Measuring Properties of Dark Matter at the LHC
我们回顾了在大型强子对撞机上测量暗物质性质的各种理论方法。
2013-09-26 hep-ph
Physics Motivation for a Pilot Dark Matter Search at Jefferson Laboratory
最近已经证明，寄生电子束固定靶实验计划将具有强大的发现暗物质和其他新的弱耦合粒子在MeV-GeV质量范围的潜力。该计划的第一阶段可以在杰斐逊实验室使用霍尔D电子束流收集器下游的现有塑料闪烁体探测器实现。本文研究了这种实验的物理潜力，并强调了它对非弹性“激发”暗物质和亲轻子暗物质的独特敏感性。其中第一个在传统的直接检测实验中是运动学上无法访问的，并且具有潜在的“吸烟枪”低背景签名。
2014-03-26 hep-ex hep-ph
A Laboratory Search for Dark Energy
加速宇宙的发现有力地表明了标量场的存在，这不仅有望解决当今版本的宇宙学常数问题，或微调和符合问题，而且还提供了一种理解暗能量的方法。它还表明，约旦的标量张量理论现在将重新发现在新的灯光。本文提出了一种通过准平行入射光的低能光子-光子相互作用实验来寻找极轻标量场的方法。
2010-02-24 gr-qc hep-ph
Dark radiation: 21cm signals and laboratory tests
我们的宇宙完全有可能充满了暗辐射，例如SM中微子或新的物理状态，它们是由具有宇宙学长寿命的暗物质衰变产生的。如果以这种方式产生的非热中微子携带足够的能量，它们可以在旨在寻找相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的印记：暗物质和地下中微子实验。相反，以这种方式获得的暗光子的非常软的非热群体被允许超过CMB光子的数量密度许多数量级，而不与电流边界冲突。由于转换成普通光子的概率很小，这种情况可以通过宇宙学的21厘米信号进行测试。
2018-12-21 hep-ph
Laboratory constraints on chameleon dark energy and power-law fields
我们报告的结果从GammeV变色龙余辉搜索-通过光子/变色龙振荡内的磁场的变色龙粒子的搜索。这个实验对以前没有探索过的变色龙幂律模型和暗能量模型很敏感。这些结果排除了5个数量级的耦合变色龙的光子覆盖范围的4个数量级的变色龙有效质量，并为个别变色龙模型，排除4和12个数量级之间的变色龙耦合到物质。
2010-10-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Laboratory constraints on ultralight axion-like particles from precision atomic spectroscopy
本研究利用原子跃迁频率比随时间变化的精密测量，在低质量区获得了对超轻类轴子粒子暗物质的领先实验室约束，并提出后续提升灵敏度的测量方向。
2023-12-06 hep-ph physics.atom-ph
Constraining Dark Matter Models with a Light Mediator from CDEX-10 Experiment at China Jinping Underground Laboratory
利用CDEX-10实验205.4公斤·天数据，对含轻媒介子暗物质模型设定90%置信水平上限，排除2~5 GeV质量新参数空间，并约束自相互作用暗物质模型参数区。
2024-11-12 hep-ph
Measuring Dark Matter at Colliders
我们探讨了在粒子对撞机实验中测量暗物质性质的需要和前景。我们讨论了粒子暗物质的推断属性和物理之间的联系，预计将被发现的大型强子对撞机（LHC）和国际直线对撞机（ILC）和激励的必要性，测量详细的暗物质属性在对撞机。然后，我们调查了一个模型无关的签名的暗物质在对撞机和讨论其可观测性。接下来，我们将研究在最小超引力（mSUGRA）参数空间中使用两个示例点精确测量暗物质特性的前景。在这种测量中遇到的主要困难之一是对不可观测的重态的质量缺乏约束。我们讨论了一种新的方法，实验得出这样的重质量的估计，然后得出结论。
2005-09-26 hep-ph
Measuring Dark Matter Distribution in Directional Direct Detection
直接探测暗物质不仅可以测量暗物质的反冲能量和方向，而且可以了解银河系中暗物质的分布。麦克斯韦分布通常被认为是地球附近的分布，然而，已经有人提出了银河系潮汐流引起的偏离。我们探讨的可能性区分的分布直接检测使用核乳胶。
2013-12-11 hep-ph
Dark matter, supernova neutrinos and other backgrounds in direct dark matter searches. The ANDES laboratory prospects
