Linking Leptogenesis and Asymmetric Dark Matter: A Testable Framework for Neutrino Mass and the Matter-Antimatter Asymmetry
University of Liverpool（利物浦大学）
本文提出一种最小扩展的莱ptonogenesis框架，通过重Majorana中微子衰变同时解释观测到的重子不对称性和暗物质丰度，探讨了洗入和共生成两种机制，建立了非对称莱ptonogenesis作为直接探测实验的预测基准框架。
2026-04-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark energy, antimatter gravity and geometry of the Universe
本文基于两个假设。第一个是粒子和反粒子之间存在引力排斥。因此，量子真空中的虚粒子-反粒子对可以被认为是引力偶极子。第二个假设是宇宙具有四维超球壳的几何结构，厚度等于π介子的康普顿波长，这是通常的三维超球几何结构的简单推广。令人惊讶的是，这两个假设导致了真空的引力质量密度的简单关系，这与观测到的暗能量密度非常一致。
2010-03-03 astro-ph.CO gr-qc
Matter-antimatter asymmetry and dark matter from torsion
我们提出了一个简单的方案来解释观测到的物质-反物质不平衡和宇宙中暗物质的起源。我们使用爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力理论，它自然地扩展了广义相对论，使之包括物质的内在自旋。在经典的狄拉克方程中，由自旋产生的时空挠率产生了在旋量场中为立方的Hehl-Datta项。我们表明，在电荷共轭变换下，这一项相对于质量项改变符号。因此，经典狄拉克旋量和它的电荷共轭满足不同的场方程。存在挠率的费米子比反费米子具有更高的能级，这导致它们的衰变不对称性。这种差异只有在非常早期宇宙中存在的极高密度下才有意义。我们认为，这种差异导致了一种机制，根据这种机制，存在于这样一个宇宙中并携带重子数的重费米子大多衰变为正常物质，而它们的反粒子大多衰变为隐藏的反物质，形成暗物质。宇宙的守恒重子总数仍然为零。
2011-05-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
The contribution to the antimatter flux from individual dark matter substructures
由单个暗物质（DM）子结构引起的局部反物质通量可以显著地依赖于源的自行。我们推导出与时间相关的正电子和反质子的主要来源的传播方程的解析解，发现静态限制是一个公平的近似只有非常高的能量粒子和附近的来源。本文讨论了弱相互作用大质量粒子（WIMP）模型对PAMELA正电子过剩和FERMI全电子数据的拟合。我们发现，对于一个单一的非静态DM点源，不能提取的数据，在一个独特的方式，模型独立的粒子物理观测，如WIMP质量，对湮灭截面，和湮灭产率。与WIMP模型相关的伽马射线发射诱导了显着的局部正电子或反质子通量，被发现与EGRET测量兼容，但它可以肯定地被FERMI-LAT望远镜挑出来。
2009-07-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Antistars or antimatter cores in mirror neutron stars?
