Comment on "Fitting the annual modulation in DAMA with neutrons from muons and neutrinos''
我们估计太阳中微子诱导的中子在DAMA/LIBRA类探测器设置的速率，并发现，所需的贡献，以解释年度调制将需要中微子诱导的中子截面几个数量级大于目前的计算表明。虽然这些截面从未被测量过，但太阳中微子对DAMA/LIBRA的影响很可能可以忽略不计。
2014-09-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Caustics, cold flows, and annual modulation
我们讨论了暗物质焦散线的形成，以及未来暗物质实验可能探测到的焦散线。讨论了暗物质探测器测量的反冲率的年度调制。我们考虑的例子暗物质粒子的麦克斯韦-玻尔兹曼速度分布修改的冷流由于附近的焦散。它示出的碱流的效果是潜在的可检测的，即使当密度增强由于苛性是小的。这使得年调制效应成为内焦散线的极好探测器。我们还表明，在低反冲能量的年度调制的相位不约束粒子的质量，除非在太阳附近的粒子的速度分布是已知的。
2010-08-19 astro-ph.CO
Search for an Annual Modulation in a P-type Point Contact Germanium Dark Matter Detector
15个月的累积CoGeNT数据的年度调制，弱相互作用大质量粒子（WIMP）相互作用的预测签名的迹象进行检查。目前可用的数据支持存在一个调制组件的来源不明，与参数初步兼容的星系晕组成的轻质量WIMP。非优化估计产生的调制的统计意义为~2.8西格玛，有限的短期曝光。
2011-10-04 astro-ph.CO hep-ex
Search for annual and diurnal rate modulations in the LUX experiment
各种各样的暗物质模型预测了地球在晕中运动的结果，在地球实验中，暗物质相互作用速率的年度和日调制。对这些特征的观测可以为探测暗物质相互作用提供一般性的证据。本文报告了在LUX暗物质实验中使用2013年至2016年期间获得的超过20个日历月的数据搜索年度和周日速率调制。这项研究的重点是在低能量的电子反冲事件，在那里轻的暗物质相互作用预计会发生，在那里DAMA实验已经观察到一个强大的速率调制超过二十年。通过使用LUX探测器的最里面的体积和开发鲁棒的切割和校正，我们获得了2.3 $\pm$ 0.2~cpd/keV $_{\text{ee}}$ /吨的稳定事件率，这是所有暗物质实验中最低的。在26 $_{\text{ee}}$能量窗内，没有观察到统计学上显著的年调制.在2 ~ 6 keV $_{\text{ee}}$之间，该分析展示了迄今为止最灵敏的年度调制搜索，与DAMA/LIBRA结果的9.2 $σ$张力。我们也没有报道在2和6 keV $_{\text{ee}}$之间的0.2 cpd/keV $_{\text{ee}}$ /吨振幅以上的昼夜调制。
2018-09-27 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Measurement of Muon Annual Modulation and Muon-Induced Phosphorescence in NaI(Tl) Crystals with DM-Ice17
我们报道了在南极进行的NaI（Tl）直接探测暗物质实验DM-Ice 17中μ子和μ子诱导磷光的测量结果。在晶体中的μ子相互作用被确定其观察到的脉冲形状和大的能量沉积。DM-Ice 17中测得的μ子速率为2.93 +/- 0.04 μ子/晶体/天，调制幅度为12.3 +/-1.7%，与预期一致。在μ子相互作用之后，我们观察到NaI（Tl）晶体中的长寿命磷光，其衰减时间为5.5 +/- 0.5 s。μ介子所储存的瞬发能量与延迟磷光的量相关，其中最亮的磷光由数千万个光子组成。这些光子以不模仿高于2keVee的闪烁信号的速率和到达定时分布在数十秒内。虽然磷光的性质在各个晶体之间有所不同，但DAMA观察到的年度调制信号不能通过具有DM-Ice 17中观察到的特征的磷光来解释。
2016-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Prospects for detection of target-dependent annual modulation in direct dark matter searches
在直接暗物质探测实验中，地球绕太阳的自转会对预期的散射率产生年度调制。作为由暗物质粒子赋予目标核的反冲能量$E_\text{R}$的函数的年度调制预期根据检测器材料而变化。然而，对于大多数相互作用，从$E_\text{R}$到$v_\text{min}$的变量变化，暗物质粒子必须具有的最小速度将固定的$E_\text{R}$传递到目标核，产生独立于目标元素的年度调制。我们最近表明，如果暗物质-核截面包含一个不可因子化的目标和暗物质速度依赖性，年度调制作为$v_\text{min}$的函数可以是目标依赖性的。在这里，我们更广泛地研究了目标相关调制的必要条件，其可观测性在当今的实验，以及在何种程度上假定的信号可以识别一个暗物质核微分截面与非factorizable依赖于暗物质速度。
2015-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra annual modulation signal
DAMA/Libra实验最近证实了早期DAMA/NaI实验中获得的年度调制信号，为他们实际上探测到了暗物质提供了强有力的证据。我们研究的影响，这个实验的镜像暗物质候选人。我们表明，镜像暗物质成功地解释了最新的DAMA/天秤座数据，同时也与其他直接检测实验的零结果一致。
2009-07-01 astro-ph.CO hep-ph
Annual Modulation of Cosmic Relic Neutrinos
宇宙中微子背景（CvB）在大爆炸后约一秒产生，渗透到今天的宇宙中。新的技术进步使得中微子在β衰变核（NCB）上的捕获成为探测CvB的明确途径。我们表明，太阳引力聚焦导致预期的中微子捕获率每年调制。调制的幅度和相位依赖于局部中微子背景的相空间分布，这是由结构形成扰动。这些结果也适用于在NCB实验中寻找不育中微子。引力聚焦是中微子捕获实验的唯一调制源，与暗物质直接探测搜索相反，在暗物质直接探测搜索中，地球相对于太阳的随时间变化的速度也起着作用。