暗物质粒子可以通过它们与原子核的弹性散射直接探测到。下一代实验最终可以找到暗物质候选者的物理证据。考虑到这一动机，我们计算了氙探测器中暗物质粒子的预期信号。通过考虑最小超对称标准模型内的不同质量和参数进行计算。由于探测器也可以探测到中微子，我们在形式上分析了超新星中微子信号，包括一个不育中微子。使用这个3+1方案，我们对正常和逆质量层次进行预测。为了执行计划的直接检测实验的响应的研究，将位于ANDES（阿瓜内格拉深实验场），我们已经计算了中微子的背景下的贡献，考虑到反应堆的中微子和地中微子在该实验室的网站。作为测试探测器，我们采用了Xenon1T型阵列。
2022-02-08 astro-ph.HE hep-ph
Entering the Era of Measuring Sub-Galactic Dark Matter Structure: Accurate Transfer Functions for Axino, Gravitino & Sterile Neutrino Thermal Warm Dark Matter
本文针对轴子微子、引力微子与惰性中微子等热温暗物质模型，首次计算自旋3/2粒子的转移函数，并修正了自旋1/2粒子的转移函数拟合，为当前及未来小尺度结构约束提供更精确的理论预测。
2023-04-12 astro-ph.CO hep-ph
Simple and robust method for search Dark Matter particles and measuring their properties at ILC in various models of DM
我提出了一种简单的方法来寻找暗物质粒子和一些相关的粒子，它允许在广泛的暗物质模型中可靠地测量它们的质量和自旋。
2010-11-16 hep-ex hep-ph
Constraints on axion-nucleon coupling constants from measuring the Casimir force between corrugated surfaces
通过测量球和板的正弦波纹表面之间的法向和侧向Casimir力，我们得到了类轴子与核子的耦合常数的更强的实验室约束.为此，计算了在实验组态中由于质子和中子之间的两个轴子交换而产生的法向和侧向附加力。我们的约束以下的正常和横向卡西米尔力的测量是强于实验室的限制，迄今为止报道的质量大于11 eV和8 eV的类轴子粒子，分别。在类轴子质量从10^{-10}eV到20 eV的宽范围内，对由磁强计测量、Eotvos和Cavendish型实验以及Casimir效应得到的类轴子与核子的耦合常数的各种实验室约束条件进行了比较。
2014-08-31 hep-ph quant-ph
Complementarity between Cosmic String Gravitational Waves and long-lived particle searches in a laboratory
本文针对亚稳态长寿命粒子催化的早期物质主导时期，通过U(1)扩展暗区示例证明宇宙弦引力波探测与实验室长寿命粒子搜索的互补性，确定了对应实验的互补参数空间。
2025-11-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Laboratory Tests of Chameleon Models
我们提出了一个粗略的概述变色龙模型的暗能量和他们的实验室测试，重点是光学和卡西米尔实验。测量初始偏振激光束椭圆率的光学实验对变色龙与光子的耦合很敏感。下一代卡西米尔实验也许能够揭示平行板之间由变色龙介导的标量力的性质。
2009-11-05 hep-ph
Prospects for measuring dark matter microphysics with observations of dwarf spheroidal galaxies
银河系附近矮球状（dSph）星系中的暗物质湮灭有可能产生可探测的伽马射线特征。这个信号的幅度取决于dSph中的暗物质密度、暗物质粒子质量、湮灭中产生的光子数以及可能与速度相关的暗物质湮灭截面。我们认为，如果从多个dSphs的湮灭信号的幅度可以测量，它是可能的，以确定速度依赖性的湮灭截面。然而，我们表明，这样做将需要改进的dSph密度分布的约束，包括控制系统的不确定性的可能来源。对未来的改进做出合理的假设，我们对当前和未来的实验--包括费米、CTA和AMEGO --约束暗物质湮灭速度依赖性的能力进行了预测。
2021-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
An approach toward the laboratory search for the scalar field as a candidate of Dark Energy
观测到的加速宇宙表明暗能量的存在，这可能是解释在一个非常轻的引力标量场。我们提出了一种方法来探测这个标量场，它有助于通过共振的准平行碰撞几何光学光的光散射。正如我们发现的那样，具有特定偏振态的频移光子可以是标量场交换过程的独特特征，尽管由于与光子的引力弱耦合而导致其宽度非常窄。主要重点将放在制定一个原型的理论方法，然后显示如何从引力耦合的弱信号增强在激光实验中工作的其他非引力效应。
2011-08-20 gr-qc hep-ph quant-ph
