Minimal quartet-metric gravity: beyond LCDM per scalar graviton as the unified dark matter and dark energy
在最小四度规引力/系统引力的框架下，标量引力子/系统引力子被认为是普遍的暗成分，在不同的背景下补充表现为暗物质或暗能量。随后扩展到标准的ΛCDM模型的开发。本文提出了一种修正的宇宙晚期膨胀理论，即用一个标量主方程的吸引子定义一个有效的宇宙学常数来取代真实的宇宙学常数。讨论了宇宙学常数问题的一个新的部分解。
2016-06-20 astro-ph.CO gr-qc
Examining the Viability of Phantom Dark Energy
在0阶FLRW度规的标准宇宙学框架中，并在应力能量张量中使用完美流体，具有状态方程参数$w < -1$的暗能量（称为幻影暗能量）意味着当建模为标量场时，具有负动能和真空不稳定性。然而，普朗克和WMAP 9给出的当今$w$的可接受值包括一个显著的小于$-1$的值范围。我们发现幽灵暗能量绝对具有负动能并不像人们想象的那样明显。类似地，我们发现，场模型的精华暗能量（$w_ϕ>-1$）不一定有积极的动能分类。在观测约束和广义相对论的范围内，有很好的实验验证，我们考虑了一些合理的偏离标准的0阶框架，试图看看是否可以避免负动能，在这些设置，尽管明显的$w<-1$。我们认为更准确的描述宇宙通过扰动的各向同性和均匀FLRW度规和组件的应力-能量张量，我们认为动态$w$和原始等曲率和绝热扰动。我们发现幻影暗能量不一定在所有相关的长度尺度上都具有负动能，我们还发现，出于同样的原因，精粹暗能量不一定在所有相关的长度尺度上都具有正动能。
2015-09-30 astro-ph.CO gr-qc
Dynamics of a scalar field, with a double exponential potential, interacting with dark matter
我们研究了暗物质与暗能量之间的相互作用，暗能量由具有双指数有效势的标量场描述。我们发现的条件下，这种标量场驱动的解决方案是一个晚时间吸引子。我们观察到一个现实的宇宙演化，其中包括辐射，物质和暗能量，分别占主导地位的顺序阶段。
2015-01-15 astro-ph.CO gr-qc
Fermionic and scalar fields as sources of interacting dark matter-dark energy
从一个与标量场具有非最小耦合的变分作用量出发，通过经典标量相互作用和费米子相互作用，可以得到宇宙学场方程。施加FLRW度规的方程直接导致一个宇宙学模型由两个相互作用的流体，标量场流体被解释为暗能量和费米场流体被解释为暗物质。几种情况下进行了分析和数值研究。非最小耦合的一个重要特性是，它允许跨越从本质到幻影行为的障碍。解对模型参数之一的不敏感性使它能够找到一个几乎是宇宙学常数类型宇宙的解析解。
2011-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Amplification of the Primordial Gravitational Waves Energy Spectrum by a Kinetic Scalar in $F(R)$ Gravity
在这项工作中，我们考虑一个组合的理论框架，包括$F(R)$重力和动力学标量场。在所有的宇宙时间里，标量场的动能都超过了它的势，而动能标量势被选择为小的和非平凡的。在这种情况下，我们表明，真空$F(R)$引力的原始引力波能谱显着增强，可以在未来的干涉仪检测。因此，动力标量会显著影响暴胀时代，因为它延长了暴胀时代的持续时间，但也对纯$F(R)$引力原初引力波的能谱产生了全面的放大效应。信号的形式是所有这些理论的特征，因为它基本上是平坦的，并且应该可以从所有未来的引力波实验中检测到广泛的频率范围，除非由于某些未知的物理过程而出现某些未知的阻尼因子。
2022-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
When scalar field is kinetically coupled to the Einstein tensor
我们研究了具有与爱因斯坦张量耦合的动力学项的标量场的宇宙演化。我们发现，在没有其他物质源或只存在无压物质的情况下，标量表现为无压物质，标量的声速为零。这些性质使标量场成为冷暗物质的候选者。通过考虑标量势，我们发现标量场可能同时扮演暗物质和暗能量的角色。在这种情况下，标量的状态方程可以穿过幻影分界线，但这会导致声速在穿过分界线时变得超光速，因此在物理上是禁止的。最后，如果动力学项耦合到多个爱因斯坦张量，我们发现无论势是否平坦，状态方程总是近似等于-1，因此标量也可能是暴胀子的候选者。
2013-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Galaxy clusters in presence of dark energy: a kinetic approach
上下文星系团的外部区域可能受到暗能量的强烈影响，这是在红移z < 1的Ia超新星观测中发现的。目标。引力平衡方程中的暗能量与爱因斯坦$Λ$项的存在，与引力形成对比，使得平衡位形的半径更大。方法.在本文中，我们推导和解决的动力学方程的平衡位形存在的暗能量，通过考虑牛顿制度，是观察到的星系团内的速度大大小于光速。结果引力平衡方程中暗能量的存在导致$W_0-ρ_Λ$图中不允许平衡解的宽区域，这是由于暗能量对引力的影响的普遍性。
2014-04-30 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Kinetic Scalar Curvature Extended $f(R)$ Gravity