2014-04-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Annual Modulation of Dark Matter: A Review
直接探测实验旨在探测探测器中原子核的暗物质散射，是寻找宇宙失踪物质的关键组成部分。由于地球绕太阳的相对运动，这些实验中的计数率应该经历一年一次的调制。这种调制，不存在于大多数已知的背景源中，对于巩固潜在信号的起源为暗物质至关重要。在这篇文章中，我们回顾了年调制的物理学，讨论了解释调制信号所需的实用公式。我们专注于如何调制光谱的变化取决于粒子和天体物理模型的暗物质。对于标准假设，计数率与时间呈余弦关系，最大值在6月，最小值在12月。然而，这些模型的动机良好的概括，可以影响调制的相位和幅度。我们展示了如何测量每年调制信号可以教我们关于存在的子结构的星系晕或暗物质和重子物质之间的相互作用。虽然主要是一个理论上的审查，我们简要地讨论了目前的年度调制和未来的实验方向的实验情况。
2013-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Robust model comparison tests of DAMA/LIBRA annual modulation
我们使用三种独立的模型比较技术，即频率论，信息论和贝叶斯分析，评估DAMA/LIBRA索赔的年度调制的统计意义。我们将DAMA/LIBRA实验的数据拟合到余弦模型和常数模型，并选择常数模型作为零假设进行模型比较。对于频率论检验，我们调用Wilk定理并使用$Δχ^2$计算两个模型之间的显著性。在信息论检验中，我们计算了两个模型在赤池信息准则（AIC）和贝叶斯信息准则（BIC）上的差异。我们还通过计算贝叶斯因子在贝叶斯上下文中比较了这两个模型。我们还搜索更高的谐波DAMA/LIBRA数据使用广义Lomb-Scargle周期图。最后，我们测试的灵敏度，这些模型比较技术在纯噪声和余弦信号之间的区别使用合成数据。这是AIC、BIC以及贝叶斯因子在DAMA数据中的首次原理证明应用。我们所有的分析代码以及这项工作中使用的数据都已公开。
2020-01-27 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Numerical treatment of annual modulation of relic neutrinos
本文通过将N-1体模拟框架从银河系尺度扩展到太阳系，数值研究太阳引力对遗迹中微子年度调制的影响，发现暗物质晕形态会显著改变调制幅度，强调预测遗迹中微子信号需考虑现实结构形成效应。
2025-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Astrophysics independent bounds on the annual modulation of dark matter signals
我们展示了如何从一个给定的暗物质（DM）的直接探测实验的时间综合事件率的约束，可以用来设置一个严格的约束在另一个实验中的年度调制信号的幅度。该方法只需要非常温和的假设当地DM分布的属性：它是时间上稳定的月份和空间均匀的黄道。我们将该方法应用于DAMA/LIBRA中的年度调制信号，并将其与从XENON 10，XENON 100，CDMS和SIMPLE中的时间平均速率的约束导出的边界进行比较。假设DM质量为10 GeV，我们表明，DM的DAMA/LIBRA信号的解释被排除在6.3西格玛（4.6西格玛）的同位旋守恒（违反）自旋无关的相互作用，并在4.9西格玛自旋相关的相互作用质子。
2012-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Target dependence of the annual modulation in direct dark matter searches
由于地球围绕太阳公转，直接暗物质搜索的预期散射率每年都会调整。当作为反冲能量$E_\text{R}$的函数给出时，这种调制在实验之间预计会有所不同，例如由于太阳的引力聚焦效应。一个更好的变量来比较使用不同目标的实验结果是暗物质粒子必须具有的最小速度$v_\text{min}$，以将反冲能量$E_\text{R}$传递给目标核。人们普遍认为，调制表示为$v_\text{min}$的函数是共同的所有实验，无论暗物质分布。我们指出，年度调制作为$v_\text{min}$的函数，特别是在该速率是最大值和最小值的时候，可能是非常不同的，这取决于探测器材料。这将是具有不可因式分解的速度和目标材料依赖性的散射截面的指示。观测至少有两个不同目标要素的年调制对识别这种类型的截面是必要的。
2015-05-28 astro-ph.CO hep-ph
Search for An Annual Modulation in Three Years of CoGeNT Dark Matter Detector Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是公认的暗物质候选者。WIMP与敏感探测器的相互作用预计将显示出特有的年度调制率。我们发布了一个数据集，该数据集来自一个低背景锗探测器，旨在寻找这种特征。先前报道的调制持续存在，集中在一个区域的能量谱填充的指数过剩的未知来源。它的相位和周期符合现象学的预期，但它的振幅比标准WIMP星系晕的预测大$\sim$ 4-7倍。我们认为一个非麦克斯韦局部晕速度分布的可能性作为一个合理的解释，能够帮助调和最近报道的WIMP搜索异常。
2014-01-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Effect of Gravitational Focusing on Annual Modulation in Dark-Matter Direct-Detection Experiments
在暗物质直接探测实验中，由于地球绕太阳的轨道，散射率应该每年调整一次。通常认为，这种速率在6月1日左右达到极值，此时地球相对于暗物质风的相对速度最大。我们指出，引力聚焦可以改变这种调制阶段。未束缚的暗物质粒子被太阳的引力势聚焦，影响它们在实验室框架中的相空间密度。引力聚焦可以导致年度调制相位的显著整体偏移，这与低散射速度的暗物质最相关。对于O（10）GeV的暗物质，感应相移也可能是显著的，这取决于实验的阈值能量。
2014-01-31 astro-ph.CO hep-ph
