Variation of the baryon-to-photon ratio due to decay of dark matter particles
研究了不同宇宙学时期暗物质粒子衰变对重子光子比的影响。我们考虑了暗物质粒子的不同参数值，如质量，寿命，暗物质粒子的相对分数。结果表明，对于质量为10 GeV $÷$ 1 TeV的粒子，暗物质密度$Ω_{\rm CDM}=0.26$的现代值足以导致重子光子比的变化达到$Δη/ η\sim 0.01 ÷1$.然而，这种过程也可能伴随着过量伽马射线通量的出现。利用弥散γ射线背景的观测数据对暗物质衰变模型和重子光子比$Δη/η\lesssim10^{-5}$的最大可能变化进行了约束。在未来的宇宙学实验中探测到这种重子密度的变化，可以作为研究暗物质粒子性质的有力手段。
2015-07-02 astro-ph.CO
Relative velocity of dark matter and baryonic fluids and the formation of the first structures
在复合的时候，重子和光子退耦，重子流体中的声速从相对论速度下降到氢原子的热速度。这小于通过线性微扰理论计算的重子和暗物质的相对速度，因此我们推断，相对于由暗物质产生的潜在势阱，存在重子的超音速相干流。因此，大尺度速度流对小尺度扰动（在重子金斯尺度附近）的平流对第一重子结构的形成是重要的。这种效应在宇宙学扰动理论方程中包含一个二次项，因此没有被包括在基于线性微扰理论的研究中。我们发现，相对运动抑制的丰度的第一绑定对象，即使只调查暗物质晕，并导致其空间分布的质的变化，如引入尺度依赖的偏见和随机性。我们讨论了高红移星系团簇和再电离的可能观测到的影响。
2010-10-18 astro-ph.CO
Probing Interacting Dark Energy and Scattering of Baryons with Dark Matter in Light of EDGES 21cm Signal
EDGES实验观测到中性氢原子（HI）在宇宙黎明期21厘米吸收线（$z \simeq 17.2$）亮温$T_{21}$存在一个过剩谷（$-500^{+200}_{-500}$ mK）。我们考虑了暗物质和暗能量流体的相互作用以及重子物质与暗物质的碰撞冷却来解释观测到的$T_{21}$过剩谷。我们利用三种不同的暗物质-暗能量（DM-DE）相互作用模型来尝试这些模型在解释EDGES结果中的可行性。哈勃参数的演化被DM-DE相互作用修正，这也是在这项工作中解决的。这反过来又影响HI 21 cm的光学深度以及重子温度，从而影响$T_{21}$的亮度温度。此外，我们还发现，DM-DE相互作用使我们能够探索暗物质与不同的质量制度和他们的生活能力方面，满足EDGES结果。
2021-03-15 astro-ph.CO
Probing Dark matter-Baryon Interaction with S301--the Fastest Known Star in the Milky Way
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本研究利用银河系最快恒星S301的极端轨道特性，通过计算暗物质-质子散射的能量沉积，证明其可作为探测暗物质-重子相互作用的灵敏探针。
2026-09-09 astro-ph.CO
Does dark matter consist of baryons of new stable family quarks?
我们调查的可能性，暗物质组成的集群的重族夸克和轻子与零汤川耦合到较低的家庭。这样的家庭是预测的方法统一自旋和电荷作为第五家庭。我们对这个新家族成员的重子性质进行了粗略的估计，并研究了直接的实验和宇宙学证据对家族性质可能的限制，研究了第五家族星系团的宇宙学演化。
2009-07-01 astro-ph.CO
MIMAC : a micro-TPC detector for non-baryonic dark matter search
MIMAC项目是用于暗物质搜索的多室探测器，旨在使用填充有He 3和CF 4的micromegas micro-TPC矩阵测量径迹和电离。最近的实验结果的第一次测量的氦淬火因子在低能量（1千电子伏反冲）。
2009-05-28 astro-ph.CO
Baryon-Dark matter interaction in presence of magnetic fields in light of EDGES signal
我们证明了在宇宙磁场存在下，重子暗物质截面（$\hat σ$）、暗物质质量（$m_d$）和磁场值（$B_0$）之间的相互影响.这就需要重新修正$\hat σ\,$、$m_d$和$B_0$的边界，这些边界可以解释EDGES合作观察到的吸收信号。磁场强度的上限可以在重子-暗物质相互作用截面的存在下改变。在强磁场的存在下，需要一个大的重子-暗物质相互作用截面来平衡气体的磁加热，以解释与弱磁场相比的EDGE信号。随后，强磁场甚至可以消除21厘米的信号-这给出了磁场强度，暗物质质量和重子-暗物质横截面的上限。在$\hat σ$ =0的特殊情况下，可以恢复在[1]中计算的磁场强度上的界限。本文发现，与文献[1]相比，原始磁场的允许范围可增加三个数量级。我们得到磁场强度的上限：对于暗物质质量为$\lesssim 10^{-2}$ GeV的$3.48\times10^{-6}$ G。
2020-04-22 astro-ph.CO
Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子（WIMP）的预期密度相当。此外，观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型，同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。在大型强子对撞机上产生携带重子数的不稳定标量将是该模型的一个明确标志。
2012-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Comparable dark matter and baryon abundances with a heavy dark sector
我们提出了一个解释暗物质（DM）和重子的丰度相当的方案，没有任何相应的粒子质量的巧合。在这里，DM对应于隐藏的MSSM类暗扇区中的重“暗重子”，其中超对称性破缺尺度可以比可见扇区大几个数量级。在这两个扇区中，通过阿弗莱克-戴恩机制产生重子不对称性，较小的暗重子熵比部分补偿较大的暗重子质量，使两个扇区的密度相似。庞大的群众阶层也自然导致这些被隔离的部门不对称的再加热。此外，这种情况下预测不相关的DM和重子等曲率扰动。
2022-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-standard baryon-dark matter interactions
在总结了冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND）范式在不同恒星系统中各自的优点后，我们研究了在螺旋星系中，重子物质和暗物质之间的非标准相互作用是否可以在河外尺度上重现CDM的成功，同时使重子物质有效地服从MOND场方程。
2009-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter as a weakly coupled Dark Baryon
暗物质可能是一种新的约束规范相互作用的偶然稳定重子。我们扩展了以前的研究探索的可能性，DM是由暗夸克比暗禁闭规模更重。由此产生的现象学包含了新的不寻常的元素：一个两阶段的DM宇宙学（冻结后的暗凝聚），一个大的DM湮灭截面通过重组的暗夸克（允许适合的正电子过剩）。亮暗胶球的寿命相对较长，并产生额外的宇宙学效应; DM本身可以保持放射性。
2017-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Balancing asymmetric dark matter with baryon asymmetry and dilution of frozen dark matter by sphaleron transition
本文研究了电弱裂子跃迁或电弱相变（EWPT）在平衡重子过剩对$4^{th}$代过剩稳定夸克中的作用。考虑到所有量子数和电荷守恒，重子、轻子和$4^{th}$族轻子、夸克之间的sphaleron跃迁是可能的。在二阶EWPT框架下，我们试图建立一种可能的确定性关系，即$4^{th}$族过剩值与重子不对称性之间的关系。在路过的时候，我们显示了小的，但可以忽略不计的稀释预先存在的暗物质密度由于sphaleron过渡。
2021-06-22 astro-ph.CO hep-ph
Simultaneous Generation of WIMP Miracle-like Densities of Baryons and Dark Matter
观测到的暗物质的密度与热遗迹弱相互作用大质量粒子（WIMP）的预期密度相当。此外，观测到的重子密度与暗物质密度在一个数量级之内。这表明重子密度与典型的热遗迹WIMP暗物质密度有物理联系。我们提出了一个模型，同时产生的重子和暗物质通过修改一个大的初始重子不对称的热遗迹WIMP的密度。暗物质是由O（TeV）色标量湮灭产生的O（100）GeV规范单重标量产生的，这些标量是导致最终的热WIMP类重子不对称性的原因。没有重子洗出的要求意味着存在两个规范单重标量。如果长寿命的O（TeV）色标量具有大的超荷（|Y| > 4/3），则可以理解这种不对称性向常规重子的低温转移。在大型强子对撞机上产生这样的标量将是该模型的一个明显标志。
2015-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Hylogenesis: A Unified Origin for Baryonic Visible Matter and Antibaryonic Dark Matter
我们提出了一种新的机制，产生重子和宇宙的暗物质密度。一个携带守恒重子数电荷的新狄拉克费米子X耦合到标准模型夸克和一个GeV尺度的隐藏扇区。X的CP破坏衰变，在低温再加热中产生的非热衰变，将反重子数隔离在隐藏的扇区中，从而在可见扇区中留下多余的重子。反重子隐藏态是稳定的暗物质。这种机制的一个引人注目的特征是暗物质的重子破坏非弹性散射，它可以以与核子衰变搜索相关的可观的速率湮灭重子。
2010-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on the velocity-dependent baryon-dark matter coupling
利用普朗克微波宇宙微波背景辐射（CMB）和斯隆数字巡天（SDSS）Lyman- $α$ forest数据，给出了MeV以下暗物质质量的重子-暗物质相互作用截面的宇宙学约束.为了探索暗物质质量$m_χ\lesssim 1$ MeV的暗物质的自由流效应可以抑制可观察到的小尺度密度波动，除了存在重子-暗物质耦合的声振荡阻尼，我们应用类似于传统的暖暗物质的近似处理暗物质的自由流。我们还证明了重子-暗物质横截面边界的质量依赖性（对于暗物质质量下降到$m_χ \sim 5~{\rm keV}$），相反，暗物质质量独立的横截面约束的光暗物质在以前的文献中声称的MeV尺度以下。