在这项工作中，我们研究了真空$f(R)$重力与动力学项，其中包括一阶导数的Ricci标量的修改版本。我们发展的一般形式主义的动力学里奇修改$f(R)$重力，我们强调宇宙学应用空间平坦的宇宙学背景。通过使用这个理论的形式主义，我们研究如何可能实现各种宇宙学场景。我们还证明，这个理论框架可以被视为一种重建方法，在这种情况下，它是可能实现各种奇异的宇宙学普通爱因斯坦-希尔伯特行动。最后，我们导出了这个动力学Ricci修正的$f(R)$引力的标量-张量对应理论，并证明了这两个理论的数学等价性。
2018-10-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Properties of scalar wave emission in a scalar-tensor theory with kinetic screening
在考虑动力学屏蔽的标量-张量引力理论中，数值研究了中子星非球形振荡的标量波发射，同时考虑了四极模和四极模发射。与文献中先前的结果一致，我们发现，无论屏蔽半径$r_{\rm sc}$的大小如何，屏蔽效应总是抑制了反射。然而，对于四极模，我们的分析表明，抑制只发生在屏蔽半径大于标量波的波长，$λ_{\rm wave}$，但不为$r_{\rm sc} < λ_{\rm wave}$。这表明，要充分理解这一理论的性质，有必要研究其他更复杂系统，如中子星双星，考虑广泛的$r_{\rm sc}$值。
2023-02-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Dark matter kinetic decoupling with a light particle
我们认为，声阻尼的物质功率谱是不是一个通用的功能动力学解耦的暗物质，但即使是增强可以实现依赖于动力学解耦的性质相比，在标准的冷暗物质模型。我们考虑一个具有${\it sudden}$动力学解耦的模型，并在该模型中数值研究了${\it standard}$宇宙学背景中的宇宙学扰动。我们也给出了一个分析讨论在一个简化的设置。我们的研究结果表明，动力学解耦的性质可能有很大的影响，小尺度的密度扰动。
2017-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Implications of mirror dark matter kinetic mixing for CMB anisotropies
镜像暗物质是一种耗散的、自相互作用的多粒子暗物质候选者，它可以解释DAMA、CoGeNT和CRESST-II直接探测实验。这种解释需要强度为$ε\sim 10^{-9}$的光子-镜光子动力学混合。具有这种动力学混合的镜像暗物质可能会在CMB各向异性谱上留下独特的特征。我们发现，动力学混合对CMB各向异性的最重要的影响是第三和更高的奇峰的高度的抑制。如果是$ε\stackrel{>}{\sim} 10^{-9}$，那么普朗克飞行任务在不久的将来就可以观测到这一特征。
2013-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Kinetic recoupling of dark matter
本文提出暗物质在动力学退耦后可重新进入动力学平衡（动力学重耦合），并研究其对物质功率谱的复杂影响，为未来观测追溯暗物质微观物理提供线索。
2024-07-03 astro-ph.CO hep-ph
Using kinetic theory to examine a self-gravitating system composed of baryons and cold dark matter
我们研究了非相对论性冷暗物质的演化引力耦合重子的模式内的哈勃半径（亚视界制度）使用非动力学理论的方法在牛顿理论的领域。我们得到的总密度扰动的一般解，我们还表明，重子扰动赶上了暗物质扰动在晚些时候，这反过来又使得可能的束缚结构的形成。我们扩展了线性微扰分析考虑掉头事件，崩溃的物质，其维里化过程。
2020-06-18 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
The effect of Dark Matter and Dark Energy interactions on the peculiar velocity field and the kinetic Sunyaev-Zel'dovich effect
暗物质和暗能量之间的相互作用被认为是缓解符合问题的一种机制。我们分析了相互作用对引力场演化的影响，并根据相互作用对物质特有速度场的影响，提出了两个新的观测量。我们发现，对于不同的模型参数，物质的特有速度可能是协调LCDM宇宙学模型中相同尺度下速度扰动幅度的2倍或5倍。我们比较的特殊速度与那些上的综合萨克斯-沃尔夫效应的效果，我们表明，速度可以潜在地提供约束的相互作用的强度比目前可用的。我们表明，目前的上限动力学Sunyaev-Zel 'dovich功率谱的振幅提供的暗扇区内的耦合与以前获得的CMB和星系团是一致的约束。特别是，我们表明，目前的上限从阿塔卡马宇宙望远镜和南极望远镜有利于暗能量衰减成暗物质，需要解决的巧合问题。
2013-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The effect of quark interactions on dark matter kinetic decoupling and the mass of the smallest dark halos