On the annual modulation signal in dark matter direct detection
我们推导出在暗物质（DM）的直接探测实验的未调制事件率的年度调制信号的约束。一个独立于DM分布的细节的一般界限来自于地球绕太阳的运动是时间变化的唯一来源的假设。该界是有效的粒子物理模型的一个非常一般的类，也持有在存在一个未知的未调制的背景。更严格的界限，如果通过适度的假设DM晕的对称性。我们说明的界限，将它们应用到年度调制信号报告的DAMA和CoGeNT实验的框架内的自旋无关的弹性散射。虽然DAMA信号满足我们的界限，但可以为CoGeNT设置对DM质量的严格限制。
2012-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Direct dark matter search by annual modulation in XMASS-I
通过使用XMASS（一种单相液体氙探测器）寻找由于地球绕太阳旋转而产生的年度调制信号，对暗物质进行了搜索。用于分析的数据为359.2活日乘以2013年11月至2015年3月期间累积的832 kg暴露量。当我们假设弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质与靶核发生弹性散射时，得到了在8 GeV/c $^2$下WIMP-核子散射截面的不相容上限4.3 $\times$ 10 $^{-41}$ cm $^2$，并排除了在$\sim$ 10 $^{-40}$ cm $^2$下6 ~ 16 GeV/c $^2$范围内几乎所有的DAMA/LIBRA允许区.一个简单的调制分析的结果，没有假设任何特定的暗物质模型，但包括电子/ $γ$事件，显示出轻微的负振幅。对于零假设，两次独立分析获得的$p$值分别为0.014和0.068。获得了90%的C.可用于测试各种模型的上限。这是第一次广泛的年度调制搜索探测这一地区的曝光相当于DAMA/LIBRA。
2016-05-26 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
Fitting the annual modulation in DAMA with neutrons from muons and neutrinos
DAMA/LIBRA实验寻找暗物质从原子核散射的证据。来自DAMA的数据显示了9.2 σ的证据，证明了暗物质存在年度调制，这与暗物质的截面约为2 × 10 ^（-40）cm ^2是一致的。然而，这被其他直接检测实验排除。我们提出了一种替代源的年度调制的形式的中子，已从周围的材料中释放的探测器的8B太阳中微子和大气μ子的组合。μ子调制的相位滞后于数据30天，但是我们表明，添加调制中微子分量使组合信号的相位向前移动。此外，我们估计中微子和μ子需要大约1000 m^3的散射材料才能产生足够的中子来构成信号。根据目前的数据，我们的模型与暗物质一样适合，我们讨论了未来实验的前景，以区分两者。
2014-08-21 astro-ph.CO hep-ph
Search for annual modulation in low-energy CDMS-II data
我们报告了苏丹地下实验室低温暗物质搜索（CDMS II）实验中低能事件率的年度调制限制。这种调制可以由质量约为10 GeV/c^2的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的相互作用产生。我们没有发现与核反冲一致的否决-反符合单探测器相互作用事件率的年度调制的证据，并且在99%的置信水平下，在5-11.9 keVnr能量范围内，任何调制的幅度都限制在<0.06个事件[keVnr kg day]^-1。这些结果不利于解释报道的调制在1.2-3.2 keVee的能量范围内CoGeNT的核反冲产生的弹性散射的WIMP在>98%的置信度。对于与电子反冲相一致的事件，在3.0-7.4 keVee范围内观察到单探测器或多探测器相互作用没有显著的调制。
2012-09-18 astro-ph.CO hep-ex
Annual modulations from secular variations: not relaxing DAMA?
在最近的一篇论文[arXiv：2002.00459]中，Buttazzo等人展示了DAMA实验的年度调制速率如何可能被解释为一个伪像，这是由于依赖于时间的背景和解释它的方法之间的相互作用。在这项工作中，我们将这一假设与DAMA合作提出的正弦暗物质信号进行了比较。我们在贝叶斯方法中产生了多少实验观察支持每个假设的定量比较。我们的结论是，在考虑了DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验的公开数据后，与时变背景对年度调制负责的假设相反的几率降低了大于10^8的贝叶斯因子。在这项工作中，我们还阐述了一般方面的分析程序。事实上，为了优化背景减除程序，DAMA合作仅考虑持续时间约为一年的数据采集周期。我们认为，任何数据采集周期都是信息丰富的，我们提出了一个程序，包括这种效果，以及包括一个缓慢变化的组件的背景的可能性。
2020-03-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
DAMA/LIBRA annual modulation and Axion Quark Nugget Dark Matter Model
DAMA/LIBRA实验显示了$(1-6)~ {\rm keV}$能量范围内年度调制的$9.5 σ$证据，强烈表明所观察到的调制具有暗物质起源。然而，传统的解释在WIMP核子相互作用被排除在其他实验。我们提出了一个替代源的调制形式的中子，这已经从周围的材料中解放出来。我们的计算基于所谓的Axion Quark Nugget（AQN）暗物质模型，该模型最初是为了解释暗物质密度和可见宇宙物质密度之间的相似性而发明的，即$ Ω_{\rm dark} \sim Ω_{\rm visible}$。在我们的建议中，年度调制被证明是产生在keV的能量范围内，这是一致的DL观测$(1-6)~ {\rm keV}$范围。在我们的提议中，这个keV的能量尺度主要是由AQN暗物质粒子发射的中微子的光谱特性决定的，而没有能量超过6 keV的调制是由中微子能谱在$\sim 15$ MeV处的急剧截止来解释的。该方案可以直接通过COSINE-100、ANAIS-112、CYGNO等类似实验进行测试。还可以通过研究这些实验的信号与设计用于使用分布式声学传感（DAS）等仪器研究次声或地震事件的完全不同的检测器的特征之间的相关性来进行测试。