中子$n$振荡为镜像中子$n'$，它的伙伴来自暗镜像扇区，可以逐渐将普通中子星转变为由部分镜像暗物质组成的混合星。镜像中子星中发生的逆过程的意义取决于镜像扇区中重子不对称性的符号。也就是说，如果它是负的，就像某些重子发生的情景所预测的那样，那么$\bar{n}'-\bar{n}$跃迁就会产生一个被引力困在镜像星内部的反物质核心。这种反物质核心上吸积气体的湮灭可以解释$γ$ -源候选者的起源，其不寻常的光谱与最近在费米LAT目录中发现的重子-反重子湮灭相兼容，此外，镜像中子星合并后逃逸的部分反物质可以产生宇宙反氦和更重的反核的通量，这些反核在AMS-02实验中被捕获。
2021-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Matter and Antimatter in the Universe
我们回顾了早期宇宙中物质-反物质不对称的观测证据，这导致了我们今天观察到的残余物质密度。我们还讨论了在当今宇宙中反物质存在的观测界限，包括宇宙中微子背景中大轻子不对称的可能性。我们简要回顾了重子生成的理论框架，动态生成的物质反物质不对称，可以发生。作为一个例子，我们讨论了一个可检验的极小模型，它同时解释了宇宙的重子不对称性、中微子振荡和暗物质。
2012-11-05 astro-ph.CO hep-ph
Axion Quark Nuggets. Dark Matter and Matter-Antimatter asymmetry: theory, observations and future experiments
我们回顾了一个可测试的，轴子夸克块金（AQN）模型的标准WIMP范式之外。该模型最初是为了解释观察到的黑暗和可见成分之间的相似性，$Ω_{\rm DM}\approx Ω_{\rm visible}$在一个自然的方式，因为这两种类型的物质形成在相同的QCD过渡和成比例的系统，$Λ_{\rm QCD}$相同的维度的基本参数。在这个框架中，重子生成实际上是一个电荷分离（而不是电荷产生）的过程，由于$\cal{CP}$ -奇轴子场的存在，重子生成过程是可操作的，而宇宙的整体重子数仍然为零。块金和反块金是强烈相互作用的，但宏观上很大的物体，具有近似核密度。我们概述了这个框架的几个具体的最近的应用程序。首先，我们讨论了“太阳日冕之谜”时，所谓的纳米耀斑被确定为与日冕中的AQN湮灭事件。其次，我们回顾了一个建议，最近观察到的望远镜阵列的令人困惑的事件是一个结果，在雷暴下的AQN湮灭事件。最后，我们概述了宽带战略，这可能会导致发现AQN诱导的轴子代表的心脏建设。
2021-05-18 astro-ph.CO hep-ph physics.ao-ph
Leptonic Indirect Detection Signals from Strongly Interacting Asymmetric Dark Matter
具有TeV质量和强自相互作用的粒子通常具有正确的湮灭截面，如果湮灭的最终产物是带电轻子，则可以解释观测到的宇宙电子和正电子过剩。我们提出了一个明确的强耦合TeV尺度的暗物质的模型，其遗迹丰度与观测宇宙的物质-反物质不对称性有关。利用带有标准模型轻子数的算符将标准模型的B-L不对称性转移到暗区。轻子数的破坏自然会在后期引起暗物质粒子-反粒子的振荡，使得今天的暗物质-反物质湮灭。暗物质在暗区湮灭为较轻的强相互作用粒子，通过转移算符衰变为轻子。由于超对称破缺，暗区的强动力学处于弱尺度。正确的暗物质丰度是自动获得的自然值的无量纲参数，类似于传统的WIMP的情况。
2010-08-11 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
Ultraviolet freeze-in baryogenesis
我们研究了一种可以同时解释宇宙暗物质密度和观测到的宇宙重子不对称性的机制。我们建议的核心是浴粒子的非平衡散射过程，这是产生弱相互作用暗物质的原因。同样的过程违反了$CP$，这进一步导致了在可见部分产生的物质和反物质之间的不对称。我们专注于这些相互作用的可能性，通过非重整化运营商，这导致了暗物质和重子不对称性在高温下产生的描述。通过研究两个具体的方案，一个涉及标量和一个涉及费米子暗物质的机制举例说明。我们发现，在这两种情况下，它确实是可能实现一个共同的解释暗物质的内容和物质-反物质的不对称性的宇宙，只要暗物质是在千电子伏的质量范围。
2022-09-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
"Dark energy" in the Local Void