暗物质（DM）与原始等离子体的动力学解耦决定了第一个和最小的暗物质晕的大小。迄今为止，对DM动力学退耦的研究大多忽略了DM与等离子体中夸克之间的相互作用。在这里，我们说明了他们的重要性，使用两个框架：最小超对称标准模型（MSSM）的版本和有效的DM夸克相互作用算子的有效场论。我们连接粒子物理学和天体物理学获得的最小的暗物质晕尺寸从对撞机数据和直接暗物质搜索实验的界限。在MSSM框架下，在超对称参数空间的大范围内，将DM-夸克相互作用添加到DM-轻子相互作用中，使最小的暗物质晕质量增加一倍以上。
2012-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Late Kinetic Decoupling of Light Magnetic Dipole Dark Matter
本文研究了轻磁偶极子（小于10 GeV）暗物质（DM）的动力学退耦.我们发现，目前的边界从对撞机，直接DM搜索，和结构的形成允许磁偶极子DM保持与早期宇宙等离子体的热平衡，直到迟的电子正电子湮没时代。这种后期动力学退耦导致最早期暗原晕的最小质量为数千太阳质量，而传统的弱尺度DM方案则为10^{-6}太阳质量。
2016-03-28 astro-ph.CO hep-ph
Robustness of kinetic screening against matter coupling
在标量-张量引力理论中研究了在作用量和物质耦合中具有一阶导数自相互作用的中子星解。我们评估的鲁棒性的动力学屏蔽机制，目前在这些理论对一般的共形耦合的问题。后者包括导致经典Damour-Esposito-Farèse标量化的标量化，以及依赖于标量场动力学项的标量化。我们发现，动力学屏蔽总是战胜标量化，并与物质的动力学耦合增强抑制标量梯度内的恒星甚至更多，而不依赖于非线性制度。微调的动力学耦合与衍生的自相互作用的行动允许一个部分取消后者，导致在恒星内部的动力屏蔽减弱。这种效应代表了一种打破物质源内部屏蔽机制的新方法，并提供了可能通过天体物理观测进行测试的新特征。
2023-02-13 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dynamical attractors in contracting spacetimes dominated by kinetically coupled scalar fields
我们提出了非微扰的数值相对论模拟缓慢收缩时空中的标量场驱动缓慢收缩耦合到第二个标量场通过指数非线性西格玛模型型动力学相互作用。这些模型很重要，因为它们可以产生一个几乎尺度不变的超哈勃密度波动光谱，与宇宙微波背景观测完全一致。我们表明，非线性演化迅速接近均匀的，各向同性的和平坦的Friedmann-Robertson-Walker（FRW）的几何形状为广泛的非均匀和各向异性的初始条件。最终，我们发现，动力学耦合导致演化偏离平坦的FRW并转向一个新的类似卡斯纳的稳定点，但一般来说，这发生在太长而与观测相关的时间尺度上。
2021-09-20 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Comments on Unified dark energy and dark matter from a scalar field different from quintessence
在C. Gao，M. Kunz，A. Liddle和D. Parkinson [arXiv：0912.0949]，在包含非拉格朗日类型的标量场的理论中探索了暗物质和暗能量的统一。这种标量场不同于经典的标量场，它可以从L.P.Chimento和M. Forte [arXiv：0706.4142]
2010-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Constraint on Vector Coherent Oscillation Dark Matter with Kinetic Function
如果矢量玻色子通过非平凡的动力学函数与暴胀子耦合，则在暴胀过程中可以形成空间均匀的矢量凝聚。这种大质量矢量玻色子的相干振荡是暗物质的候选者。在本文中，我们考虑的情况下，矢量玻色子能量密度增加的暴胀过程中，曲率/等曲率扰动给出了严格的约束。
2020-05-31 astro-ph.CO hep-ph
Quintessence dynamics with two scalar fields and mixed kinetic terms
研究了两个标量场通过非正则动力学项耦合的暗能量模型的动力学性质。我们表明，总体而言，除了耦合只有轻微的影响，两个潜在的研究的两个场系统的动力学，甚至保留了许多功能的辅助精髓的情况下。动力学项的耦合扩大了临界点的稳定区域。当势为可加形式时，我们发现当场接近暴胀吸引子时，动力学耦合对场的动力学有一个有趣的影响，其结果是在从物质支配宇宙到最近加速阶段的过渡中，标量场的组合状态方程可以接近-1。
2009-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kinetic Decoupling and Small-Scale Structure in Effective Theories of Dark Matter
最小的暗物质坍缩结构或原晕的大小取决于暗物质粒子脱离动力学平衡的温度。动力学退耦过程涉及早期宇宙中暗物质从标准模型粒子上的弹性散射，因此相关的截面与暗物质从原子核上散射（直接探测）的截面密切相关，而且通过交叉对称性，与对撞机上的暗物质对产生和对湮灭的截面密切相关。在这项研究中，我们采用有效的场论方法来计算动力学解耦温度的限制，从而对最小的原晕的大小，从各种直接，间接和碰撞探测粒子暗物质。