Screened Scalar Fields in the Laboratory and the Solar System
针对暗能量与暗物质起源未知的问题，本文汇总了chameleon、symmetron、环境相关伸缩子三类屏蔽标量场模型的最新实验约束，结合多类实验结果并预测了CANNEX实验的约束情况。
2024-05-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring the Dark Force at the LHC
最近有人提出一种长程"暗力“来调解暗物质（DM）的湮灭。如果DM粒子在大型强子对撞机（LHC）中大量产生，那么亮暗力介质也将通过辐射产生。我们展示了如何以及如何精确地利用这一事实来测量暗力的耦合常数。光介质的质量是从它衰变到的“轻子喷流”测量的。此外，使用MT2技术测定DM颗粒的质量。了解这些量对于计算DM遗迹密度至关重要。
2009-08-01 hep-ex hep-ph
Constraints on Bosonic Dark Matter with Low Threshold Germanium Detector at Kuo-Sheng Reactor Neutrino Laboratory
本文报道了在国胜核电站的TEXONO实验中，利用$n$型点接触锗探测器314.15 kg/d的数据，对赝标和矢量玻色超弱相互作用大质量粒子（super-WIMP）的搜索结果。超级WIMP被吸收并在检测器中沉积总能量，使得实验特征是对应于超级WIMP质量的光谱峰。测量的数据与背景模型是兼容的，并没有观察到显着过量的超级WIMP信号。我们推导出新的上限耦合的电子与赝标量和矢量玻色子超弱相互作用粒子在sub-keV质量区域，假设他们是占主导地位的贡献，我们的星系的暗物质密度。
2019-01-17 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Measuring the Mass of Dark Matter at the LHC
人们已经开发了许多方法来测量不可见粒子的质量，这些方法只使用强子对撞机上可用的运动学信息。因为粒子是通过质量来识别的，所以这些方法在区分暗物质和伪暗物质时至关重要，伪暗物质中的中微子或其他无质量状态可以模拟暗物质信号。然而，与测量不可见粒子质量相关的不确定性可能如此之大，以至于无法将其与中微子区分开来。蒙特卡罗被用来估计一个看不见的粒子必须有多重的下限，以便在95%CL下与无质量的粒子区分开来，我们估计为O（10 GeV）。这个结果，在一个很好的近似下，与产生有质量的末态粒子的方式无关。如果存在质量为O（10 GeV）的轻暗物质粒子，那么它的存在将很难在LHC中明确识别，仅使用运动学信息。
2013-12-10 hep-ex hep-ph
Measuring the dark matter environments of black hole binaries with gravitational waves
在天体物理和原始起源的黑洞周围，当它们形成和成长时，会形成大的暗物质超密度。这种“黑暗的衣服”不可避免地会影响双星系统的动力学演化，并导致引力波形的失相，这可以用未来的干涉仪来探测。在本文中，我们介绍了一个新的分析模型，以快速计算引力波形的存在下，一个不断变化的暗物质分布。然后，我们提出了一个贝叶斯分析，确定何时可以区分打扮黑洞二进制从GR-在真空中的，以及如何以及他们的参数可以测量，以及如何接近他们必须是可检测的计划激光干涉仪空间天线（LISA）。我们表明，LISA可以明确区分黑暗的衣服从标准的二进制和表征周围的天体物理和原始黑洞的模型参数范围广泛的暗物质环境。我们的方法可以推广到评估的前景检测，分类和表征其他环境效应的引力波物理。
2022-04-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
More on the Hypercharge Portal into the Dark Sector
如果隐藏扇区包含一个以上的U（1）群，则在大质量U（1）场和超荷之间通常会出现额外的dim-4耦合（超出动力学混合）。它们的形式类似于Chern-Simons相互作用。我们研究这种耦合的现象学，包括实验室实验的限制和对暗物质的影响。隐藏的矢量场可以扮演暗物质的角色，暗物质的特征信号是来自银河系中心的单色伽马射线发射。我们表明，这种可能性是一致的大型强子对撞机和其他实验室的限制，以及天体物理界。
2013-05-29 hep-ph
Casimir, Gravitational and Neutron Tests of Dark Energy
我们调查实验室测试的暗能量理论，修改引力的方式概括的逆幂律变色龙模型。我们利用这些理论的断层描述，捕获$f(R)$模型的大曲率限制，的duplex和duplex。我们认为它们的影响，在各种实验中，一个新的标量相互作用的存在可能会被发现。更准确地说，我们专注于卡西米尔，Eot洗和中子实验。我们表明，在实验室中，puponons，puponons和广义变色龙模型是有效的测试。对于广义变色龙，我们修改他们的地位，在即将举行的卡西米尔实验，如在阿姆斯特丹的CANNEX，并表明他们是在检测范围内。