1998年宇宙加速膨胀的意外发现使宇宙充满了一种令人尴尬的身份不明的“暗能量“，或宇宙学常数，没有任何物理意义。虽然这种标准宇宙学似乎在全球范围内运作良好，但对我们银河系外邻居的运动学和其他性质的改进知识表明需要更好的理论。我们调查是否最近建议的排斥引力的情况下，可以解释的一些功能是无法解释的标准模型。通过简单的动力学考虑，我们发现局域空洞可以容纳大约相当于一个典型超星系团质量的反物质（$\sim5\times10^{15}\,M_\odot$），从而恢复了物质-反物质对称性。这个“暗斥力”产生的反重力场可以解释局部片远离局部空洞的异常运动，以及附近星系的其他几个性质，这些性质似乎需要比标准模型预期的更快的空洞疏散和结构形成。在全球宇宙学水平上，隐藏在空隙中的反物质的引力排斥可以提供足够的势能来驱动宇宙膨胀及其加速，而不需要初始的“爆炸”和暗能量。此外，与均匀渗透的暗能量相比，这些暗排斥子的离散分布也可以解释暗流和其他最近观察到的宇宙过度不均匀性和各向异性。
2012-01-18 astro-ph.CO gr-qc
Correlated gravitational wave and microlensing signals of macroscopic dark matter
费米子暗物质粒子可以通过一级相变聚集形成扩展的暗物质结构，在这种相变中粒子被困在假真空中。我们研究了一般四次热有效势诱导的相变中产生的费米球。我们表明，费米球的质量，$3\times 10^{-12}M_\odot \lesssim M_{\rm FB} \lesssim 10^{-5}M_\odot$，相关的观测引力波相变过程中产生的（在SKA/THEIA/ $μ$战神），和引力微透镜所造成的费米球（在斯巴鲁-HSC），可以。
2021-10-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Researching of magnetic cutoff for local sources of charged particles in the halo of the Galaxy
重子不对称宇宙的高度不均匀重子合成模型允许反物质宏观域的存在，这些反物质可以在我们银河系的反物质恒星的球状星团中演化。基于物质和反物质性质的对称性，我们假设由恒星和反星组成的球状星团演化的对称性。这样的天体可能是银河系宇宙射线中一部分反氦核的来源。利用物质星球状星团的已知性质，可以预测宇宙反核的预期通量。我们根据银河系磁场大尺度结构中粒子运动的模拟，估算了位于晕中的反物质球状星团的反核穿透银盘的下限截止能量。我们估计了球状星团M4的磁截止的大小。
2021-12-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Cosmology
在这些讲座中，我们首先集中讨论宇宙学问题，希望这些问题与LHC将要探索的新物理学有关：暗物质的性质和起源以及物质-反物质不对称性的产生。我们给出了几个例子，显示LHC的宇宙学潜力。它们是作为冷暗物质的WIMP，作为暖暗物质的引力子，以及作为产生物质-反物质不对称性的机制的电弱重子生成。在讲座的其余部分，我们讨论了宇宙学扰动作为研究宇宙学演化的常规热阶段之前的时代的工具。
2015-04-14 astro-ph.CO
Cosmology and Dark Matter
宇宙学和天体粒子物理学为粒子物理学的标准模型的不完备性提供了最有力的证据。撇开神秘的暗能量不谈，它可能只是宇宙学常数，也可能不仅仅是宇宙学常数，宇宙的两个性质无法用标准模型解释：暗物质和物质-反物质不对称。暗物质粒子很可能在可预见的未来被发现;这个问题正在紧张的实验研究中。关于暗物质粒子的性质的理论假设很多，所以我们集中在几个动机良好的候选者，如WIMP，轴子和不育中微子，也给出了动机较低，更难以捉摸的候选者，如模糊的暗物质的例子。这给出了可能的暗物质候选者的光谱的想法，同时肯定不会用尽它。然后，我们考虑物质-反物质的不对称性，并讨论它是否可能导致物理在100~ GeV-TeV的规模。最后，我们转向宇宙演化的最早时期。虽然后一个主题似乎与当代粒子物理学没有直接关系，但由于其基本性质，它具有极大的兴趣。我们强调，宇宙学数据，特别是关于宇宙微波背景各向异性的数据，明确表明人们所熟知的热阶段并不是最早的阶段。对早期阶段的最佳猜测是通货膨胀，这与迄今为止所知的一切都是一致的;然而，还有其他可能的情况。我们讨论了研究最早期的方法，重点是未来的宇宙学观测。
2019-12-06 astro-ph.CO hep-ph
Do we live in a "Dirac-Milne" universe?