2013-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Anisotropic power-law inflation in a two-scalar-field model with a mixed kinetic term
我们检查是否扩展的情况下，一个两个标量场模型，其中一个混合动力学项的正则和幻影标量场参与，承认Bianchi I型度量，这是均匀的，但各向异性的时空，作为其幂律解。然后，我们分析了各向异性的幂律解的稳定性，看看这些解决方案是否尊重宇宙无毛猜想或没有在暴胀阶段。此外，我们还将研究一种特殊的情况，即正则场和幻影场的纯动力学项在场方程中完全消失，以再次检验宇宙无毛猜想的有效性。因此，由于相应的各向异性暴胀解的不稳定性，宇宙无毛猜想在这两种情况下总是成立的。
2017-02-27 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Shaken, not stirred: kinetic mixing in scalar-tensor theories of gravity
度规自由度和标量自由度之间的动力学混合是当代标量-张量理论的一个重要组成部分。这通常使得很难理解它们的物理内容，特别是当存在导数混合时，就像Horndeski作用的情况一样。在这项工作中，我们开发了一种方法，允许写一个Ricci曲率自由标量场方程，并讨论了一些这样的改写的稳定性问题的研究中存在的物质，爱因斯坦框架的存在和推广的非正式屏蔽机制的优点。对于四次Horndeski理论，这样的过程通常会留下一个剩余的曲率耦合，由Weyl张量给出。这就产生了一个二元分类的标量张量理论到搅拌理论，其中曲率可以取代，和动摇的理论，其中剩余耦合曲率仍然存在。值得注意的是，我们发现广义DBI Galileons属于第一类。最后，我们讨论动力学混合五次理论的非线性混合项出现，并在最近提出的理论超越Horndeski显示一种新的形式的动力学混合，其中的场方程是来源于衍生物的能量动量张量。
2015-04-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Supplying Dark Energy from Scalar Field Dark Matter
我们考虑暗物质和暗能量是由超轻自相互作用标量粒子组成的假设。结果表明，在Schwarzschild背景下，只有两个自由参数（质量和自耦合）的Klein-Gordon方程在星系尺度下的解对应于玻色-爱因斯坦凝聚体，表现为暗物质，而在超星系尺度下的常数解可以解释暗能量.
2018-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Breit-Wigner Enhancement Considering the Dark Matter Kinetic Decoupling
本文考虑早期宇宙中暗物质冻结演化过程中的动力学退耦，研究了暗物质湮灭的Breit-Wigner增强。由于动力学解耦后DM温度（$1/R^2$）比动力学平衡时（1/R）下降得更快，我们发现动力学解耦后DM湮灭率的Breit-Wigner增强将显著影响DM残余物密度。通过对PAMELA/Fermi/ATIC观测到的宇宙正负电子异常的模型参数的分析，发现弹性散射$Xf\to Xf$不能有效地维持暗物质的动力学平衡，动力学退耦温度$T_{kd}$与化学退耦温度$T_f\sim O(10) GeV$相当。$T_{kd}$后残余物密度的降低是显著的，并导致有限的增强因子$\sim O(10^2)$。因此，在最小Breit-Wigner增强模型中，很难同时用DM湮没解释宇宙射线中的正电子/电子异常过剩和给出正确的DM残余密度。
2011-06-29 astro-ph.CO hep-ph
The dark flow induced small scale kinetic Sunyaev Zel'dovich effect
最近，Kashlinsky等人在2008年和2010年报道了一个发现，宇宙中的$\sim 10^3$ km/ $s$整体流通过暗流诱导的CMB偶极子在星系团的方向上流向$z\simeq 0.3$。我们指出，如果这种暗流存在，它也将诱导可观察到的CMB温度波动在多极$\ell\sim 10^3$，通过调制的不均匀的电子分布的均匀的暗流。诱导的小尺度动力学Sunyaev Zel'dovich（SZ）效应在多极$10^3\la \ell\la 10^4$处将达到$\sim 1\muk^2$，仅比常规动力学SZ效应小$\sim 2$倍。此外，它将与大尺度结构（LSS）相关，其与2 MASS星系分布的相关性在$\ell=10^3$达到$0.3 μ$ K。我们估计，WMAP加上2 MASS应该已经能够探测到这种暗流引起的小尺度动力学SZ效应与$\sim 6σ$的信心。更深的星系调查，如SDSS，可以进一步改善测量。普朗克加上现有的星系巡天可以达到$\ga 14σ$探测。应重新分析现有的CMB-LSS互相关测量值，以测试暗流的存在，如果存在，则应通过CMB-LSS互相关消除综合萨克斯-沃尔夫效应测量值的可能偏差。
2010-07-06 astro-ph.CO
Dark matter and a new gauge boson through kinetic mixing
本文考虑了在U（1）_X规范对称性下带电的暗物质的隐扇形模型。允许U（1）_X与标准模型超荷U（1）_Y的动力学混合以提供隐藏扇区与标准模型扇区之间的通信。我们提出了各种限制的动力学混合参数和隐藏的规范耦合常数来自各种低能观测，电弱精密测试，和正确的热遗迹密度的暗物质。饱和这些限制，我们表明，自旋无关的弹性截面的暗物质的核子大多低于目前的实验极限，但在未来的灵敏度。最后，我们分析了在强子对撞机上通过双μ子衰变通道观测隐藏规范玻色子的前景。