2019-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the gravitino dark matter and baryon asymmetry from Q-ball decay in gauge mediation
我们重新研究了规范介导超对称破缺中Q球的衰变可以自然解释重子和引力子暗物质的数量的假设。配备了更正确的衰变到引力子和重子最近得出的速度，我们发现，从Q球衰变引力子暗物质的直接生产的情况下自然工作。
2013-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Two mysterious universal dark matter-baryon relations in galaxies and galaxy clusters
从20世纪70年代开始，人们发现了一些暗物质和重子之间的关系，如塔利-费舍尔关系。然而，在星系中发现的许多关系与在星系团中发现的关系大不相同。在这里，我们报告了两个新的神秘的宇宙关系连接暗物质和重子在两个星系和星系团。第一个关系表明，在“维里区域”内，星系或星系团的总动力学质量$M_{500}$与其重子总质量$M_b$之间存在幂律关系：$M_{500} \propto M_b^a$，其中有$a \approx 3/4$。第二个关系式表明，在中心重子区（$M_d \propto M_b$）内，星系和星系团的封闭动力学质量$M_d$几乎与重子质量成正比。两个星系和星系团中暗物质和重子之间的密切关系表明，除了引力之外，暗物质和重子之间可能存在着某种未知的相互作用。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Baryoid Dark Matter from $\mathbb{Z}_N$ Domain Walls: The $(N-1):1$ origin of the dark matter-baryon coincidence
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
通过Z_N域墙坍缩产生baryoid，解释暗物质与重子的巧合，提出(N-1):1的比值机制，计算域墙动力学及重子数捕获效率。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Exodus: Hidden origin of dark matter and baryons
本文提出了一个新的框架来解释重子和暗物质遗迹密度Ω_{DM} \approx 5Ω_B的邻近性。该方案假设所观察到的暗物质态的数密度是由于同时产生重子不对称性的第二个隐藏扇区的衰变而产生的。与非对称暗物质模型相反，暗物质可以是一个真正的标量或马约拉纳费米子，因此呈现出独特的现象学。我们讨论在这个框架中的模型构建和一般约束方面。我们提出了一个简单的超对称实现这种机制，并表明它可以用来获得正确的暗物质遗迹密度的双LSP。
2014-07-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter, Baryon Asymmetry, and Spontaneous B and L Breaking
我们在一个简单的理论中研究了暗物质和宇宙学重子不对称性，其中重子（B）和轻子（L）数是自发破缺的局域规范对称性。在这个模型中，冷暗物质候选者是重子数最轻的新场，它的稳定性是规范对称性的自动结果。暗物质湮灭要么通过质量必须低于TeV的疏轻子规范玻色子，要么通过希格斯玻色子。由于疏轻子规范玻色子的质量必须低于TeV标度，我们发现在第一种情况下，弹性截面的下限约为5 × 10 ^{-46} cm ^2。即使重子数是可测量的，并且在弱标度之前不会自发破缺，但宇宙学上可接受的重子过剩是可能的。在获得测量的重子过剩和暗物质密度之间存在着张力。
2010-09-29 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter-Baryon Separability Predicts the Dynamics of an Almost-Dark Galaxy
Vanderbilt University（范德堡大学）；Harvard University（哈佛大学）
本文扩展暗物质-重子可分离性框架，以近暗星系TTT J1237327+143535为例，推导动力学一致性关系，并联系球状星团与潮汐性质，为暗物质缺乏与重子耗尽系统提供统一描述与检验。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc
A universal constant for dark matter-baryon interplay
最近的研究指出，暗物质存在着一些粗略的标度关系，暗物质与重子之间存在着紧密的联系。但是，大部分的关系和紧密联系只能在星系中找到，而不能在星系团中找到。在这篇文章中，我们考虑了一个新的表达式，它可以在银河系和星系团尺度下描述暗物质-重子相互作用的性质。利用星系和星系团的观测资料，证明了在光学半径$r_o$内，$K=\bar{n}_D \bar{n}_Br_oV/v^4$几乎是一个常数，且与尺度无关，其中$\bar{n}_D$是平均暗物质数密度，$\bar{n}_B$是平均重子数密度，$v$是特征速度，$V$是相互作用体积.这将是暗物质和重子在星系和星系团尺度上的第一个普遍关系。我们期望这一结果是一个起点，以解释小尺度问题和星系中的暗物质的标度关系。发现的$K$常数可能揭示了暗物质和重子之间的一些潜在的全球相互作用。