LCDM标准模型，虽然是目前宇宙学数据的一个很好的参数化，但需要两个尚未观测到的成分，暗物质和暗能量，超过95%的宇宙，以及高水平的微调。面对这种不令人满意的情况，我们研究了一种非传统的宇宙学，Dirac-Milne宇宙，一种物质-反物质对称宇宙学，其中反物质被认为是负的活动引力质量。我们表明，这个宇宙显着满足宇宙年龄，大爆炸核合成和Ia型超新星数据的宇宙学检验。最令人惊讶的是，它还提供了宇宙微波背景的第一个声学峰值的度标。这个简单的模型，没有任何可调参数，也不需要暗物质或暗能量，提醒我们应该寻找比目前的LCDM标准模型更简单和更有动力的宇宙学模型。
2009-03-13 astro-ph.CO
Imprint of matter-antimatter asymmetry on collapsing domain walls
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）
本文探讨了在有限温度下，由狄拉克费米子的大不对称性引起的辐射修正如何产生偏置项，从而影响塌缩域墙及引力波的产生。
2026-04-02 astro-ph.CO hep-ph
Indirect Dark Matter Searches and Models
间接暗物质搜索简要回顾。目前的实验数据从卫星和切伦科夫望远镜在银河系和河外地区寻找反物质和伽马射线，比较与预测的暗物质的理论模型。分析的重点是在几个有趣的超对称模型中的WIMP，如中性伴子和sneutrino，和一个superWIMP，如引力子。特别地，讨论是在R-奇偶守恒模型的上下文中进行的，例如MSSM、NMSSM和扩展的NMSSM，以及R-奇偶违反模型$μν$ SSM。
2012-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Matter-Antimatter Asymmetry from Dirac-Majorana Flip-Flop
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）
本文提出一种狄拉克-马约拉纳交替机制的轻子生成场景，利用高温下的轻子数违反实现轻子生成，同时该机制可产生可观测引力波与可探测暗辐射。
2026-10-09 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter as dark dwarfs and other macroscopic objects: multiverse relics?
一阶相变可能留下假真空及其粒子的残余口袋，表现为宏观的暗物质。我们计算一个预测模型：一个规范理论与暗夸克遗物比禁闭规模更重。在一阶相变到禁闭的过程中，暗夸克保持在假真空中并被压缩，形成费米球，费米球可以经历引力坍缩，成为稳定的暗矮星（类似于白矮星的束缚态），或成为原始的黑洞。
2022-04-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A dark matter hail: Detecting macroscopic dark matter with asteroids, planetary rings, and craters
本文研究宏观暗物质与太阳系小天体的相互作用，通过分析其对小行星、行星环和类地天体的破坏、蒸发及陨石坑效应，在先前未约束的暗物质参数空间上设置了新的竞争性界限。
2025-08-21 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Stringent neutrino flux constraints on anti-quark nugget dark matter
以核密度物质块的形式存在的强相互作用物质，目前还没有被排除在10克到10万吨质量范围内的暗物质候选者之外。最近夸克块暗物质模型的一个变化假设，在早期宇宙中强子产生之前，夸克-胶子等离子体中物质和反物质之间的一阶不平衡将当前时代的大部分暗物质束缚成重（重子数$B \sim 10^{25}$）反夸克块，解释了暗物质的优势和物质-反物质的不对称。这些大质量物体与地球和太阳中的正常物质相互作用将导致湮灭和相关的中微子通量在$\sim 20-50$ MeV范围内。我们计算这些流量的反夸克金块足够的数密度占的暗物质，并发现目前的中微子流量限制从超级神冈提供严格的约束，对几种可能的情况下，这样的对象。在先前允许的质量范围内，传统的反夸克块金不能解释超过暗物质通量的$\sim 1/5$;如果它们处于色超导相，那么它们在物质湮灭过程中的μ子产生必须被抑制一个数量级，低于先前的估计，如果它们要保持可行的暗物质候选者。