2020-04-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark-Matter Harmonics Beyond Annual Modulation
暗物质直接探测实验的计数率应每年调整一次，因为地球围绕太阳运动。我们发现，更高的频率调制，包括每日调制，也存在，在某些情况下，几乎一样强的年度调制。如果（i）暗物质是光，O（10）GeV，（ii）散射是非弹性的，或（iii）速度子结构存在，这些高阶模式是特别相关的;对于这些情况，高频模式是潜在的电流和吨级探测器可观察到的。我们推导出简单的表达式的谐波模式作为函数的天体物理和地球物理参数描述地球的轨道，使用更新的表达式地球的速度，纠正了文献中的一个常见错误。对于各向同性的晕速度分布，某些比例的模式是近似恒定的核反冲能的函数。各向异性分布也可以在谐波频谱中留下可观察到的特征。因此，高阶谐波模式是一个强大的工具，用于识别潜在的信号与银河系暗物质晕的相互作用。
2013-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Bayesian Analysis of time dependence of DAMA annual modulation amplitude
我们实施了一个测试的每个周期的年度调制幅度的变化在不同阶段的DAMA/LIBRA实验使用贝叶斯模型比较。使用频率论方法，之前的一项研究（Kelso等人，2018年）表明，跨越DAMA/NaI和DAMA/LIBRA相的第一相的DAMA振幅在多个能量箱中显示出对时间依赖性的轻微偏好。基于这种动机，我们首先使用贝叶斯技术表明，Kelso等人分析的上述数据显示出对2-5和2-6 keV能量区间中指数变化幅度的适度偏好。然后，我们对DAMA合作从升级后的DAMA/LIBRA实验的前两个阶段发布的最新调制幅度进行了类似的分析。我们还分析了DAMA合作发布的单次命中剩余率，以进一步寻找任何可能的时间依赖性。然而，我们没有发现任何证据的变异性的两个数据集使用贝叶斯模型选择。我们所有的分析代码和数据集都是公开的。
2021-08-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Precision measurement noise asymmetry and its annual modulation as a dark matter signature
暗物质可能由自相互作用的超轻量子场组成，这些场形成宏观物体。其中一个例子包括Q球，紧凑的非拓扑孤子预测的一系列理论是可行的暗物质候选人。当地球在银河系中移动时，与这些物体的相互作用可能会在地面实验中留下短暂的扰动。在这里，我们提出了一种新的暗物质特征：不对称性（和其他非高斯性），从而可能在精密量子传感器（例如原子钟、磁力计和干涉仪）的噪声分布中引起。此外，我们还证明，由于地球速度相对于暗物质晕的年度变化，这些签名将有相当大的年度调制。作为我们的形式主义的一个例子，我们将我们的方法应用于来自GPS卫星上的原子钟的6年数据，并对半径R < 10^4 km的宏观暗物质对象的耦合施加限制，该区域是使用相对稀疏的全球网络无法访问的。
2021-03-02 astro-ph.CO physics.atom-ph
Discriminating between Thermal and Nonthermal Cosmic Relic Neutrinos through Annual Modulation at PTOLEMY
如果大质量中微子是狄拉克粒子，那么PIMMY实验将有望通过$ν^{}_e + {^3}{\rm H} \to {^3}{\rm He} + e^-$发现宇宙中微子背景，捕获率为$Γ^{}_{\rm D} \approx 4~{\rm yr}^{-1}$。近年来，有研究指出，狄拉克中微子的右手成分也可能在早期宇宙中大量产生，并成为宇宙遗迹中微子的额外热或非热成分，从而提高了对$Γ^{}_{\rm D} \approx 5.1~{\rm yr}^{-1}$或$Γ^{}_{\rm D} \approx 6.1~{\rm yr}^{-1}$的捕获率。在这项工作中，我们研究的可能性来区分宇宙遗迹中微子的热谱和非热谱通过测量捕获率的年度调制。对于$0.1~{\rm eV}$的中微子质量，我们发现在标准情况下的年调制幅度是${\cal M} \approx 0.05\%$，在额外的热和非热右手中微子存在下，它将分别增加到$0.1\%$和$0.15\%$。未来对这种调制的探测将有助于理解大质量中微子的Majorana或Dirac性质。
2016-12-08 astro-ph.CO hep-ph
Search for solar Kaluza-Klein axion by annual modulation with the XMASS-I detector
在标准四维时空之外的大额外维度理论中，轴子可以在这样的额外维度中传播，并获得卡鲁扎-克莱因（KK）激发。这些KK轴子是在太阳中产生的，可以解决太阳日冕无法解释的加热问题。虽然大多数的KK轴子逃离了太阳系，但一小部分被引力困在围绕太阳的轨道上。它们会在地面探测器中衰变成两个光子。事件发生率预计每年根据与太阳的距离进行调整。我们已经使用$832\times 359$ kg $\cdot$天的XMASS-I数据搜索了年度调制特征。没有发现明显的事件率调制，因此，我们设置的第一个实验约束的KK轴子-光子耦合$4.8 \times 10^{-12}\, \mathrm{GeV}^{-1}$在90%的置信水平的KK轴子数密度为$\bar{n}_\mathrm{a} = 4.07 \times 10^{13}\, \mathrm{m}^{-3}$，额外的维度$n = 2$的总数，和额外的维度$δ= 2$的数量，轴子可以传播。
2017-11-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for sub-GeV dark matter by annual modulation using XMASS-I detector