2019-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter Assimilation into the Baryon Asymmetry
纯单线态通常不适合作为暗物质的候选者，因为它们通常具有比观测值更大的热残余丰度。在本文中，我们提出了一种新的称为“同化”的暗物质机制，它利用宇宙的重子不对称性来产生正确的单重态暗物质遗迹丰度。通过同化，暗物质本身被有效地摧毁，但暗物质数被储存在新的准稳定重态中，这些态携带重子不对称性。这些重态随后的湮灭和后期衰变产生了（对称的）暗物质和（不对称的）标准模型重子。我们详细研究了纯双暗物质的情况下，通过增加最小超对称标准模型与矢量状手征多重态。在这种机制有效的参数范围内，LHC可以发现负责吸收暗物质的长寿命带电粒子。
2012-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Decaying spin-3/2 dark matter from baryon number violation
School of Theoretical Physics, Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高级研究所理论物理学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
研究非超对称自旋3/2暗物质与质子数违反相互作用，通过有效场论揭示其主导质子数通量，并探讨其在间接探测、直接探测和LHC单喷注限制中的互补性。
2026-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Massive graviton dark matter with environment dependent mass: A natural explanation of the dark matter-baryon ratio
我们提出了一个方案，可以自然地解释观察到的暗物质重子比的背景下，变色龙场的双度规理论。我们引入两个额外的引力自由度，大质量引力子和变色龙场，分别对应于暗物质和暗能量。变色龙场被假设为与暗物质非最小耦合，即，大质量引力子，通过引力子质量项。我们发现，由于变色龙场的能量转移，暗物质-重子比动态地调整到观测值。结果表明，该模型可以解释观测到的暗物质-重子比，而与它们的初始丰度无关。
2017-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark matter from dark energy-baryonic matter couplings
我们提出了一个方案，其中标量场暗能量耦合到重子物质场的能量动量张量的轨迹。在慢卷状态下，这种相互作用可以产生暗物质的宇宙学特征。我们利用Union 2超新星数据集计算了宇宙学背景解，并拟合了模型的参数。然后，我们将宇宙学扰动发展到线性阶，发现微扰变量具有可接受的行为，特别是在适当选择耦合强度参数的情况下，重子物质的密度衬度与$Λ$ CDM模型中的密度衬度相似.
2011-01-05 astro-ph.CO gr-qc
Cosmic perturbations, baryon asymmetry and dark matter from the minimal supersymmetric standard model
最小超对称标准模型中的标量场在暴胀期间可能具有大的场值。由于近似的整体对称性，在暴胀过程中，它们的位相方向近似为无质量，并产生量子涨落，这可能是宇宙微扰的起源。如果扰动是通过Q球的形成产生的，重子不对称性和暗物质可以持续产生。重子和暗物质的等曲率扰动产生了显著的影响，但它们被预测为几乎相互补偿。轻子不对称性比重子不对称性大得多。该场景预测了$f_{\rm NL} = 5/3$的局部非高斯性。讨论了超对称粒子质量谱的意义。
2019-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Baryon-driven growth of solitonic cores in fuzzy dark matter halos
我们提出了放大模拟的模糊暗物质（FDM）晕，包括重子和恒星形成有足够的分辨率，以遵循中央孤子的形成和演化。我们发现它们的性质是由暗物质-重子组合引力势中的局域暗物质速度色散决定的。这激发了一个简单的处方，以估计在重子的存在下FDM核心的径向密度分布。当核心变得更大质量和紧凑，如果包括重子，银河系旋转曲线测量可能更难与FDM相一致。
2020-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Cosmological and astrophysical probes of dark baryons
我们研究了“暗重子”的宇宙学和天体物理学特征，这是一种与中子混合的中性费米子。由于混合是通过夸克水平上的高维算子进行的，因此高能暗重子的产生得到了增强，因此它在早期宇宙中的丰度可能是显着的。把它的初始丰度作为一个自由参数，我们得到新的，强大的限制的性质的黑暗重子。原始核合成和宇宙微波背景提供了强的约束，由于中子通过其诱导跃迁偶极相互转换为暗重子，并由于暗重子的后期衰变。此外，中子星中的中子可以缓慢地衰变为暗重子，提供了一种新的热源，但受到脉冲星温度测量的限制。考虑到所有的约束条件，我们确定参数空间的黑暗重子可以是一个可行的暗物质的候选人，并讨论有前途的途径探测它。