2015-11-05 astro-ph.CO
Dark Matter Candidates
概述了各种暗物质候选者。在文献中给出的许多建议中，讨论了轴子，惰性Higgs双重态，无菌中微子，超对称粒子和Kaluza-Klein粒子。这种情况最近变得非常有趣，关于宇宙射线中反物质的新结果将暗物质作为主要的可能解释之一。这种解释和可能的解决方案的问题进行了讨论，并强调了新的测量的重要性。如果解释确实是暗物质，一个全新的物理学领域，具有不寻常但并非不可能的质量和相互作用性质，可能很快就会被发现。
2009-05-29 astro-ph.CO hep-ph
QCD-driven dark matter: AQNs formation and observational tests
The University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）
本文提出QCD-AQN框架，探讨暗物质由夸克与反夸克物质密集聚集体构成，并结合观测约束与测试，统一解释暗物质与物质-反物质不对称性。
2026-04-02 astro-ph.CO hep-ph
The Glow of Axion Quark Nugget Dark Matter: (IV) CMB Spectral and Anisotropy Signatures
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究轴子夸克团暗物质通过湮灭产生高能光子，影响CMB谱和各向异性特征。
2026-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
After the Dark Ages
在回顾了宇宙学中的一些难题并简要回顾了弗里德曼-勒梅特宇宙之后，描述了一个简单的“黑暗区”统一模型。这个模型涉及一个标量场和一个赝标量轴子场，它们分别以"精粹“和"模糊”暗物质的形式产生暗能量。该模型的预测有关的宇宙的后期演化和可能的影响的问题，观察到的物质反物质不对称性的宇宙中勾勒。
2022-05-24 astro-ph.CO math-ph math.MP
Cosmological Axion and Quark Nugget Dark Matter Model
我们研究了一个暗物质（DM）模型，它为宇宙学中的两个（天真地不相关的）问题提供了一个非常自然的解释：观测到的关系$Ω_{\rm DM}\simΩ_{\rm visible}$和观测到的宇宙中物质和反物质之间的不对称性，被称为“重子生成”问题。在这个框架中，这两种物质（暗物质和可见物质）具有相同的QCD起源，形成于相同的QCD时期，并且都与系统的同一个维度参数$Λ_{\rm QCD}$成比例，这解释了这两个天真不同的问题如何密切相关，并且可以在同一框架中同时解决。更具体地说，这个模型中的DM由两种不同的成分组成：（研究得很好的）DM轴子和（研究得较少的）由物质或反物质组成的夸克块。本工作的重点是定量分析这两个不同的组件之间的关系，有助于由$Ω_{\rm DM}\equiv [Ω_{\rm DM}(\rm nuggets)+ Ω_{\rm DM}(\rm axion)]$确定的理论的暗部门。我们认为，块金的DM组件总是跟踪可见物质的密度，即$Ω_{\rm DM}(\rm nuggets)\simΩ_{\rm visible}$和这个功能是不敏感的系统的参数，如轴子质量$m_a$或失准角$θ_0$。当$Ω_{\rm DM}(\rm axion)$对轴子质量$m_a$和初始失准角$θ_0$高度敏感时，由于失准，这与传统的轴子产生机制是不同的。我们还讨论了与暴胀尺度$H_I$、等曲率扰动的不…
2018-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Macroscopic Dark Matter Constraints from Bolide Camera Networks
宏观暗物质（宏）是粒子暗物质的一大类替代候选者。这些候选者将主要通过弹性散射传递能量，如果宏穿过大气层，这种线性能量沉积将产生可观测的信号。我们生产的约束，低质量的宏从零观测火流星形成的一个路过的宏，在两个广泛的网络，最初建立的相机观察陨石。参数空间，可以探测与计划升级到现有阵列的摄像机在这些网络之一，目前仍在使用，在澳大利亚的沙漠火球网络，估计。
2019-12-11 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Macroscopic dark matter constraints for extended mass functions