2014-12-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Laboratory Constraints on the Neutron-Spin Coupling of feV-scale Axions
本文通过重新分析K-$^3$He共磁力计约40天数据，利用新频域似然框架寻找超轻类轴子粒子的中子自旋耦合，将0.4至4 feV质量范围的约束提高了约五个数量级，且未发现暗物质轴子明确证据。
2023-04-04 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Exploring light dark matter with the DarkSPHERE spherical proportional counter electroformed underground at the Boulby Underground Laboratory
本研究提出了将在伯尔比地下实验室地下电铸的3米直径DarkSPHERE球形正比计数器概念，依托NEWS-G合作组经验，采用低本底设计与特殊气体混合方案，可提升0.05-10GeV轻暗物质的探测灵敏度，还可搜寻其他类型暗物质信号。
2023-12-14 hep-ex hep-ph
Prospects for measuring dark energy with 21 cm intensity mapping experiments
利用21 cm强度映射（IM）技术可以有效地进行大规模的中性氢调查，这种方法在测量暗能量参数方面具有很大的潜力。一些旨在测量$0<z<3$红移范围内的暗能量的21 cm IM实验已经被提出和执行，其中典型的使用单碟模式的实验包括，例如，BINGO、FAST和SKA 1-MID，以及使用干涉测量模式的那些包括例如，HIRAX、CHIME和天籁。在这项工作中，我们对这些典型的21厘米IM实验的测量暗能量参数的能力进行了预测。我们发现干涉仪在约束宇宙学参数方面有很大的优势。特别是，单独的天籁圆柱阵列可以达到$Λ$ CDM模型的精确宇宙学标准（即，参数精度优于1%。然而，对于约束动力学暗能量，我们发现SKA 1-MID表现得很好。结果表明，模拟的21 cm IM数据可以打破CMB数据中固有的参数简并，CMB+ SKA 1-MID在$w$ CDM模型中提供了$σ(w)=0.013$，在CPL模型中提供了$σ(w_0)=0.080$和$σ(w_a)=0.25$.与CMB+BAO+SN相比，天籁能在$Λ$ CDM和$w$ CDM中提供更严格的约束，而在CPL中提供更宽松的约束（比CMB+BAO更严格），组合CMB+BAO+SN+天籁给出$σ(w)=0.013$、$σ(w_0)=0.055$和$σ(w_a)=0.13$。另外，FAST（$0<z<0.35$）+SKA 1-MID（$0.35<z<0…
2021-12-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Measuring Galactic Dark Matter through Unsupervised Machine Learning
测量太阳附近暗物质的密度分布对暗物质理论和实验都有重要意义。在这项工作中，我们将自回归流应用于来自银河系型星系的真实模拟的恒星，以无监督的方式学习恒星相空间密度及其衍生物。有了这些作为输入，并在动态平衡的假设下，引力加速度场和质量密度可以直接从玻尔兹曼方程计算，而不需要假设圆柱对称或星系质量密度的特定函数形式。我们证明了我们的方法可以准确地重建模拟星系的质量密度和加速度分布，即使在运动学测量中存在类似盖亚的误差。
2022-05-02 astro-ph.GA hep-ph
Neutrino properties from the laboratory and the cosmos
本论文综合实验室与宇宙学数据研究中微子振荡、质量、非标准相互作用、CPT破坏及暗物质联系，并评估未来实验灵敏度。
2023-09-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Singularities in the single lepton energy spectrum for precise measuring mass and spin of Dark Matter particles at the e^+e^- Linear Collider
我们考虑的模型中，暗物质粒子$D$的稳定性是由新的量子数，称为D-宇称在这里的守恒。我们的模型还包含带电的$D$ -奇数粒子$D^\pm$。本文提出了通过研究过程$\epe\to D^+D^-\to DDW^+W^-$中单个轻子（$e$或$μ$）的能量分布来精确测量$D$ -粒子的质量和自旋的方法，该过程的可观测态为{ \it dijet + lepon}（$μ$或$e$）+ { \it nothing}.为了精确地确定$D$和$D^\pm$的质量，测量轻子能量分布中的奇点（上边缘和扭结或峰）就足够了。在此之后，即使粗略测量相应的横截面也允许确定$D$颗粒的自旋。这种方法没有通过双射流能量分布的边缘测量质量的已知方法的困难，代表$W$，该方法在测量单个射流的能量时不准确。
