l.o.s.）的大视角下的弥散$γ$射线辐射进行了预测。已经证明，这个微弱的，但众多的人口也预计将大大有助于总IGRB的强度。对IGRB的一个更奇特的贡献是暗物质（DM）的弱相互作用大质量粒子（WIMP）湮灭成$γ$射线。在这项工作中，我们评估的空间留给银河DM在高纬度地区（$>10^\circ$），包括光子从即时发射和逆康普顿散射，强调新发现的贡献的影响，从错位活动星系核（MAGN）这样的分析。总结所有重要的银河系和河外组成部分的IGRB，我们发现，提高认识的相关天体物理的不确定性仍然是强制性的，把严格的界限热产生的DM。另一方面，我们也表明，IGRB有可能成为最有竞争力的{ \it未来}的方式来测试DM WIMP假设，一旦目前的不确定性，甚至略有减少。事实上，如果MAGN的贡献甚至在90%的最大水平与我们目前的理解一致，热产生的WIMP将受到严重限制，作为DM候选人的质量高达几个TeV。
2014-02-03 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
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
Perspectives of dark matter searches with antideuterons
在宇宙射线通量中寻找过量的反氘核被认为是间接探测暗物质的一个非常有前途的途径，特别是对于低质量或中等质量的WIMP。随着AMS实验的发展和未来专用实验的建议，即通用反粒子谱仪（GAPS），有令人兴奋的可能性，暗物质检测在不久的将来。我们给出了一个概述的主要问题都与反氘核生产的暗物质湮灭反应和它们的传播通过星际介质和日光层，特别是侧重于各种太阳调制模型在地球上的通量的影响。最后，我们提供了一个更新的计算达到当前和未来的实验兼容的暗物质湮灭截面的PAMELA的反质子测量的约束能力。
2013-08-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