2010-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Notes on a scalar field with a kinetic term non-minimally coupled to gravity
本文研究了具有与引力非极小耦合的动力学项的标量场的暴胀相。我们发现慢滚条件之一是标量场运动方程的自然结果。因此，慢滚条件对势能的约束比其他暴胀模型要少。此外，它表明，暴胀阶段可以描述只有一个慢滚参数。通过对度规扰动的研究，发现除了一个势外，几乎所有的势在（$n_{s}$，$r$）平面上都具有相同的模式.我们提供了一个特殊情况下的精确解。精确解表示凝聚的标量场，并导致加速膨胀。
2014-09-15 astro-ph.CO
Trading kinetic energy: How late kinetic decoupling of dark matter changes $N_{\textrm{eff}}$
暗物质粒子和相对论性物质（如光子或中微子）之间的弹性散射导致能量从后者转移，这是由于它们本质上不同的温度标度关系。在这项工作中，我们指出，这种能量从辐射浴虹吸表现为中微子的有效数量$N_{\rm eff}$的变化，并计算预期的位移$ΔN_{\rm eff}$为暗物质-光子和暗物质-中微子弹性散射的函数的暗物质质量$m_ψ$和散射截面$σ_{ψ-X}$。对于$(m_ψ,σ_{ψ-X})$ -参数区域已经探索了非线性探针，如莱曼- $α$森林通过碰撞和/或自由流动阻尼，我们发现的移位$|ΔN_{\rm eff}| \simeq O(10^{-2})$，这可能是在所提出的CMB-S4实验的范围内。然而，对于大多数尚未探索的参数空间，我们期望$|ΔN_{\rm eff}| \lesssim O(10^{-3})$。一个理想的21厘米断层摄影调查的黑暗时代只限于宇宙的变化是潜在的敏感$|ΔN_{\rm eff}| \simeq O(10^{-6})$，在这种情况下，暗物质质量高达$m_ψ \sim 10 \, \textrm{MeV}$可以通过其对$N_{\rm eff}$的影响进行探测。
2019-01-07 astro-ph.CO hep-ph
Ghost condensates and pure kinetic $k$-essence condensates in presence of field-fluid non-minimal coupling in the dark sector
在这篇文章中，我们试图找出当鬼场与正压流体结合时，宇宙产生稳定的加速膨胀阶段的条件。可以看出，在许多情况下，鬼场产生冷凝物，并在最终加速阶段将流体能量密度驱动到零，但也可能存在其他可能性。我们已经证明，一个纯动力学的$k$ -本质场（不是鬼场）与流体相互作用也可以形成相互作用诱导的凝聚，并产生一个稳定的宇宙加速相。在后一种情况下，流体能量密度在稳定相中不消失。
2023-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Quartet-metric/multi-component gravity: scalar graviton as emergent dark substance
在四度规/多分量引力理论的一般框架下，一个有质量标量引力子补充无质量张量引力子的理论被一致地推导出来。标量引力子场的特点相比，典型的标量之一证明。轻标量引力子被视为宇宙中涌现的暗物质：暗物质和/或暗能量取决于解决方案。标量引力子作为暗能量的情况下，负责宇宙的后期加速膨胀进行了更详细的研究。特别是，它表明，由于轻标量引力子的吸引子解决方案，自然会出现在经典水平的一个微小的非零有效宇宙学常数，即使在拉格朗日的情况下。最后指出了超越单标量引力子LCDM模型的前景。
2019-01-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter seeping through dynamic gauge kinetic mixing
我们首次表明，可见和暗阿贝尔规范玻色子之间的循环驱动的动力学混合可以通过创建一个“动态”门户，这取决于该过程的能量，以促进早期宇宙中的暗物质生产。所需的门相互作用的强度小，适合冻结，是合理的抑制所产生的重矢量类费米子的质量。与相互作用相关的强温度敏感性是在再加热的早期阶段产生大部分暗物质的原因。
2019-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Continuous Tower of Scalar Fields as a System of Interacting Dark Matter -- Dark Energy
通过将暗物质和暗能量相互作用模型与连续塔标量场模型相结合，提出了一种新的耦合Q参数化方法。基于连续标量场塔中暗物质和暗能量扇区的存在，考虑了塔中单个标量场演化的一种简化，并得到了验证.这允许用连续塔标量场模型获得的结果与相互作用的暗物质-暗能量系统的结果相匹配，考虑到从一种流体传递到另一种流体的能量由在给定时间开始振荡的标量场的能量给出，而不是考虑能量传递取决于相互作用的整个流体的性质。
2015-08-19 astro-ph.CO
Dipole Radiation and Kinetic Mixing from Dark Photon Solitons
Facultad de Ingeniería, Universidad San Sebastián（圣塞巴斯蒂安大学工程学院）；Department of Physics and Astronomy, Rice University（莱斯大学物理与天文学系）
研究探讨了暗光子溶iton通过外部电磁场或电荷密度产生光子的机制，并分析了其在银河系晕中可能的贡献，提出了一种新的暗物质发现途径。