2012-11-11 hep-ex hep-ph
$R^2$ Dark Energy in the Laboratory
我们分析了在大宇宙尺度和实验室实验中，主要曲率平方对引力低能有效作用的贡献的作用。我们认为，在低能量的自然关系$c_0λ^2\simeq 1$之间的${\cal R}^2$系数$c_0$的Ricci标量平方项在这种扩展和暗能量规模$Λ=(λM_{\rm Pl})^4$在四维普朗克质量单位。我们展示了宇宙膨胀率的加速、引力的局部测试和模型的量子稳定性之间的相容性如何收敛，以选择这样一种关系，直到一个应该通过实验确定的系数。当嵌入这个低能量的引力理论到候选人的紫外线完成，我们发现，所提出的关系是保证在弦启发超引力模型与模量稳定和超对称破缺导致德西特紧化。在这种情况下，${\cal R}^2$重力的标量自由度与体积模量相关联。一旦用标量-张量理论来描述，有效理论就相当于一个大质量标量场，它与物质应力-能量张量的普适强度$β=1/\sqrt{6}$相耦合。当关系式$c_0λ^2\simeq 1$实现时，我们发现在天体物理学尺度和宇宙学中，标量场是超局域的，因此在如此大的尺度上不会产生效应。另一方面，标量场的质量被扭摆实验（如Eöt-Wash）中的第五种力的不可观测性所严格限制。事实证明，宇宙学中对暗能量尺度的观测意味着在不久的将来，标量场可以通过第五种力的实验来检测。
2018-05-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signatures of Non-thermal Dark Matter with Kination and Early Matter Domination: Gravitational Waves versus Laboratory Searches
暗物质（DM）的非热产生通常需要暗区与可见区的非常微小的耦合，因此在实验室实验中寻找是众所周知的挑战。在这里，我们提出了一种新的途径来测试这样的生产在非标准的宇宙学历史的背景下，使用引力波（GW）和实验室搜索。我们调查DM的形成从一个标量场的衰变，我们称之为再加热，因为它也再加热宇宙时，它衰变。我们考虑宇宙在再加热支配宇宙的能量密度并最终衰变为标准模型和DM粒子之前，与\textit{kination-like}刚性状态方程（$w_{\rm kin}>1/3$）经历一个阶段性的衰变的可能性.然后，我们研究如何一阶张量扰动在膨胀过程中产生的，其幅度可能会得到放大，在kination时代，并导致可检测的GW信号。要求再加热产生所观察到的DM遗物密度，我们表明，再加热的寿命和分支分数由宇宙学的情况。特别是，我们表明，它是长寿命的，可以通过各种实验，如DUNE，FASER，FASER-II，MATHUSLA，SHiP等搜索。我们还确定了参数空间，导致互补的观测GW探测器，如LISA和u-DECIGO。特别是，我们发现，一个类似的运动周期与状态方程参数$w_{\rm kin}\approx 0.5$和再热质量$\mathcal O(0.5-5)$ GeV和DM质量的$\mathcal O (10-100)$ keV可能会导致相当大的印记，在这两种搜索。
2022-09-21 gr-qc hep-ph
Prospects for measuring the Hubble constant and dark energy using gravitational-wave dark sirens with neutron star tidal deformation
本文研究利用第三代引力波探测器观测双中子星并合潮汐形变所得暗标准警报，仅凭此类数据即可精确测量哈勃常数与暗能量状态方程，精度分别达0.15%和0.95%，有望解决哈勃张力问题。
2023-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravity Probe-DM: The Gravitational Laboratory for Dark Matter
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Los Alamos National Laboratory (LANL)（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Arizona（亚利桑那大学）
该研究提出Gravity Probe-DM方案，利用航天器精密测距探测太阳系暗物质，可将信号从亚皮米级移至纳米级，探测能绘制本地暗物质引力图并研究其产生流。
2026-08-03 hep-ph
Improving Dark Matter Searches by Measuring the Nucleon Axial Form Factor: Perspectives from MicroBooNE
费米实验室的MicroBooNE中微子实验正在为助推器中微子束建造一个液氩时间投影室，以研究中微子振荡以及与核子和原子核的相互作用，从2014年开始。我们描述了实验，并专注于其独特的能力，以测量截面在低值的$Q^2$。特别是，中性流弹性散射截面特别有趣，因为它对奇异海夸克自旋对核子角动量$Δs$的贡献很敏感。暗物质搜索的影响进行了讨论。
