Possible s-wave annihilation for MeV dark matter with the 21-cm absorption
CMB观测对MeV暗物质（DM）在s波中湮灭成带电态/光子设置了严格的限制，而最近EDGES报道的宇宙黎明21 cm吸收的观测对MeV DM的s波湮灭也是非常严格的。文献中考虑了在冻结期间p波主导湮灭的毫荷电DM，以解释21 cm吸收，光子介导散射冷却氢。在本文中，我们专注于湮灭的毫荷电DM是s波占主导地位。为了解释21-cm吸收，同时与CMB和21-cm吸收边界兼容DM湮灭，我们认为湮灭接近共振，新介质（这里是暗光子）质量略高于两倍的毫荷电DM质量。在这种情况下，在温度$T \to 0$下的湮灭截面可以比在$T_f$下的湮灭截面小得多，这将被DM湮灭的界限所容许，避免了从DM s波湮灭到氢气的过度加热。束流收集器和轻子对撞机实验可以通过产生不可见的暗光子来寻找毫荷电DM。
2019-08-08 astro-ph.CO hep-ph
Tighter Limits on Dark Matter Explanations of the Anomalous EDGES 21cm Signal
我们研究了暗物质和重子之间的库仑型相互作用解释了最近由EDGES实验测量到的在红移z ~ 17处的21 cm亮温极小值的假说。特别是，我们重新评估的情况下，总DM的一小部分是millicharged的有效性，侧重于普朗克2015年宇宙微波背景（CMB）数据的新衍生的约束。重要的是，如果相互作用DM的分数大于（或相当于）重子能量密度的分数不确定性，CMB功率谱对DM-重子散射敏感。同时，有一个依赖于质量的下限的分数，所需的相互作用，以充分冷却重子是如此之强，它驱动的相互作用DM温度的重子温度之前，他们从CMB去耦。如果这种情况早在再结合时就发生，则冷却饱和。我们精确地确定了毫荷电DM的可行参数空间，并发现只有一小部分（m_chi/MeV）整个DM含量的0.0115% <~ f <~ 0.4%，并且仅对于0.5 MeV - 35 MeV之间的DM粒子质量，可以在边缘解释异常所需的水平充电，而不违反SLAC，CMB，大爆炸核合成（BBN），或恒星和SN 1987 A冷却。然而，在现实中，我们证明，至少需要适度的微调，以符合测量的吸收曲线，并克服各种天体物理热源。最后，我们指出，在重子复合过程中与重子紧密耦合的~0.4%的毫荷电DM分量可以解决目前BBN和CMB测定的重子能量密度之间的2 σ张力.未来的CMB-S4测量将能够直接探测这种情况。
2018-07-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Early-Universe Constraints on Dark Matter-Baryon Scattering and their Implications for a Global 21cm Signal
我们提出并比较了几个宇宙学约束的横截面之间的弹性散射暗物质（DM）和重子，横截面的范围内的幂律依赖于DM重子相对速度$v$，特别是专注于$σ\propto v^{-4}$的情况。我们研究了宇宙学历史上跨越广泛的时代，从预复合扭曲的黑体光谱和各向异性的宇宙微波背景（CMB），修改星系际介质温度和由此产生的21厘米信号的约束，并讨论了允许的信号在后者的渠道从前者的约束。我们改进了以前的限制DM重子散射的CMB各向异性，通过主成分分析表明，对CMB的影响可以写为一个简单的函数DM质量，并绘制出红移占主导地位的信号。我们表明，给定的高红移的限制DM重子散射，$v^{-4}$标度的截面轻DM将足以解释深21厘米的吸收槽最近声称的EDGES实验，如果100%的DM与重子散射。对于millicharged DM模型提出来解释的观察，只有一小部分的DM相互作用，我们估计，PIXIE样的未来实验测量CMB光谱失真可以测试相关的参数空间。
2018-03-26 astro-ph.CO hep-ph
Structure Formation and the Global 21-cm Signal in the Presence of Coulomb-like Dark Matter-Baryon Interactions
许多引人注目的暗物质（DM）场景都以DM粒子和重子之间的库仑相互作用为特征，其中弹性散射截面与相对粒子速度成$v^{-4}$的比例。以前的研究已经调用这种相互作用来产生冷DM和重子之间的热交换，并改变氢的温度演化。在这项研究中，除了对氢的热历史的已知影响之外，我们还全面研究了类库仑散射对结构形成的影响。我们发现，在宇宙黎明显着改变氢的温度的相互作用也显着抑制来源的莱曼- $α$背景的星系的形成，进一步影响全球21厘米的信号。特别是，在目前的观测上限的相互作用截面导致恒星形成晕的丰度减少的一个因素$\sim 2$在$z\sim 20$，相对于冷，无碰撞DM。我们还发现，DM是100%毫荷电不能再现的深度和时间的参数空间的任何部分中的报告的边缘异常。这些结果为DM重子散射宇宙学中的全球21 cm信号和结构形成的建模提供了重要信息，并对未来和即将到来的宇宙学数据分析产生了影响。