2026-05-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A new phase of scalar field with a kinetic term non-minimally coupled to gravity
本文在宇宙学的背景下研究了与引力非极小耦合的标量场的动力学。结果表明，除了暴胀相和类尘埃相（再加热期）外，标量场还存在一个新的相。给出了描述新位相的标量场和哈勃参数的解析表达式。哈勃参数表明宇宙正在加速膨胀。我们明确地证明了标量场的振荡频率与时间有关.此外，还讨论了新位相中的标量场与其它场的相互作用。结果表明，参量共振是不存在的，这是标量场在新相位和类尘埃相位的动力学之间的另一个关键区别。
2013-07-27 astro-ph.CO
Nonabelian Kinetic Mixing in a Confining Phase
本文提出一种基于SU(N)隐藏扇区禁闭相的非阿贝尔动力学混合暗物质模型，通过重媒介粒子X实现复合暗光子与标准模型的耦合，并系统分析了对撞机、稀有衰变、直接探测及大爆炸核合成对该模型的约束。
2023-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Suppressing structure formation at dwarf galaxy scales and below: late kinetic decoupling as a compelling alternative to warm dark matter
热暗物质宇宙学作为冷暗物质范式的替代方案已被广泛研究，其特征是在小宇宙尺度上抑制结构形成。如果标准的冷暗物质粒子与一种可能是暗物质的相对论粒子保持局部热平衡，直到宇宙冷却到千电子伏的温度，就会发生非常相似的情况。我们进行了系统的唯象研究这种可能性，并分类所有极小模型包含暗物质和任意的辐射成分，允许这样一个晚动力学解耦。我们恢复明确的情况下，最近在文献中讨论，并确定新的类的例子，是非常有趣的，从建模的角度来看。在其中一些模型中，暗物质不可避免地会自我相互作用，鉴于最近对这种可能性的观测支持，这是值得注意的。因此，暗物质模型具有后期动力学解耦的潜力，不仅可以缓解丢失卫星的问题，而且还可以解决小尺度宇宙学和谐模型的其他问题，特别是尖核和太大太失败的问题，在某些情况下，无需调用任何额外的输入。
2016-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting dark matter with a vector mediator: kinetic mixing with U(1)$_{(B-L)_3}$ gauge boson
自发破缺的U（1）$_h$规范对称性可以解释暗物质的稳定性和观测到的遗迹丰度。在这个框架中，轻规范玻色子可以调解强暗物质自相互作用，这解决了在无碰撞的冷暗物质中难以解释的天体物理观测。受风味大统一理论的启发，我们引入了右手中微子和第三族U（1）$_{(B-L)_3}$的风味$B - L$规范对称性。不需要的U（1）$_h$规范玻色子残余物通过与U（1）$_{(B - L)_3}$规范玻色子的动力学混合衰变为中微子。暗物质的间接探测边界被系统地削弱了，因为暗物质湮灭会产生中微子。然而，U（1）$_{(B - L)_3}$和U（1）$_Y$规范玻色子之间的动力学混合是由量子修正引起的，并导致在暗物质的直接和间接探测实验中可观察到的信号。该模型还可以通过热稀薄成因解释宇宙的重子不对称性。此外，我们还讨论了最近在LHCb实验中发现的半轻子$B$介子衰变中轻子味普适性破坏的可能性。
2019-02-06 astro-ph.CO hep-ph
Imperfect Dark Energy from Kinetic Gravity Braiding
我们介绍了一个大类的标量张量模型的相互作用包含二阶导数的标量场，但不导致额外的自由度。这些模型表现出独特的功能，如标量和张量动力学项的基本混合，我们称之为动力学编织。这种编织导致标量应力张量偏离理想流体形式。这些模型中的宇宙学拥有丰富的现象学，即使在标量是精确的戈德斯通玻色子的极限中也是如此。一般来说，存在吸引子解决方案，其中标量监控外部物质的行为。由于动力学编织，吸引子的位置取决于拉格朗日量的形式和外部能量密度。这些宇宙学的晚期渐近态是德西特态。标量可以表现出幻影的行为，并能够跨越幻影划分既没有鬼，也没有梯度不稳定性。这些特征为暗能量提供了一种新的模型。作为一个例子，我们详细研究了一个简单的单参数模型。这个模型可能的观测特征包括一个相当大的早期暗能量和一个特定的状态方程，从一个健康的幻影状态演变成最终的de-Sitter状态。
2010-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Scalar-field dark energy nonminimally and kinetically coupled to dark matter
我们提供了一个研究暗能量宇宙学的一般框架，其中标量场$ϕ$是非最小和动力学耦合到冷暗物质（CDM）。标量引力子扇区由Horndeski理论的作用量描述，引力波的速度相当于光速，而CDM被视为Schutz-Sorkin作用量给出的完美流体。本文考虑两个相互作用的拉格朗日量$f_1(ϕ,X)ρ_c (n_c)$和$f_2 (n_c, ϕ,X) J_c^μ \partial_μϕ$，其中$X=-\partial^μ ϕ\partial_μ ϕ/2$，$ρ_c$和$n_c$分别是CDM的能量密度和数密度，$J_c^μ$是与CDM四速度有关的矢量场.我们推导出标量扰动方程的运动，而不选择任何特殊的规范和确定的条件下，没有鬼和拉普拉斯不稳定性的尺度深处的声音地平线。应用准静态近似的规范不变的方式，我们也得到了有效的引力耦合CDM和重子感受到的模式相关的线性增长的大尺度结构。特别地，耦合$f_2$中的$n_c$依赖性产生了一种有趣的可能性，用于实现具有比牛顿引力常数$G$弱的CDM的引力耦合。