2020-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Baryon Asymmetry, Dark Matter, and Density Perturbation from PBH
研究了一个由原初黑洞蒸发同时产生重子不对称性、暗物质和宇宙密度扰动的方案的一致性。该方案可以解释宇宙中的暗物质与重子密度的一致性，并且不存在等曲率微扰问题。我们表明，这种情况下预测的质量PBH，右手中微子和暗物质，哈勃尺度在通货膨胀，非高斯性和运行的光谱指数。我们还讨论了通过探测PBH中的高频引力波来检验该方案的可行性。
2014-01-16 astro-ph.CO hep-ph
Baryonic Dark Matter
我们研究了标准模型的一个简单推广，其中重子数是一个局域规范对称性，宇宙中的冷暗物质可以用重子数的费米子场来描述。我们把这种情况称为“重子暗物质”。候选暗物质的稳定性是低尺度下重子数自发破缺的自然结果，不需要额外的离散对称性。详细讨论了遗迹密度的约束和直接探测的预测。我们简要地讨论了这个模型的可检验性使用大型强子对撞机数据和暗物质实验的可能结果之间的相关性。
2014-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining Dark Matter-Baryon Scattering with Linear Cosmology
利用普朗克卫星的宇宙微波背景（CMB）数据和斯隆数字巡天的莱曼α森林数据，推导了重子与暗物质弹性散射的约束条件。弹性散射使重子和暗物质交换动量，影响早期宇宙中线性密度扰动的动力学。我们推导出了对散射截面的约束条件，其形式为sigma \propto v^n，允许在-4和2之间的宽范围的速度依赖性。我们改进和纠正以前的估计，它们存在的地方，包括速度无关的横截面以及暗物质毫荷和电磁偶极矩。莱曼-α森林数据在n>-3的约束中占主导地位，其中相对于单独的CMB数据的改进可以是几个数量级。在质量标度M>10^{12} M_{solar}上，暗物质-重子散射不能影响晕质量函数.我们的结果意味着，独立于模型，在像我们银河系这样的星系晕中的重子，在星系的年龄期间不会从暗物质粒子中散射。
2013-11-14 astro-ph.CO hep-ph
The baryonic self similarity of dark matter
宇宙学模拟表明，暗物质晕具有特殊的自相似性质。然而，晕的相似性受到重子反馈的影响，由超新星注入的动量重新塑造的暗物质核心，并将其转化为一个平坦的密度核，与重子反馈施加的标度长度。此外，重子反馈也强加了一个平衡条件，当与强加的重子标度长度耦合时，诱导了一种新的相似性。新的自相似解意味着由暗物质产生的加速度是无标度的，这反过来又意味着在参考半径处的重子加速度也是无标度的。恒定的暗物质和重子加速在一个参考半径已有效地观察到一个大类不同的星系，这是在支持这种方法。新的自相似性质意味着在较大距离处的总加速度是无标度的，在暗物质和重子主导区之间的转变发生在恒定加速度处，并且在较大距离处定义速度曲线振幅的速度曲线的最大值与$M^{\frac{1}{4}}$成比例。这些结果表明，在这个自相似模型中，冷暗物质是符合MOND现象的基本星系。与观测结果相一致，自相似模型与MOND模型的一致性有望在星系团尺度上被打破。一些数值实验表明，在原点附近的密度的行为是密切近似的Einasto轮廓。
2014-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
A dark force for baryons
我们认为重子物质和暗物质之间存在着一种基本的联系。这是由这两种类型的物质的稳定性以及它们现在密度的相似性引起的。在重子数被提升为自发破缺的局域规范对称性的模型中，重子和暗物质的统一起源是很自然的。这是说明在一个特定的类超对称模型使用阿弗莱克-Dine机制。在这些场景中，暗物质候选者在重子规范对称性下带电，并且必须具有GeV量级的质量才能给出正确的现今丰度。我们讨论了来自B工厂、LEP、Tevatron单喷流搜索和暗物质直接探测实验的限制。重子暗力被证明是一致的介质的所有数据作为光的GeV尺度。
2011-07-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Baryon-to-Dark Matter Ratio from Random Angular Fields
We consider the baryon-to- dark matter ratio in models where the dark matter and baryon densities depend on angular fields θ_{d} and θ_{b} according to ρ_{d} ~ θ_{d}^α and ρ_{b} ~ θ_{b}^β, with all values of θ_{d} and θ_{b} being equally probable in a given randomly-selected domain. Under the assumption that anthropic selection depends primarily on the baryon density in galaxies at spherical collapse, we show that the probability density function for the baryon-to- dark matter ratio r = Ω_{B}/Ω_{DM} is purely statistical in nature and is independent of anthropic selection. We compute the proba…