通过在单相液体氙探测器XMASS中寻找年调制信号，对质量在亚GeV区域（0.32-1 GeV）的暗物质（DM）进行了搜索。伴随着韧致辐射的非弹性核散射被用来搜索到1千电子伏的电子等效能量。所用数据的有效期为2.8年（日历时间为3.5年），总接触量为2.38吨-年。没有观察到显著的调制信号，并且为DM-核子截面设置了0.5 GeV下$1.6 \times 10^{-33}$ cm $^2$的90%置信水平上限。这是研究韧致辐射效应介导的DM的第一个实验结果。此外，搜索DM的质量在多GeV的区域（4-20 GeV）进行了较低的能量阈值比以前的分析XMASS。弹性核散射被用来搜索下至2.3 keV的核反冲当量能量，并在8 GeV的上限为2.9 $\times$ 10 $^{-42}$ cm $^2$。
2018-12-22 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
Prospects for Distinguishing Dark Matter Models Using Annual Modulation
最近的研究表明，在暗物质直接探测实验中出现假定信号的情况下，正确识别潜在的暗物质-核相互作用将是一项具有挑战性的任务。鉴于对即将到来的第二代实验中反冲事件计数的最乐观预期，只有在各种互补目标上同时观察到强信号时，才有可能区分产生反冲能谱中不同特征的相互作用。然而，有很多可行的理论可以产生几乎相同的能谱，可能只是反冲率对暗物质速度的依赖性不同。在这项工作中，我们研究如何通过分析核反冲的时间依赖性，即每年的调制率，这种竞争模型之间的简并可能被打破。为此，我们模拟各种相互作用和实验的暗物质事件，并对所有模拟数据集进行贝叶斯模型选择分析，评估正确识别给定实验设置的输入模型的机会。我们发现，包括信息的年度调制率可能会显着提高一个单一的目标区分暗物质模型与近简并反冲光谱的能力，但只有与曝光超出预期的第二代实验。
2017-03-06 astro-ph.CO hep-ph
Model-independent comparison of annual modulation and total rate with direct detection experiments
不同的直接探测实验的相对灵敏度敏感地依赖于天体物理分布和暗物质的粒子物理性质，禁止模型无关的比较。如果两个实验使用相同的靶材料，情况就会发生根本性的变化。我们表明，在这种情况下，人们可以比较测量的年度调制和排斥的总速率的界限，而不作假设的天体物理学和粒子物理学没有（或只有非常一般）的假设。特别是，我们表明，暗物质的DAMA/LIBRA信号的解释可以最终测试与COSINUS，未来的实验采用相同的目标材料。我们发现，如果COSINUS排除了一个大约为$0.01\,\text{kg}^{-1}\,\text{days}^{-1}$的暗物质散射率，能量阈值为$1.8\,$ keV，分辨率为$0.2\,$ keV，它将排除所有关于暗物质散射钠和/或碘的DAMA/LIBRA的解释。
2018-06-06 astro-ph.CO hep-ph
Direct dark matter search by annual modulation with 2.7 years of XMASS-I data
由于地球绕太阳运行而产生的年度调制信号将是直接探测到暗物质的最强迹象之一。在2016年，我们报告了通过使用我们的单相液体氙XMASS-I探测器寻找这种年度调制来寻找暗物质。该分析导致在低能量下略微负的调制幅度。在这项工作中，我们纳入了一年多的额外数据，这使800个活日的暴露量增加了一倍多，目标质量相同，为832 kg。当我们假设弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质在氙靶上弹性散射时，通过我们新实现的数据选择，在90%置信水平下，将WIMP-核子散射截面的不相容上限提高了2倍至$\times$ 10 $^{-41}$ cm $^2$。对于模型无关的情况下，没有假设任何特定的暗物质模型，我们得到了更多的一致性与零假设比以前的$p$值为0.11的1 $-$ 20 keV的能量区域。该检索探测了该区域，暴露量大于DAMA/LIBRA。我们也没有发现任何显着的振幅在数据中的周期与周期之间的50和600天之间的能量区域1至6千电子伏。
2018-05-25 astro-ph.CO hep-ex nucl-ex
The dark matter: DAMA/LIBRA and its perspectives
实验观测和理论论证指出，暗物质（DM）粒子是宇宙中最重要的组成部分之一。这促使先驱DAMA实验研究这些粒子在星系晕中的存在，通过利用DM年调制率的模型独立签名和非常高的放射性纯设备在地下站点。本文介绍了DAMA/LIBRA-phase 2的另外两个年周期的观测结果，以及在国际原子能机构Gran Sasso国家实验室（LNGS）用DAMA观测到的长期存在的与模式无关的年调制效应。不同的实验配置进行了总结。DAMA/LIBRA-phase 2的改进实验配置，$\simeq$ 250 kg高放射纯NaI（Tl），允许降低软件能量阈值。DAMA/LIBRA第2阶段8个年周期的总暴露量为1.53吨$\times$年。DAMA/LIBRA-phase 2证实了信号的证据，该信号满足模型独立的暗物质年度调制特征的所有要求，在11.8 $σ$ C.L.。在（1-6）keV能区。在2 - 6 keV的能量范围内，其中数据也可从DAMA/NaI和DAMA/LIBRA-phase 1（2.86吨$\times$年）获得，实现了C.L.为13.7 $σ$ ;单次撞击闪烁事件的调制幅度为：$(0.01014 \pm 0.00074)$ cpd/kg/keV，测量相位为$(142.4 \pm 4.2)$天，测量周期为$(0.99834 \pm 0.00067)$年，所有这些值与DM粒子的预期值完全一致。迄今为…
2021-10-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter: DAMA/LIBRA and its perspectives
本文总结了在Gran Sasso实验室用不同的实验配置在地下深处用DAMA测量的长期独立于模型的年度调制效应，并将突出显示其前景。DAMA/LIBRA-第2阶段装置，$\simeq$ 250 kg高放射性纯NaI（Tl）证实了信号的证据，该信号满足高C.L.下与模型无关的暗物质年度调制特征的所有要求;在22个年度循环中，全暴露量为2.86吨$\times$/年。该实验目前正在DAMA/LIBRA-phase 2授权配置中收集数据，该配置具有更低的软件能量阈值。其他最近的索赔简短评论。
2022-09-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for dark matter annual modulation with DarkSide-50