Queen’s University（女王大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（亚瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；McGill University（麦吉尔大学）
该研究汇编并重新计算宏观暗物质约束，考虑暗物质占比依赖性，将约束映射到扩展质量函数场景，发现宽质量函数受尾部相互作用严重约束，并提供公开代码与数据。
2026-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Coherent scattering and macroscopic coherence: Implications for neutrino, dark matter and axion detection
我们研究的问题是，相干中微子散射是否可以发生在宏观尺度上，导致显着增加的检测截面。我们集中讨论中微子在原子电子（或导体中的自由电子）上的辐射散射。只要净电子反冲动量（即来自中微子的动量转移减去发射光子的动量）足够小，这样的过程就可以是相干的。辐射过程是一个有吸引力的可能性，因为发射的光子的能量可以与传递到电子系统的动量一样大，因此可以避免检测极低能量反冲的问题。宏观相干性的要求严格限制了散射粒子和发射光子可用的相空间。我们表明，在通常的弱中性电流和带电电流的相互作用介导的散射的情况下，这导致了强烈的抑制的基本截面，因此宏观相干性的要求的结果在减少，而不是增加的总检测截面。然而，对于由中微子介导的$νe$散射，磁或电偶极矩相干效应实际上可以提高检测率。宏观相干性的影响也可以允许在100 eV -几keV的能量范围内检测中微子，这是目前实验无法达到的。类似的相干增强机制可以用于暗区的相对论粒子，但不适用于传统认为的非相对论性暗物质。
2018-08-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Leptogenesis origin of Dirac gaugino dark matter
高吉诺（以及希格斯诺）的狄拉克性质可以在$R$对称超对称模型中实现。在这类模型中，狄拉克玻色子与狄拉克希格斯玻色子的少量混合物是一个很好的暗物质候选者。当用希格斯三重态超场的跷跷板机制来解释中微子质量和混合时，由重三重态衰变驱动的轻生过程不仅产生了物质-反物质的不对称性，而且产生了狄拉克-高更诺暗物质的不对称残余密度.暗物质的质量被证明是由重希格斯三重态的汤川耦合控制的，并且对于一个温和的汤川耦合层次，它可以自然地处于弱尺度。
2011-01-30 astro-ph.CO hep-ph
The Electrosphere of Macroscopic "Quark Nuclei": A Source for Diffuse MeV Emissions from Dark Matter
我们利用一个夸克-费米模型计算了夸克反物质块的电层结构，这些块被假定为构成了大部分的暗物质。这提供了一个单一的自洽的密度分布从超相对论密度的非相对论玻尔兹曼制度，用于目前微观合理的计算的几个属性的金块，包括他们的净电荷，和比例的MeV到511千电子伏的电子湮灭的排放量。我们发现，计算出的参数与以前的现象学估计的基础上的观测假设，金块是一个来源的几个原因不明的弥漫性排放的银河系。由于不需要任何唯象参数来描述这些观测，计算提供了另一个非平凡的验证暗物质的建议。电层的结构是相当普遍的，在奇夸克星的表面也是有效的，如果它们存在的话。
2010-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A counter-top search for macroscopic dark matter
已经讨论了许多暗物质候选者，它们是宏观的，近似核密度，并且基本上弹性地散射普通物质，近似它们的几何截面。对于这些“宏”来说，大范围的质量和几何横截面仍然是未知的。“穿过岩石的宏会熔化圆柱体中的材料，这些圆柱体围绕着它们长而近直的轨迹。一旦冷却，重新凝固的岩石将很容易与周围环境区分开来。我们将讨论如何，通过视觉检查普通石板，如广泛的商业厨房台面，可以探测一个有趣的部分开放的宏观参数空间。
2019-10-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Reconsidering seismological constraints on the available parameter space of macroscopic dark matter