2013-01-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Balancing baryon and asymmetric dark matter excess
本文通过sphaleron跃迁将不对称暗原子暗物质密度与重子不对称性联系起来，并在最小行走人工色模型中研究其宇宙学后果，给出人工粒子质量上限，为LHC寻找多重带电稳定粒子提供约束。
2024-01-12 astro-ph.CO hep-ph
The Strange Physics of Dark Baryons
携带重子数的GeV量级的暗扇区粒子为理解暗物质的起源和宇宙的物质-反物质不对称性提供了一个有吸引力的框架。我们证明，暗衰变的强子状态包含奇怪的夸克-超子-发现这样的黑暗重子提供了良好的前景。建立在超子暗衰变相关的矩阵元素的新的计算，并鉴于各种对撞机，风味，和天体物理学的限制，我们确定在超子工厂，如BESIII和LHCb的预期率。我们还强调了有趣的超子暗衰变的中子寿命异常和Mesogenesis的理论联系。
2022-06-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
From EMBER to FIRE: predicting high resolution baryon fields from dark matter simulations with Deep Learning
流体动力学模拟提供了一个强大的，但计算昂贵的方法来研究宇宙结构形成中的暗物质和重子的相互作用。在这里，我们介绍了模拟重子富集（EMBER）深度学习框架，以基于仅暗物质模拟来预测重子场，从而降低计算成本。EMBER包括两个网络架构，U-Net和Wasserstein生成对抗网络（WGANs），用于预测来自暗物质场的二维气体和HI密度。我们将条件WGAN设计为随机仿真器，以便可以从相同的暗物质输入中采样多个目标场。对于训练，我们结合了宇宙体积和放大流体动力学模拟从现实环境中的反馈（火）项目，以代表一个大范围的尺度。我们的基准WGAN模型再现的气体和HI功率谱在10%的精度下降到~10千秒差距尺度。此外，我们调查的能力，EMBER预测高分辨率重子场从低分辨率暗物质输入通过上采样技术。作为一个实际的应用，我们使用这种方法来模拟高分辨率HI地图的暗物质模拟的L=100 Mpc/h的共动宇宙盒。暗物质晕的气体含量和由EMBER预测的HI柱密度分布与大体积宇宙学模拟和丰度匹配模型的结果符合得很好。我们的方法提供了一个计算效率高，随机模拟器，用于增强暗物质只有物理上一致的重子场的地图模拟。
2022-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Dark Matter-Induced Baryonic Feedback in Galaxies
本研究通过星系模拟与解析估计提出，暗物质在白矮星内聚集并触发Ia型超新星，可形成区别于普通超新星反馈的新型重子反馈，从而改变星系结构。
2024-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Baryon Destruction by Asymmetric Dark Matter
我们调查新的和不寻常的信号，出现在理论中的暗物质是不对称的，并进行了净反重子数，可能会发生时，暗物质丰度与重子丰度。反重子暗物质可以通过非弹性散射湮灭可见重子而引起{ \it诱导的核子衰变}。如果在弱尺度下通过新的物理学出现可见区和暗区之间的重子数转移，这些过程将导致地球核子衰变实验中10^{29}-10 ^{32}年的有效核子寿命。诱导核子衰变的可能性激发了一种新的方法，直接探测宇宙暗物质的核子衰变实验。强子对撞机上的单喷流搜索（和相关的签名）也为弱尺度暗物质引起的重子数破坏提供了补充探测。最后，我们讨论了重子破坏暗物质对恒星系统的影响，并表明它可以与现有的观测结果相一致。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Axion dark matter and the 21-cm signal
参考文献[1]表明，冷的暗物质轴子与重子热接触，因此在轴子之间热化并形成玻色-爱因斯坦凝聚体后不久就冷却了重子。最近由EDGES合作组观测到的宇宙黎明时重子温度低于“标准”假设下的预期，这被解释为暗物质是轴子的新证据，至少部分是这样。发现由暗物质轴子引起的重子冷却与观测到的重子声学振荡是一致的。
2018-08-01 astro-ph.CO hep-ph
Heavy Dark Baryons as Self-Interacting Dark Matter: A GeV-Scale Coincidence
ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, School of Physics, The University of Melbourne（墨尔本大学物理学院暗物质粒子物理卓越中心）；Institut für Astroteilchen Physik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院天体粒子物理研究所）；Departament de Física Teòrica, Universitat de València（瓦伦西亚大学理论物理系）；Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València)（粒子物理研究所（瓦伦西亚大学-西班牙国家科学研究委员会））