2022-09-09 astro-ph.CO hep-ph
An optimistic CoGeNT analysis
受最近提出的毫荷电原子暗物质（MADM）模型的启发，我们分析了几类光暗物质模型相对于CoGeNT调制和未调制的数据，并从CDMS，XENON 10和XENON 100的约束。从原始CoGeNT数据集中删除表面污染事件后，我们发现所有这些数据的可接受的拟合（但调制部分的信号作出统计上的小贡献），使用稍微宽松的假设在低反冲能量的零实验的响应，并假设一个未知的调制背景在CoGeNT数据反冲能量高于1.5 keVee。我们比较适合的MADM-非弹性磁性暗物质的一个例子-那些标准的弹性和非弹性散射光WIMP（eDM和iDM）。iDM模型给出了最佳拟合，MADM紧随其后。然而，DAMA年度调制的暗物质解释不能与这些结果兼容。我们发现，列入潮汐碎片成分的暗物质相空间分布改善了适合或有助于缓解紧张与氙约束。
2012-12-17 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
GeV WIMPs scattering off of OH impurities cannot explain the DAMA signal
在DAMA晶体中存在OH杂质的情况下，GeV尺度的WIMP弹性散射离开氢核，其自旋独立截面为$\sim 10^{-33}\ {\rm cm}^2$，这可能解释DAMA实验观察到的年度调制，同时与其他直接暗物质搜索一致，因为散射将发生在低于其他探测器能量阈值的能量下。在这项工作中，我们研究了这种可能性，并表明，独立的DAMA晶体中的OH杂质的水平，由于几个原因，这种情况下不提供一个可行的解释DAMA信号。
2014-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Bianchi Type I Model Cannot Explain the Observed CMB Angular Acoustic Scale Directional Variation
本研究检验Bianchi I型各向异性模型能否解释CMB角声学尺度的偶极状方向变化，结果表明该模型无法解释观测到的各向异性。
2025-08-07 astro-ph.CO
Comment on "A fractal LTB model cannot explain Dark Energy''
我们回答了[1]中对[2]中结果的批评。特别地，我们证明了我们的分形模型不存在[1]中提出的问题。后者可以解决被忽视的爱因斯坦方程的非线性行为。
2023-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Dark matter substructure cannot explain properties of the Fermi Galactic Centre excess
在银河系的中心已经发现了过量的伽马射线，暗物质的湮灭被认为是一个潜在的来源。这一假设面临着重大的挑战：难以描述天体物理背景，需要一个非平凡的绝热收缩的内部银河系的暗物质晕，和最近的观测光子集群，这表明，大多数的过剩是由于未解决的点源。在这里，我们指出，发射的明显点状性质完全排除了暗物质对过量的解释。试图用暗物质点源来模拟发射，要么是忽略了内斜率的问题，要么是需要一个不切实际的大的朝向银河系中心的微晕部分，要么是在高纬度处过度产生了观测到的发射。
2018-09-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dibaryons cannot be the dark matter
假设的$SU(3)$味单重子态$S$与奇异$-2$已经被讨论作为一个暗物质候选者，能够解释奇怪的5比1的暗物质的质量密度比的重子。我们研究了早期宇宙中产生的双重子，发现不管QCD夸克/强子跃迁产生的强子丰度如何，快速的粒子反应使$S$丰度热化，它跟踪平衡，直到它在一个很小的值“冻结”。对于合理的重子质量范围（1860 - 1890 MeV）和关于其相互作用截面的慷慨假设，PDMATHAMN最多只能解释重子数的$10^{-11}$，因此不可能是暗物质。虽然它不是暗物质，但如果$S$存在，它可能是一个有趣的遗迹。
2018-09-17 astro-ph.CO hep-ph
Can Self-Ordering Scalar Fields explain the BICEP2 B-mode signal?