利用月震数据，提出了宏观暗物质（宏）可用参数空间的约束条件。我们表明，实际的限制是相当弱的，通过更详细地考虑机制，宏观影响产生可检测的地震波，其波长远长于宏观的直径。我们表明，目前的地震学证据可以排除的宏观参数空间的一部分是相当小的比以前报道的，特别是，候选人大于或等于核密度不排除月球地震。
2016-10-30 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Introducing the Dirac-Milne universe
虽然ΛCDM标准模型是目前宇宙学数据的一个很好的参数化，但它需要两个尚未观测到的组成部分，暗物质和暗能量，占宇宙的95%以上。面对这种不令人满意的情况，我们研究了一种非传统的宇宙学，Dirac-Milne宇宙，一种物质-反物质对称宇宙学，其中反物质被认为是负的活动引力质量。这种宇宙学的主要特征是尺度因子随时间的线性演化，它直接解决了物质主导宇宙的年龄和视界问题。我们研究这个模型的一致性的宇宙学测试Ia型超新星距离测量和计算的理论原始丰度的轻元素的宇宙学。我们还表明，声学尺度的宇宙微波背景自然出现的程度标度，尽管一个开放的几何。
2012-02-29 astro-ph.CO
Multi-messenger cosmology of new physics
暴胀宇宙学的观测证据与重子合成和暗物质/能量可以被看作是新物理学的信使，它支配着宇宙的起源、演化和结构。为了描述超越标准模型（BSM）的物理学，在现代宇宙学范式的基础上，提出了新的模型依赖信使，包括多组分复合暗物质、亚稳粒子、原初黑洞和重子非对称宇宙中的反物质畴.
2020-10-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Indirect Searches for Decaying Dark Matter
大量的观测结果表明存在一种不具有电磁相互作用的未知基本粒子，其中大量的粒子可能是在宇宙历史的早期阶段产生的。这种所谓的暗物质一直存在到今天，占宇宙目前能量预算的26%。构成暗物质的粒子是绝对稳定的，还是有一个有限但很长的寿命，这是一个悬而未决的问题，因为没有已知的一般原理保证完美的稳定性。在这篇文章中，我们审查的观测极限的暗物质粒子的质量在GeV-TeV的范围内使用的观测宇宙流的反物质，γ射线和中微子的寿命。我们还研究了一些理论上的动机的情况下，提供衰变的暗物质的候选人。
2013-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Baryogenesis, Dark Matter and the Maximal Temperature of the Early Universe
物质-反物质不对称性和暗物质的产生机制强烈依赖于再加热温度T_R，即早期宇宙达到的最高温度。LHC、低能实验、天体物理观测和普朗克卫星的观测结果将对重子生成和暗物质的性质产生重要的制约作用，从而为研究极早期热宇宙提供有价值的信息。目前，大范围的再加热温度仍与观测相符。我们说明了可能的起源的物质和暗物质与四个例子：模量衰变，电弱重子，leptogenesis在nuMSM和热leptogenesis。最后，在超对称自发B-L破缺的背景下讨论了重子生成、暗物质和暴胀之间的联系。
2012-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
CMB Spectral Distortions from Cooling Macroscopic Dark Matter
我们提出了一个新的机制，暗物质（DM）可以影响早期宇宙。宏观DM或宏观的热内部可以表现为储热器，使得高能光子从其表面发射。这导致了宇宙微波背景的光谱畸变。SD取决于内部的密度和冷却过程，以及Macros的表面组成。我们用中子星作为核密度宏模型，发现对于固定密度，谱畸变与质量无关。在我们的工作中，我们发现，对于这种类型的宏，构成100 $\%$的暗物质，$μ$和$y$失真可以高于检测阈值的典型建议的下一代实验，如PIXIE。
2019-06-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Direct limits on the interaction of antiprotons with axion-like dark matter