本文利用DarkSide-50液氩时间投影室在40 eVee以上能区搜寻暗物质年度调制信号，未发现显著迹象，并创下此类搜寻的最低能量阈值纪录。
2024-11-22 astro-ph.CO hep-ex
Aberration features in directional dark matter detection
地球围绕太阳的运动导致暗物质粒子到达地球的速度的大小和方向每年都发生变化，其方式类似于恒星光的畸变。在定向探测器中，弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的像差以一种依赖于地球轨道速度和WIMPs速度的局部星系分布的方式调制核反冲方向的图案。知道了前者，WIMP光行差可以提供关于后者的信息，除了是确认地球旋转和WIMP的外星起源的一种奇怪的方式。虽然观察完整的像差模式需要非常大的曝光量，但我们认为，平均反冲方向或特定立体角上的事件计数的年度变化可以用适度大的曝光量来检测。例如，被垂直于地球轨道的平面隔开的银河半球的积分计数将每年调制，导致银河半球年调制（GHAM）的幅度大于通常的非定向年调制。
2012-07-11 astro-ph.CO
Halo-independent methods for inelastic dark matter scattering
我们提出了晕独立的方法来分析假设非弹性散射的暗物质直接探测实验的结果。我们专注于DAMA/LIBRA报告的年度调制信号，并提出了三种不同的Halo独立测试。首先，我们将其与Xenon 100的未调制速率上限进行比较，使用（a）年调制幅度必须小于未调制速率上限的琐碎要求，以及（b）基于地球速度扩展的年调制幅度上限。第三个测试使用非弹性散射信号形状的特殊预测，并允许在不参考任何天体物理学的情况下对数据进行内部一致性检查。我们的结论是，DAMA/LIBRA和XENON 100之间的强烈冲突的自旋无关的非弹性散射的框架可以建立独立的本地属性的暗物质晕。
2013-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Annual Modulation Analysis with Combined Nuclear and Electron Recoil Channels
本研究首次将电子通道年度调制加入DAMA/LIBRA分析，结合核与电子反冲，发现组合拟合增强显著性，但所有允许参数空间仍被其他零结果实验在90%置信水平排除。
2025-04-22 astro-ph.CO hep-ex
Dark Matter Particles in the Galactic Halo
DAMA/LIBRA-阶段1和之前的DAMA/NaI数据（累积暴露量为1.33吨$\times$/年，对应于14个年度周期）提供了9.3 $σ$ C. L的证据。利用高放纯NaI（Tl）靶，在已开发的与模型无关的暗物质年调制特征的基础上，对星系晕中是否存在暗物质粒子进行了研究。结果和比较将很快得到解决，以及目前正在运行的DAMA/LIBRA-phase 2的前景。最后，在本研讨会的讨论部分中提出的一些论点在附录中提到。
2014-12-18 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Time-dependent rate of multicomponent dark matter: Reproducing the DAMA/LIBRA phase-2 results
目前暗物质直接探测的范例是假设暗区仅由单个粒子种类组成。在这篇简短的论文中，我们观察到，暗物质包括一个轻和一个重的组成部分，调制相位导致有趣的现象，在每年的调制实验。作为一个说明性的例子，我们使用最近发布的DAMA/LIBRA第2阶段的结果，具有较低的能量阈值。紧接着，有人认为，一个单组分自旋独立的暗物质解释所观察到的年度调制是强烈不赞成或排除，除非违反同位旋耦合调用。我们表明，一个简单的两个组件的扩展可以重现所观察到的光谱，而不需要调用微调耦合。使用公开的DAMA/LIBRA数据，我们进行了一个适合的DAMA/LIBRA能谱的年度调制幅度的情况下，有两个暗物质组件。我们还考虑了引力聚焦如何不同地影响轻分量和重分量的相位，这导致了总的时间依赖速率的非平凡效应。我们的结果表明，在最简单的等截面的同位旋守恒耦合情况下，存在唯一的解，与数据一致。在这项工作中发现的显着特点是至关重要的暗物质解释任何观察到的年度调制。
2019-01-16 astro-ph.CO hep-ph
Inelastic Dark Matter and DAMA/LIBRA: An Experimentum Crucis
DAMA/LIBRA合作已经检测到每年调制的反冲率在碘化钠晶体与预期的WIMP散射事件的阶段。这个信号与其他弹性散射弱尺度WIMP实验的上限明显不一致。然而，结果是兼容的情况下，非弹性暗物质（iDM）。由Tucker-Smith和Weiner实现的iDM理论将WIMP约束到sigma_n-delta空间中的紧密轮廓，其中delta是基态和激发WIMP之间的质量差。直接探测的当务之急是测试这种情况。对DAMA的iDM解释的关键测试--一个“十字实验”--是一个方向敏感性实验，它可以测量每天的方向调制。因为对比度可以是100%，所以这是一个比速率中小得多的年度调制更尖锐的测试。我们估计这样一个实验的重要性作为一个功能的WIMP质量，截面，背景率，和其他参数。拟议的实验严重限制了DAMA/iDM方案，即使在气态氙的适度暴露（约1000 kg/天）下也是如此。
2010-09-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Gravitational Focusing and Substructure Effects on the Rate Modulation in Direct Dark Matter Searches
我们研究了太阳对暗物质的引力聚焦（GF）如何影响非定向直接暗物质搜索中预期信号的年度和两年调制，在局部暗晕中存在暗物质子结构.我们认为人马座流和一个可能的黑暗的磁盘，并表明，GF抑制一些，但不是所有的显着特点，将表征子结构的黑暗晕被GF忽略。
2015-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Is the effect of the Sun's gravitational potential on dark matter particles observable?