2020-03-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The ZZ' kinetic mixing in the light of the recent direct and indirect dark matter searches
有几种结构，不论是否起源于弦，都产生了标准模型（SM）的阿贝尔规范延拓。即使SM的粒子在该额外的$U'(1)$下不带电，也不能避免在$U'(1)$和超电荷$U_Y(1)$之间存在动力学混合。在这项工作中，我们约束彻底这种动力学混合，考虑到最近的实验数据从加速器物理，直接检测和间接检测的暗物质。我们表明，该地区尊重WMAP和实验的限制，现在非常狭窄的极线，其中$M_{Z_D}\simeq 2 m_{DM}$，$Z_D$是规范玻色子与额外的$U'(1)$。
2011-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Kinetic Isocurvature Perturbation
The University of Chicago（芝加哥大学）；Ewha Womans University（梨花女子大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；The University of Tokyo（东京大学）；Chungnam National University（忠南国立大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究所）
研究提出动能等熵扰动机制，其特征为暗物质密度与光子密度比值恒定，而暗物质动能在空间上波动。该扰动源于非相对论性重场衰变成相对论性暗物质粒子的过程，导致大尺度密度扰动不受宇宙微波背景限制，但影响自由流尺度的空间变化，从而产生物质功率谱的斑块间变化。
2026-03-23 astro-ph.CO hep-ph
Mimetic Tensor-Vector-Scalar Cosmology: Incorporating Dark Matter, Dark Energy and Stiff Matter
本文研究 MiTeVeS 的宇宙学含义，通过标量场与矢量场相互作用及移位对称性，统一描述宇宙学常数、暗物质和刚性物质，并由非平坦势实现暗能量与暗物质相互作用。
2023-06-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark matter in U(1) extensions of the MSSM with gauge kinetic mixing
在具有多个阿贝尔规范群的模型中，一般允许规范动力学混合。本文在MSSM的$U(1)$扩展框架下研究规范动力学混合。它扩大了可行的参数空间，对粒子质谱以及$Z_2$与物质的耦合都有重要的影响。类SM的希格斯玻色子质量可以增强与非零动力学混合参数和μ子$g-2$张力是稍微不那么严重的情况下，没有混合。我们提出了从基准分析和全局参数扫描的结果。各种理论和现象学的限制已被考虑。最近的大型强子对撞机搜索的$Z_2$玻色子是重要的情况下，大的正动力学混合的$Z_2$耦合增强，并严重限制与$M_{Z_2} < 2.8$ TeV的方案。该模型预测的可行的暗物质候选者是中性伴子或右手超中微子。来自暗物质搜索的宇宙学约束在排除参数空间方面起着重要作用。参数空间中具有相对较低s粒子质谱的部分可以在LHC运行-2以及未来的线性对撞机和暗物质搜索中成功探索。
2017-06-16 astro-ph.CO hep-ph
Quasidecoupled state for dark matter in nonstandard thermal histories
当动量转移率等于膨胀率时，暗物质就会脱离与标准模型粒子的动力学平衡。在辐射主导的宇宙中，这基本上与暗物质从等离子体中动力学地扩散同时发生。暗物质也可能在早期物质主导时代（EMDE）中脱离与标准模型粒子的动力学平衡，这发生在宇宙的能量含量由衰减振荡的标量场或大爆炸核合成之前的半稳定大质量粒子主导时。到目前为止，人们一直认为EMDE期间的动力学解耦与辐射主导时代的方式相似。我们表明，这是不是这样的。通过研究暗物质温度的演化，我们建立了一个准解耦的暗物质的EMDE状态，在此状态下，暗物质温度比等离子体温度冷却得快，但比暗物质完全解耦时的冷却慢.暗物质不会完全退耦，直到EMDE结束，宇宙成为辐射主导。我们还扩展了准去耦的标准，以其他非标准的热历史，并考虑准去耦如何影响自由流长度的暗物质。
2017-07-10 astro-ph.CO
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
General Kinetic Mixing in Gauged $U(1)_{L_μ-L_τ}$ Model for Muon $g-2$ and Dark Matter
标准模型的规范$U(1)_{L_μ-L_τ}$扩展是一个非常简单的框架，可以缓解μ子反常磁偶极矩的张力，最近的费米实验室测量加强。我们探索实验探针的$(g-2)_μ$目标与一般治疗之间的动力学混合的$Z'$规范玻色子和光子。动力学混合的物理量取决于模型的自由参数和过程的能量尺度。我们发现中微子约束的$(g-2)_μ$目标，包括Borexino，CE $ν$ NS，和白矮星是敏感的这种自由度，可以解除，如果动力学混合位于接近零在低动量转移。作为进一步的步骤，我们探索$L_μ-L_τ$带电暗物质的热起源，并表明相同的情况下，动力学混合可以放松现有的直接检测约束，并预测新的反冲能量依赖在即将到来的搜索。未来中微子和暗物质实验的联合努力以及精确的光谱测量将是检验这一理论的关键。