2014-06-19 hep-ex hep-ph
Measuring a Light Neutralino Mass at the ILC: Testing the MSSM Neutralino Cold Dark Matter Model
LEP实验给出的中性伴子质量下限约为46 GeV，然而，这依赖于超对称大统一关系。放弃这个假设，中性伴子质量的实验下限完全消失。然而，最近的分析表明，在最小超对称标准模型（MSSM）中，轻中性伴子暗物质候选者的质量下限约为7 GeV。鉴于此，我们调查的质量灵敏度在ILC非常轻的中性伴子。我们研究了slepton对的产生，以及slepton衰变为轻子和最轻的中性伴子的过程。我们发现，几个GeV的中性伴子的质量测量精度是2 GeV左右，甚至更少，如果相关的slepton是足够轻。因此，我们得出结论，ILC可以帮助验证或证伪的MSSM中性伴子冷暗物质模型，即使是非常轻的中性伴子。
2011-01-04 hep-ph
Measuring the dark matter velocity anisotropy in galaxy clusters
宇宙包含的暗物质大约是正常重子物质的6倍，直接观察到暗物质和重子之间的根本差异对于我们理解暗物质结构都很重要，并为我们提供有关暗物质粒子基本特征的信息。我们讨论了平衡态暗物质结构的一个显著特征，即局部暗物质温度可能依赖于方向的性质。这与重子气体形成鲜明对比。我们使用X射线观测两个附近的，放松的星系团，假设流体静力平衡和相同的暗物质和气体温度的外部集群区域，测量此暗物质温度各向异性β_dm，与非参数蒙特卡罗方法。我们发现，beta_dm是大于重子气体，beta_gas=0，在超过3西格玛的信心预测值。观测到的温度各向异性值与宇宙学N体模拟的结果相当一致，并表明暗物质粒子的平衡不受与重子气体相反的局部点状相互作用的控制。
2007-11-08 astro-ph hep-ph
A Dark Matter Hurricane: Measuring the S1 Stream with Dark Matter Detectors
最近发现的S1流以低倾角、反向旋转的轨道穿过太阳附近。S1的前身是一个矮星系，其总质量与现在的天炉座矮椭球相当，因此预计该星系流将具有显著的DM成分。我们计算的影响的S1流的WIMP和轴子探测器作为其不可测的暗分量的密度的函数。在WIMP探测器中，S1流提供更多的高能核反冲，因此将略微改善DM探测前景。我们发现，即使S1包括小于10%的局部密度，多吨氙WIMP探测器可以区分S1流从散装晕在相对较窄的质量范围内5和25 GeV之间。在定向WIMP探测器如CYGNUS中，S1更显著地增加了DM探测前景，因为它增强了WIMP信号的各向异性。最后，我们表明，轴子haloscopes拥有迄今为止最大的潜在敏感性的S1流。一旦轴子质量被发现，S1的独特速度分布可以很容易地从轴子功率谱中提取出来。
2018-11-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Measuring properties of a dark photon from semi-invisible decay of the Higgs boson
通过希格斯玻色子衰变为光子和不可见粒子，人们已经付出了相当大的努力来发现暗光子。一个尚未探索的问题是，如果在这个通道中发现过量的暗光子，那么在LHC上可以测量暗光子的哪些特性，以及我们是否可以确定这个信号是否确实是暗光子的信号。在本文中，我们试图解决这些问题的两个希格斯生产渠道：胶子融合和$Z$相关。首先，对无质量暗光子的质量上限和有质量暗光子的质量不确定性进行了展望。其次，我们研究了区分这个信号的希格斯衰变到一个引力伴子和一个中性伴子，衰变到一个光子和另一个引力伴子。最后，研究了观测希格斯粒子衰变为暗光子和$Z$玻色子的互补可能性。
2022-04-27 hep-ex hep-ph
New Observables for Direct Detection of Axion Dark Matter
我们提出了新的信号，用于直接探测超轻暗物质，如轴子。轴子或类轴子粒子（ALP）暗物质可以被认为是一个背景，经典领域。我们认为耦合这个领域引起的可观察到的影响，包括核电偶极矩，轴向核子和电子的时刻。这些力矩以实验室中可获得的频率（~ kHz至GHz）快速振荡，由暗物质质量给出。因此，与WIMP探测相反，我们不是寻找单个暗物质粒子的硬散射，而是寻找整个经典暗物质场的相干效应。我们计算当前的界限，这样的时间变化的时刻，并考虑利用NMR方法来搜索诱导自旋进动的技术。这些技术探测的参数空间远远超出了目前的天体物理学极限，并显着扩展了实验室探测。自旋进动是寻找这些超轻粒子的一种方法，但很可能有许多新类型的实验可以利用这种时变时刻来寻找暗物质。
2013-09-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological production of dark matter in the Universe and in the laboratory
Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）
本研究探讨了宇宙暴胀时期通过量子场产生暗物质的机制，并利用玻色-爱因斯坦凝聚实验模拟类比效应，揭示了非绝热转变对量子真空的影响。
2026-02-10 cond-mat.quant-gas gr-qc hep-ph
Measuring the neutron star equation of state from EMRIs in dark matter environments with LISA
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
LISA观测可利用EMRIs在暗物质环境中的信号区分中子星与黑洞及不同中子星方程 of state。
2026-09-21 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Maglev for Dark Matter: Dark-photon and axion dark matter sensing with levitated superconductors
本文提出利用磁悬浮超导体作为机械谐振器，通过电磁耦合探测暗光子和轴子暗物质，在Hz至kHz频率范围内实现领先的实验室灵敏度。
2024-03-15 hep-ex hep-ph quant-ph
Exploration of new experimental strategies for the detection of ultralight dark matter : laboratory searches on ground and in space
本论文研究地面与空间实验中探测超轻暗物质的新策略，针对暗光子-电磁耦合、标量场引起的质量与频率振荡、以及轴子-光子耦合导致的真空双折射等三种现象，建立理论模型并评估各实验方案的探测灵敏度。
2024-11-21 gr-qc hep-ph
Measuring Relic Abundance of Minimal Dark Matter at Hadron Colliders
我们考虑的特殊情况下，暗物质（DM）的候选人没有检测到直接检测程序时，实验灵敏度达到中微子通量背景。在这种情况下，如果DM候选者是WIMP类型，则在碰撞器处的DM搜索对DM遗迹丰度施加约束。具体地说，我们在最小DM模型的框架下考虑了三重态（五重态和七重态）DM，并探讨了在大型强子对撞机和未来100 TeV强子对撞机上发现DM候选者的可能性。如果在这种情况下，DM候选者在LHC被发现，那么需要额外的DM候选者来解释观测到的遗迹丰度。另一方面，在这些DM搜索程序在对撞机的空结果引起的DM遗迹丰度下限。
2018-10-17 hep-ex hep-ph
Measuring the Migdal effect in semiconductors for dark matter detection
Migdal效应受到了暗物质直接探测团体的广泛关注，特别是由于它对亚GeV粒子暗物质的限制。目前，还没有实验证实米格达尔效应通过核散射使用标准模型探针。在这项工作中，我们扩展现有的计算的Migdal效应的情况下，中子-核散射，特别关注在硅中的中子散射角分布。我们确定的运动学制度，其中假设目前的计算中的Migdal效应举行中子散射，并证明，这些包括可行的中子校准计划。然后，我们应用这个框架，提出了一个实验策略来测量Migdal效应在低温硅探测器使用升级到费米实验室的NEXUS设施。
2023-03-22 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Connecting Particle Physics and Cosmology: Measuring the Dark Matter Relic Density in Compressed Supersymmetry at the LHC
暗物质的身份是当今粒子物理学中最吸引人的话题之一。R-宇称守恒最小超对称标准模型（MSSM），它自然地提供了一个DM候选人的最轻的中性伴子（$\tildeχ_{1}^{0}$）的形式，被用作一个基准方案，以表明$Ω_{\tildeχ_{1}^{0}}h^{2}$的测量可以实现从欧洲核子研究中心大型强子对撞机的测量。重点放在压缩质谱区域，其中$\tildeχ_{1}^{0}$和$\tildeτ_{1}$之间的质量差很小，并且早期宇宙的$\tildeτ_{1}$ - $\tildeχ_{1}^{0}$共湮没（CA）机制发挥着重要作用。用于测量$Ω_{\tildeχ_{1}^{0}}h^{2}$的技术依赖于两个提出的对压缩超对称性（SUSY）的搜索：1）通过矢量玻色子融合（VBF）过程产生;以及2）从初始状态辐射（ISR）产生相关的高能喷流。这些方法允许在大型强子对撞机的遗迹丰度的任何模型，CA是一个重要的DM减少机制在早期宇宙的测定。因此，有可能证实我们今天观察到的DM是在早期宇宙中创造的$\tildeχ_{1}^{0}$。我们表明，从测量中的VBF和ISR超对称搜索在LHC，暗物质遗迹密度可以测量的不确定性为25%与3000 fb的$^{-1}$的13 TeV的质子-质子数据。