研究禁闭暗SU(N)理论中重重子作为自相互作用暗物质，推导其相互作用并发现大N下可产生速度依赖截面，对应GeV尺度暗重子，暗示非对称暗物质起源。
2026-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Baryonic impact on the dark matter orbital properties of Milky Way-sized haloes
我们结合光谱方法和银河系大小星系的宇宙学模拟研究了暗物质晕的轨道性质。我们比较了流体动力学和$N$ -体模拟中单个暗物质粒子的动力学和轨道，发现由于重子的影响，暗物质晕的盒、管和共振轨道的比例显著降低。特别是，在流体动力学模拟的暗物质晕的中心区域占主导地位的规则，短轴管轨道，相反，在$N$体运行的混乱，箱和薄的轨道占主导地位。这导致了一个更球形的暗物质晕在流体动力学运行相比，一个扁长的一个常见的$N$体模拟。此外，通过使用基于核的密度估计，我们比较了粗粒度的相空间密度的暗物质晕在两个模拟中，并发现它是较低的$\sim0.5$指数在流体动力学运行由于角动量分布的变化，这表明重子过程，影响暗物质是不可逆的。我们的结果表明，重子在决定星系中暗物质晕的形状、运动学和相空间密度方面起着重要的作用。
2017-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Balancing Asymmetric Dark Matter with Baryon Asymmetry by Sphaleron Transitions
本文研究了在重子过剩与四代稳定夸克过剩之间的平衡中，电弱裂子跃迁的作用。考虑到$SU(2)$对称性的非破坏性以及电弱和新电荷以及新族量子数的守恒性，使得重子、轻子以及第四族轻子和夸克之间的sphaleron跃迁成为可能。本文试图在第四族超数与重子不对称性的值和符号之间建立一种可能的确定关系。如果$U$型夸克是第四族中最轻的夸克，并且sphaleron跃迁提供了过量的$\bar U$反夸克，那么以（$\bar{U} \bar{U} \bar{U}$）与原始He核的暗原子束缚态形式存在的不对称暗物质与重子不对称性相平衡.
2021-07-27 astro-ph.CO hep-ph
The interaction of dark matter cusp with the baryon component in disk galaxies
本文研究了盘星系的形成和演化对暗晕物质分布的影响。我们对孤立的暗物质晕和两组分暗物质+重子进行了模拟。对恒星粒子和DM粒子采用N体方法，对气体动力学采用TVD MUSCL方案。模拟包括恒星形成、恒星反馈、星际介质加热和冷却等过程。高空间分辨率的数值实验结果让我们得出两个主要结论。首先，恒星形成和超新星反馈的计算解决了宇宙学模拟预测的暗物质分布的所谓尖点问题。第二，暗物质与恒星和气态星系盘的动态子结构的相互作用（例如，螺旋波，酒吧）有一个影响的形状的黑暗晕。特别是，面内分布的暗物质是更对称的运行，其中重子分量考虑。
2012-04-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
Tying Dark Matter to Baryons with Self-interactions
自相互作用暗物质（SIDM）模型被提出来解决无碰撞冷暗物质（CDM）范式下的小尺度问题。在这些SIDM模型中，我们导出了包含重子和暗物质引力势的暗物质晕密度分布的平衡解。自相互作用驱动暗物质等温，这将暗物质晕的核心大小和形状与恒星的空间分布联系起来，这与以前的预期和CDM预测完全不同。与仅SIDM模拟的预测相比，核心尺寸更小，核心密度更高，在重子主导的星系中影响最大。作为一个例子，我们发现在银河系的暗物质的核心大小约为0.5千秒差距，超过一个数量级小于核心大小从SIDM只模拟，这具有重要意义的SIDM候选人的间接搜索。
2014-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Explaining the Dark Energy, Baryon and Dark Matter Coincidence via Domain-Dependent Random Densities
The dark energy , dark matter and baryon densities in the Universe are observed to be similar, with a factor of no more than 20 between the largest and smallest densities. We show that this coincidence can be understood via superhorizon domains of randomly varying densities when the baryon density at initial collapse of galaxy-forming perturbations is determined by anthropic selection. The baryon and dark matter densities are assumed to be dependent on random variables θ_{d} and θ_{b} according to ρ_{dm} ~ θ_{d}^α and ρ_{b} ~ θ_{b}^β, while the effectively constant dark energy density is depen…