2021-08-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Early kinetic decoupling of dark matter: when the standard way of calculating the thermal relic density fails
计算热产生的暗物质粒子的丰度已经成为一个标准程序，复杂的方法保证了与观测测定暗物质密度的100级精度相匹配的精度。在这里，我们指出，在通常采用的形式主义，即局部热平衡的冻结过程中的湮灭暗物质粒子的主要假设之一，并不一定要满足一般。我们提出了两种方法如何处理这种情况下，暗物质的动力学解耦发生得如此之早，它干扰了化学解耦过程：i）一个近似的治疗方面的耦合系统的微分方程的领先的动量矩的暗物质分布，和ii）一个完整的数值解的玻尔兹曼方程在相空间。为了说明，我们将这些方法的情况下，标量单暗物质。我们明确地表明，即使在这个简单的模型中，预测的暗物质丰度可以影响到一个数量级相比，传统的治疗。
2020-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Accurate estimate of the relic density and the kinetic decoupling in non-thermal dark matter models
非热暗物质的产生是热WIMP暗物质的标准范例的一个有吸引力的替代方案。我们重新考虑非热生产机制，在一个系统的方式，并制定了一个数值代码精确计算的暗物质遗迹密度。我们讨论了在特定的情况下，长寿的大质量状态衰减成暗物质粒子，自然出现在几个超越标准模型理论，如超引力和超弦框架。由于非热生产有利于暗物质候选人与大对湮灭率，我们分析了可能的连接与异常检测到的轻子宇宙射线通量的帕梅拉和费米。集中在超对称模型，我们认为这些非标准的宇宙学在选择一个首选的质量尺度最轻的超对称粒子作为暗物质候选人的影响，以及随之而来的影响，在LHC发现或排除的新物理的解释。最后，我们研究了一个相当有预测性的模型，G2-MSSM，调查一些标准的假设通常实施的解决方案中的玻尔兹曼方程的暗物质组件，包括共湮灭。我们质疑的假设，动力学平衡举行沿整个阶段的暗物质的产生，和因式分解的有效性通常实施重写耦合玻尔兹曼方程的系统为每个共湮灭的物种作为一个单一的方程的总和的所有数密度。作为一个副产品，我们在这里开发的形式主义，以计算的动力学解耦温度的情况下，coannihilating粒子，这也可以应用于其他粒子物理框架，也可以在一个标准的宇宙学的标准热遗迹。
2011-04-20 astro-ph.CO hep-ph
Pole Dark Energy
动力学项中含有极点的理论由于其量子稳定性和吸引子性质，在研究暴胀现象中发挥了重要作用。我们探索使用这样的极动力学条款的暗能量理论，发现一个有趣的解冻和冻结模型之间的联系，以及增强高原与“超吸引子”的行为的可能性。我们评估了极暗能量的观测可行性，表明简单的模型可以得到暗能量状态演化方程与$w(z)<-0.9$，即使是在正常情况下不能轻易实现这一点的潜力。动力学项极也提供了一个有趣的角度来看，沼泽地的标准，这样的观测可行的暗能量模型。
2019-11-05 astro-ph.CO hep-th
DRAKE: Dark matter Relic Abundance beyond Kinetic Equilibrium
我们介绍德雷克，一个数值精度工具预测的暗物质遗迹丰度也在冻结过程中的动力学平衡的标准假设的情况下，可能不会得到满足。德雷克配备了一套三个专用的玻尔兹曼方程求解器，分别实现了传统上采用的暗物质数密度方程，耦合数密度和速度色散演化的类流体方程，以及相空间分布的完整数值演化。我们回顾这些方法的一般动机，并举例说明，突出三个具体类别的模型，动力学和化学解耦交织在一起的方式，定量影响的遗迹密度：i）暗物质湮灭通过一个狭窄的共振，ii）Sommercant-enhanced湮灭和iii）“禁止”湮灭的最终状态是运动学上无法进入的阈值。我们讨论了所有这些情况下的一些细节，表明普遍采用的，传统的治疗方法可能会导致在估计的遗物密度是错误的高达一个数量级。公开发布的德雷克，以及如何计算混凝土模型中的遗迹密度的几个例子，提供在drake.hepforge.org
2021-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Brief History of Ultra-light Scalar Dark Matter Models
本文简要回顾了标量场暗物质模型的发展历史，该模型也被称为模糊暗物质、BEC暗物质、波动暗物质或超轻轴子。在这个模型中，质量为$m = O(10^{-22})eV$的超轻标量暗物质粒子凝聚在一个单一的玻色-爱因斯坦凝聚体状态中，并且集体表现得像经典波。银河系的暗物质晕可以被描述为一种自引力相干标量场配置，称为玻色子星。在比星系大的尺度上，暗物质的行为类似于冷暗物质，而在比星系小的尺度上，不确定原理的量子压力抑制了更小结构的形成，从而解决了传统冷暗物质模型的小尺度危机。
2018-01-11 astro-ph.CO hep-th
LHC Signatures Of Scalar Dark Energy
耦合到标准模型的标量暗能量场可以在大型强子对撞机上产生可观测的特征。在这项工作中，我们表明，$t\bar t+$丢失的能量和单喷流搜索是合适的探针在极限的暗能量标量是稳定的对撞机距离。我们讨论了区分新物理信号的暗能量特征和暗物质特征的前景，以及探测暗能量部分的自相互作用的可能性。
2016-04-14 astro-ph.CO hep-ph