我们考虑了太阳引力势对暗物质粒子的局部相空间分布的影响，着重讨论了它对直接探测实验中年度调制信号的影响。我们执行一个适合的调制信号中观察到的DAMA/LIBRA，并表明，允许的区域收缩，如果太阳引力聚焦（GF）相比，没有GF。此外，我们认为一个可能的信号在一个通用的未来直接检测实验，无论DAMA/LIBRA信号。即使散射截面接近电流边界，氙靶的大曝光量为270吨/年，也很难从数据中确定GF的存在。在该地区的暗物质质量低于40 GeV的年度调制信号可以建立我们假设的实验装置，但GF是可以忽略不计的低质量。在高质量区，GF更重要，年调制本身的意义很低。我们得到了类似的结果，如Ge和Ar较轻的目标。我们还评论非弹性散射，注意到GF变得有点更重要的放热散射相比，弹性的情况下。
2014-05-27 astro-ph.CO hep-ph
Calculated WIMP signals at the ANDES laboratory: comparison with northern and southern located dark matter detectors
弱相互作用大质量粒子（WIMP）可能是宇宙暗物质的组成部分。WIMP的探测是通过形成探测器的原子核的反冲来发出信号的。苏丹地下实验室（SUL）的CoGeNT和大萨索国家实验室（LNGS）的DAMA报告了归因于WIMP的信号的年度调制数据。这两个实验都位于北半球的实验室。暗物质探测器计划在南半球的实验室中运行（或已经运行），如澳大利亚Stawell地下物理实验室（SUPL）的SABRE和南极的DM-ICE。在这项工作中，我们分析了依赖的昼夜和年度调制的信号，有关检测的弱相互作用，实验室的坐标，可能会在计划中的新的地下设施ANDES（阿瓜内格拉深实验场），建立在圣胡安，阿根廷进行实验。我们预测放置在ANDES的碘化钠和锗型探测器，比较DAMA，CoGeNT，SABRE和DM-ICE阵列，发现信号的昼夜调制，在网站的ANDES，放大其最大值，无论是碘化钠（锗）型探测器，而每年的调制保持不受坐标从北到南的变化。
2016-11-02 astro-ph.CO
Prospects For Identifying Dark Matter With CoGeNT
先前已经表明，CoGeNT合作报告的过量事件可以通过弹性散射质量约为5-15 GeV的暗物质粒子产生。这个质量范围与DAMA/LIBRA观测到的年度调制和费米伽马射线太空望远镜数据中确定的银河系中心周围区域的伽马射线非常相似。然而，要确信CoGeNT的过量是暗物质的结果，可能需要进一步的数据。在本文中，我们对CoGeNT数据的第一个全年及其计划升级进行了预测。这些数据不仅可以更精确地限制核反冲事件的光谱和相应的暗物质参数空间，而且还可以识别速率的季节性变化。特别是，如果CoGeNT过量是暗物质的产物，那么一年的CoGeNT数据将可能揭示具有2-3 $σ$的显著性的年度调制。计划中的CoGeNT升级不仅将检测这种具有高度意义的年度调制，而且将能够测量调制幅度的能谱。这些测量对于无可辩驳地确认这些事件的暗物质起源至关重要。
2010-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Monthly Modulation in Dark Matter Direct-Detection Experiments
在暗物质直接探测实验中，由于地球相对于银河系暗物质晕的运动，信号应该表现出调制特征。由于地球绕太阳公转和绕自身轴自转，年调制和日调制以前已经被探索过。月调制是直接探测信号中存在的另一个这样的特征，并且提供了一种几乎独立于模型的方法来区分暗物质信号事件和背景。在这里，我们研究每月调制详细的WIMP和WISP暗物质搜索，检查地球的运动的影响，地球的地月重心和引力聚焦由于月球。对于WIMP搜索，我们计算了计数率的每月调制，并显示其影响太小，在可预见的未来无法观察到。对于WISP暗物质的实验，我们表明，由WISP光子转换产生的光子的频率进行每月调制的转变，这是检测与当前的技术，一般不能被忽略在高分辨率的WISP搜索。
2016-06-19 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Axion Quark Nugget Dark Matter: Time Modulations and Amplifications
本文研究了文献[1，2]中提出的轴子产生的新机制。这种机制是基于所谓的Axion Quark Nugget（AQN）暗物质模型，该模型最初是为了解释暗物质和可见宇宙物质密度的相似性而发明的。我们进行数值模拟，以评估地球表面的轴子通量。我们检查年度和每日调制，这已经研究过，并已知发生任何类型的暗物质。我们还讨论了一种新的类型的短时间的增强，这是唯一的AQN模型：统计波动和突发式放大，这两者都可以大大放大的轴子信号，一个因素$\sim10^2-10^3$的一个非常短的时间。本文研究了质量窗$10^{-6}{\rm\,eV}\lesssim m_a\lesssim10^{-3}\rm\,eV$内AQN诱导的轴子的典型速度$\langle v_a\rangle\sim0.6c$。我们还评论了宽带检测策略，以寻找这样的相对论性轴子通过研究每日和每年的时间调制以及随机突发放大。
2020-01-23 astro-ph.CO hep-ph
Intra-day variability observations of S5 0716+714 over 4.5 years at 4.8 GHz
我们的目标是寻找证据的BL Lac对象S5 0716+714的时间尺度的年度调制。2005 - 2009年，利用乌鲁木齐25米射电望远镜4.8GHz观测了月内日变（IDV）。该源显示出突出的IDV以及长期的通量变化。IDV时间尺度确实显示了支持年度调制的证据，这表明0716+714的IDV是由星际闪烁主导的。该源在2008年年中至2009年年中经历了一次强烈的爆发阶段; 2009年末观测到第二次强烈耀斑，但未发现总通量密度与IDV时间尺度之间的相关性，这意味着该源的耀斑状态对其日内变率的一般特征没有严重影响。然而，我们发现，内喷流的位置角是不断变化的，这可能会导致每年的调制噪声在各向异性ISS模型拟合。还有迹象表明，最低IDV振幅（均方根通量密度）对应于IDV的最慢时标，这与IDV的ISS原点0716+714一致。
2012-06-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Mirror and hidden sector dark matter in the light of new CoGeNT data
CoGeNT合作最近提供了在15个月内收集的新数据。除了更精确地测量核反冲候选事件的光谱外，他们还宣布了年度调制信号的证据。我们研究的背景下，镜像/隐藏部门的暗物质模型这些新的结果的影响。我们发现，新的CoGeNT数据可以在这个框架内解释与DAMA年度调制信号的参数空间一致，和其他实验的零结果。我们还指出，在低能量的CoGeNT光谱观察到遵守$dR/dE_R \propto 1/E_R^2$，这表明，暗物质通过卢瑟福散射，而不是更常见的假设接触（四费米子）相互作用。