我们表明，自序标量场（SOSF），即全局相变后产生的非拓扑宇宙缺陷，无法解释BICEP 2最近宣布的B模式信号。我们计算了B模的全$C_\ell^{B}$角功率谱，由于SOSF的矢量和张量扰动，在自发破缺的全局O（N）对称性的大N极限建模。我们的结论是，低$\ell$多极检测BICEP 2不能主要是由于SOSF，因为他们有错误的频谱在低多极。作为一个副产品，我们得出了这个模型的第一个宇宙学约束，表明BICEP 2 B模式偏振数据承认最多2-3%的贡献SOSF的温度各向异性，类似（但有点紧比）最近研究的情况下，宇宙弦。
2014-04-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A fractal LTB model cannot explain Dark Energy
本文用Pantheon超新星数据检验具有分形维数和尺度跃迁的LTB宇宙学模型，证明在不引入非均匀大爆炸的前提下，分形跃迁无法解释暗能量，但可用于低尺度结构研究。
2023-02-23 astro-ph.CO gr-qc
Pre-Big-Bang Cosmology Cannot Explain NANOGrav 15-year Signal
本文通过贝叶斯分析约束弦宇宙学前大爆炸模型参数，发现膨胀子参数超出理论允许范围且贝叶斯因子强烈支持幂律谱，证明该模型无法解释 NANOGrav 15 年引力波信号。
2025-06-03 astro-ph.CO gr-qc
Is the expansion of the universe accelerating? All signs still point to yes a local dipole anisotropy cannot explain dark energy
Ia型超新星（SNe Ia）提供了宇宙正在加速膨胀的第一个有力证据。现在SN样本比最初发现时使用的样本大十倍以上，并加入了其他宇宙学探测器，这一发现有了更坚实的基础。最近的两项相关研究（Nielsen et al. 2016和Colin et al. 2019，以下分别为N16和C19）声称破坏了SN Ia约束的统计学意义。Rubin & Hayden（2016）（以下简称RH16）指出N16对超新星Ia光变曲线参数的分布做出了错误的假设，而C19也未能从超新星红移中消除太阳系运动的影响，将由此产生的错误解释为减速参数中偶极的证据。在RH 16的基础上，我们概述了C19在处理数据和宇宙学参数推断方面所犯的错误。用我们提出的修正重现C19分析，我们发现偶极参数对推断的宇宙学参数几乎没有影响。因此，我们肯定RH16的结论：加速的证据是可靠的。
2020-02-25 astro-ph.CO
Not empty enough: a local void cannot solve the $H_0$ tension
本文通过大型N-body模拟SNIa观测，发现局部空洞导致的样本方差远不足以解释哈勃张力，所需空洞密度与ΛCDM宇宙大尺度结构不相容。
2023-09-11 astro-ph.CO gr-qc