2018-01-11 hep-ph
Looking for dark matter on the light side
在众多的低质量暗物质候选者中，有QCD轴子，也有其他轻的和弱相互作用的粒子，这些粒子超出了标准模型。我们简要回顾了这种暗物质的情况下，并给出了一个概述最近的实验室搜索，在那里我们专注于利用这种粒子的潜在电磁耦合的实验。
2015-04-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measuring the metric: a parametrized post-Friedmanian approach to the cosmic dark energy problem
我们主张一个"参数化后弗里德曼“的方法来线性宇宙学，在膨胀和微扰增长的历史测量，而不假设爱因斯坦场方程举行。作为一个例子，对92个Ia型超新星的独立模型分析表明，如果没有某种形式的暗能量或修正的引力，给出膨胀历史的曲线具有错误的形状。我们讨论了如何即将到来的透镜，星系团，宇宙微波背景和莱曼α森林观测可以结合起来，追求这个程序，概括了追求一个暗能量状态方程，并预测的准确性，建议SNAP卫星可以达到。
2002-09-17 astro-ph gr-qc hep-ph
Studies of the Earth shielding effect to direct dark matter searches at the China Jinping Underground Laboratory
暗物质直接探测实验大多在地下深处的实验室进行。特别是对于大截面的暗物质粒子相互作用，有必要考虑地球的屏蔽效应。利用适用于其他地下场所的地球屏蔽模拟程序CJPL ESS，对中国锦屏地下实验室（CJPL）的暗物质的地球屏蔽效应进行了分析和模拟。利用CDEX实验数据对$χ$ -N截面排斥区进行了研究，得到了进一步的约束条件.
2022-03-09 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Hunting for Axionlike Dark Matter by Searching for an Oscillating Neutron Electric Dipole Moment
我们报告的超低质量类轴子暗物质的搜索通过分析的比存储的超冷中子和$^{199}$ Hg原子的自旋旋进频率的轴子诱导振荡的电偶极矩的中子和轴子风自旋旋进效应。没有观察到与暗物质一致的轴子质量范围$10^{-24}~\textrm{eV} \le m_a \le 10^{-17}~\textrm{eV}$的信号。我们的零结果设置的第一个实验室的约束耦合的轴子暗物质胶子，提高了3个数量级的天体物理学的限制，也提高了以前的实验室约束的轴子耦合到核子的一个因素的40。这些结果最初发表在Phys. Rev. X 7，041034中，本文主要是对其进行总结。
2018-05-25 hep-ex hep-ph
Direct Detection Constraints on Dark Photons with CDEX-10 Experiment at the China Jinping Underground Laboratory
我们报告的暗光子有效动力学混合参数（$κ$）的约束条件，从两个${p}$型点接触锗探测器的CDEX-10实验在中国锦屏地下实验室的数据。推导了太阳暗光子205.4 kg·d曝光量下$κ$的90%置信上限，探索了直接探测实验中质量（${m_V}$）为10 ~ 300 eV/ ${c^2}$的新参数空间.考虑暗光子作为宇宙学暗物质，从449.6 kg-天数据中设定了${m_V}$从0.1到4.0 keV/ ${c^2}$的90%置信水平的限值，最小值为${\rm{m_V=200\ eV/c^2}}$的${\rm{κ=1.3 \times 10^{-15}}}$。
2020-03-18 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Dark Photon Oscillations in Waveguide
本文提出在光时域反射仪装置中利用光纤激光探测暗光子与可见光子振荡所致功率变化，以高灵敏度实现宽质量范围的实验室暗光子搜寻。
2025-09-29 hep-ph hep-th physics.app-ph
Measuring neutrino masses and dark energy with weak lensing tomography
对遥远星系弱引力透镜的观测将是未来宇宙学研究的重点之一。我们研究了这样的调查约束中微子质量和状态方程参数的暗能量的能力，侧重于如何断层信息可以提高这些参数的灵敏度。我们还提供了一个详细的讨论弱透镜调查相关的系统效应，以及由于这些影响可能退化的灵敏度宇宙学参数。对于未来的探测，如大型天气巡天望远镜调查，我们发现，当结合从普朗克卫星的宇宙微波背景数据，对中微子质量的灵敏度σ（总和m_nu）< 0.05 eV可以达到。这一结果是强大的对运行的标量光谱指数，时间依赖性的暗能量状态方程，和/或相对论自由度的数量的变化。
2006-06-28 astro-ph hep-ph