2011-07-20 astro-ph.CO hep-ph
Very Long Baseline Array observations of the Intraday Variable source J1128+592
平谱射电源的短时间尺度通量密度变化通常被解释为银河系湍流电离星际物质中无线电波的散射。支持这一观点的最有说服力的观测论据之一是地球围绕太阳的轨道运动引起的变率时间尺度的年度调制。J1128+592是一个IDV源，其变率时间尺度可能存在年调制。我们观察了6个时代的VLBA在5，8和15 GHz的总强度和偏振的源。VLBA观测揭示了一个东西向的核心喷流结构。它的位置角与由年调制模型导出的各向异性角一致。在质量尺度上，VLBI没有观测到明显的长期结构变化，但是，与档案数据相比，VLBI核心尺寸扩大了。这种扩张为观察到的IDV强度降低提供了可能的解释。VLBI偏振测量表明，地核和喷流的电矢量位置角和旋转量发生了显著变化。所观察到的RM的变化的一部分可以归因于散射屏幕（37 pc的距离），其中包括源（核心和射流），这可能是负责IDV。偏振子分量的叠加低于角分辨率极限也可能影响所观察到的RM。
2009-10-20 astro-ph.CO
Long-Range Forces in Direct Dark Matter Searches
我们讨论了积极的迹象，一个可能的暗物质信号在直接检测实验中的暗物质粒子和原子核之间的相互作用的机制，通过交换的光介质，导致远程相互作用。我们分析了DAMA和CoGeNT实验观测到的年调制结果以及CRESST观测到的过剩事件。在我们的分析中，我们讨论了相关的不确定性的速度分布的银河系暗物质和通道效应在碘化钠。我们发现，长程力是一个可行的机制，它可以提供完全一致的重建暗物质属性从各种实验数据集，特别是对于质量的光介质在10-30 MeV范围和轻暗物质与质量约10 GeV。的光介质的质量和散射截面的相关界限，然后推导出，每年的调制效应是由于这一类的长程力。
2012-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Uncertainties in tellurium-based dark matter searches stemming from nuclear structure uncertainties
该研究以二氧化碲为靶，量化核壳模型不确定性对Galilean EFT–WIMP耦合90%上限及年度调制预测的影响，发现其可与氙相比、部分超100%，但调制相位稳健。
2025-03-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Composite Dark Matter and Puzzles of Dark Matter Searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中暗物质搜索的积极结果，与其他小组的结果放在一起，可能意味着宇宙学暗物质的非平凡粒子物理解决方案。带-2电荷的稳定粒子，在O-氦“原子”（OHe）中与原始氦结合，代表了暗物质的一种特定的比冷的核相互作用形式。在地球物质中OHe的速度变慢，因此在低温实验中直接探测地下暗物质的方法是难以实现的。然而，在DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中，Na和I核对OHe的辐射俘获会导致能量释放在2-5 keV区间内的年变化。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Statistical Tests of Noise and Harmony in Dark Matter Modulation Signals
当前工作的目的是对来自暗物质直接探测实验的数据以及相关数据集进行详细的时间序列分析。我们研究最近的说法，宇宙射线μ介子通量可以负责产生调制信号所看到的DAMA，最近，由CoGeNT合作。我们没有发现这种强相关性的证据，并表明这两种现象在功率谱，相位，并可能在振幅不同。此外，我们更详细地调查，暗物质散射的时间依赖性。由于信号是周期性的，周期为一年（由于地球围绕太阳的运动），因此可以预期存在较高的谐波。我们发现，高次谐波一般具有类似的相位，特别是一年两次的调制模式可以提供另一种处理在实验室中寻找暗物质。
2012-02-21 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
New Constraints and Prospects for sub-GeV Dark Matter Scattering off Electrons in Xenon
我们详细研究了亚GeV的暗物质对氙中电子的散射，包括预期的电子反冲谱和周年调制谱。我们得到改进的约束，使用低能量的XENON 10和XENON 100电离的数据。对于XENON 10，除了包括对应于大约$1-3$电子的电子反冲数据之外，我们还首次包括了具有$\gtrsim 4$电子的事件。假设散射是动量无关的，这加强了以前的横截面的约束，几乎一个数量级的暗物质质量超过50兆电子伏。可用的XENON 100数据对应于具有$\gtrsim 4$电子的事件，并且导致与XENON 10绑定在50 MeV以上的约束相当的约束。我们证明，在即将到来的氙实验（XENON 1 T，XENONNT，LZ）的年度调制信号的搜索可以大大提高上述界限，即使在大背景的存在下。我们还强调，在亚GeV暗物质的简单基准模型中，暗物质-电子散射率可以高达XENON 1 T（XENONNT或LZ）实验中每十（两）秒发生一次事件，而不会与任何其他已知的实验界限相冲突。虽然有几种背景源可以产生单电子或少电子事件，但大事件率可能与暗物质信号一致，不应该简单地将其视为纯粹的探测器好奇心。这一事实激发了对仅电离（“仅S2”）数据的详细分析，同时考虑到信号速率的预期年度调制谱以及DM诱导的电子反冲谱，这是信号和背景之间的另一个强有力的判别。
2017-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Anapole Dark Matter after DAMA/LIBRA-phase2
我们重新审视的情况下，作为一个解释的DAMA年度调制的DAMA/LIBRA-phase 2的结果和改进的上限从其他DM搜索的阿那普尔暗物质。如果WIMP速度分布被假定为麦克斯韦分布，则无极暗物质无法提供与其他搜索兼容的DAMA调制的解释。尽管如此，由于其与钠靶的磁耦合，阿那普尔暗物质提供了一个更好的适合DAMA-相位2调制数据比一个等腰自旋独立的相互作用。一个与晕无关的分析表明，解释DAMA调制在2 keVee以上的阿那普尔暗物质方面基本上是不可能的，在面对其他零的结果，而DAMA/LIBRA相位2调制测量低于2 keVee是勉强允许的。我们的结论是，根据目前的测量，anapole暗物质似乎并不是一个可行的解释DAMA调制的整体。
2018-11-28 astro-ph.CO hep-ph