2013-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Critical Assessment of CMB Limits on Dark Matter-Baryon Scattering: New Treatment of the Relative Bulk Velocity
我们进行了改进的宇宙微波背景（CMB）分析，以寻找具有$n=-2$和$n=-4$形式的动量转移横截面的$σ_0 v^n$的暗物质-质子散射。特别是，我们提出了一个新的和强大的处方，将相对体积速度之间的暗物质和重子流体到标准的线性玻尔兹曼计算。使用迭代程序，我们自洽地包括在宇宙学中，暗物质与重子相互作用的整体速度的影响。有了这个处方，我们推导出CMB的横截面上的界限，不包括$σ_0 > 2.3 \times 10^{-33}~\mathrm{cm}^2$的$n=-2$和$σ_0 > 1.7 \times 10^{-41}~\mathrm{cm}^2$的$n=-4$在$95\%$的信心，暗物质质量低于10兆电子伏。此外，我们调查如何改变这些约束时，只有一个子组件的暗物质的相互作用。我们表明，普朗克极限消失，如果$\lesssim 0.4\%$的暗物质是紧耦合重子。我们讨论了我们的研究结果对目前和未来的宇宙学观测的影响。
2018-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Sterile Neutrinos as the Origin of Dark and Baryonic Matter
我们首次证明了在没有费米尺度以上的新物理的情况下，三个无菌中微子可以同时解释宇宙的中微子振荡、观测到的暗物质和重子不对称性.我们分析的关键新点是在sphaleron冻结之后的稀薄发生，这导致了共振暗物质的产生，从而避免了结构形成和x射线搜索对无菌中微子暗物质的限制。我们确定的范围内的无菌中微子的属性是符合所有已知的约束。我们发现一个域的参数，可以发现新的粒子与目前的实验技术，使用升级现有的实验设施。
2013-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Dynamics of Dark Matter in Baryon-Radiation Plasma: Perspectives using Meschersky equation
为了论证冷暗物质在平等和复合时期之间的真正无碰撞性质，我们假设了一个模型，其中强耦合重子辐射等离子体从集中的冷暗物质的小区域中喷出而不失去其平衡。我们使用Meschersky方程来描述冷暗物质在不同质量的强耦合重子辐射等离子体中的动力学。基于这个模型，我们讨论了在金斯理论和膨胀宇宙中冷暗物质中微扰的增长。我们看到了冷暗物质势的扰动对宇宙微波背景各向异性的影响，这些各向异性起源于相等和复合之间的红移，即$1100 < z < z_{eq}$。我们还得到了冷暗物质势扰动下的Sachs-Wolfe效应，即退耦时CMB温度各向异性的表达式。我们得到了类似的解决方案，在静态和膨胀的宇宙，时代的重组。由此，我们推断出暗能量开始占主导地位的时间尺度。
2012-11-01 astro-ph.CO gr-qc
Asteroid-mass soliton as the dark matter-baryon coincidence solution
The University of Osaka（大阪大学）；Beihang University（北京航空航天大学）
该研究提出小行星质量的孤子暗物质作为暗物质与重子能量密度巧合问题的解决方案，并预测可通过LISA等观测到引力波。
2026-02-25 astro-ph.CO hep-ph
Pangenesis in a Baryon-Symmetric Universe: Dark and Visible Matter via the Affleck-Dine Mechanism
可见物质和暗物质丰度的相似性表明它们可能是通过相同的机制产生的。如果暗物质和可见物质都在一个始终保持守恒的广义重子数下带电，那么可见部分的不对称性可以通过暗部分的不对称性来补偿。我们展示了重子和反重子电荷的分离如何起源于真空中，通过阿弗莱克-戴恩机制，由于对称性的破坏正交的重子数。当前时期的对称性恢复保证了两个扇区的个体稳定性。
2011-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A New Way to Limit the Interaction of Dark Matter with Baryons
最近，限制暗物质粒子和已知粒子之间的相互作用又引起了人们的兴趣。我提出了一种新的方法来设置离子或电子耦合到任意质量的暗物质粒子的上限，基于法拉第定律在旋转导体。
2022-02-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing Unified Origin of Dark Matter and Baryon Asymmetry at PAMELA/Fermi
本文提出了一个在电弱标度以上的亲轻世界中的暗物质和重子不对称性的统一模型。我们提供了一个例子，暴胀子衰变产物随后产生轻子不对称性和暗物质丰度与一个独特的耦合在早期宇宙中，而今天的暗物质通过相同的耦合衰变引起了在PAMELA和费米大面积望远镜观测到的宇宙射线异常。
2009-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