天体物理观测表明，宇宙中的暗物质大约是普通重子物质的五倍，由于暗能量，宇宙的能量含量甚至更大。到目前为止，这些黑暗成分的微观特性仍然笼罩在神秘之中。此外，即使是宇宙中百分之五的普通物质也尚未被理解，因为粒子物理学的标准模型对物质相对于反物质的优势缺乏一致的解释。受这些现代物理学中心问题的启发，我们在这里提出了一个直接的搜索反物质与暗物质的相互作用，并直接限制超轻轴子类粒子$-$的暗物质候选人之一$-$和反质子的相互作用。如果反质子与这些暗物质粒子的耦合比质子更强，那么这种CPT奇数耦合就可能在宇宙中的暗物质和重子不对称性之间提供一种联系。我们分析了在Penning阱中用单个反质子获得的自旋翻转共振数据[Smorra等人，Nature 550，371（2017）]在频域中搜索超轻轴子的自旋进动效应，其特征频率由底层粒子的质量决定。我们的分析约束的轴子反质子相互作用参数$f_a/C_{\overline{p}}$的值大于$0.1$ $0.6$ GeV的质量范围从$2 \times 10^{-23}$到$4 \times 10^{-17}\,$ eV/ $c^2$，提高了天体物理的反质子边界高达5个数量级。此外，我们推导出六个组合的限制以前无约束的洛伦兹违反和CPT违反条款的非最小标准模型扩展。
2020-05-30 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
The Glow of Axion Quark Nugget Dark Matter: (III) The Mysteries of the Milky Way UV Background
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究通过模拟太阳系周围区域，计算轴子夸克 nugget 暗物质与重子相互作用产生的FUV辐射特征，发现其与观测到的FUV过剩一致，暗示暗物质与重子相互作用的新来源。
2025-11-25 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Charge Constraints of Macroscopic Dark Matter
宏观暗物质（Macroscopic dark matter，macros）指的是粒子暗物质的一大类替代候选者，它们在参数空间中仍有未探测的区域。以前的工作宏已被认为是主要的能量转移机制，在推导限制的宏丰度为一定范围的质量$M_x$和（几何）横截面$σ_x$然而，宏与大量的电荷，通过库仑相互作用，相互作用强烈到足以产生可观测的信号在地球，银河系和宇宙学尺度。我们确定预期的信号和约束参数空间的相应区域，基于这些信号在观测中的缺乏。
2020-02-21 astro-ph.CO
Dark Matter from Split Seesaw
额外维度的模型中的跷跷板机制被证明是一般一致的范围广泛的马约拉纳群众。由此产生的尺度民主意味着跷跷板机制可以自然地解释任意小的右手中微子质量的中微子质量的小。如果跷跷板参数的尺度是分裂的，两个右手中微子在高尺度，一个在keV尺度，人们可以解释宇宙的物质-反物质不对称性，以及暗物质。暗物质的候选者是一个质量为几keV的无菌右手中微子，它可以解释观测到的脉冲星速度和钱德拉X射线天文台最近的数据，这些数据表明存在一个5 keV的无菌右手中微子。
2010-09-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Waves from the Centre: Probing PBH and other Macroscopic Dark Matter with LISA
宇宙学上的暗物质中有很大一部分可以由非常致密的宏观物体形成，例如原始的黑洞。引力波提供了一种很有前途的方法来探测这些类型的暗物质候选者，在一个参数空间区域，这是相对未经测试的电磁观测。在这项工作中，我们考虑的宏观暗物质与范围内的质量$10^{-13}$ - $1\,M_{\odot}$的超大质量黑洞轨道的合奏。虽然单个暗物质粒子产生的应变非常小，但大量暗物质粒子发射的引力波会不相干地叠加，产生随机的引力波背景。我们表明，LISA可以是一个强大的机器，用于检测随机背景的物体轨道的黑洞在银河系的中心，Sgr\。${\rm A}^{\!*}$，如果一个暗物质尖峰的类型最初预测的冈多罗和丝绸附近的中央黑洞的形式。
2020-10-22 astro-ph.CO gr-qc
New Constraints on Macroscopic Dark Matter Using Radar Meteor Detectors
本文提出利用地面雷达系统探测大质量大截面暗物质，通过计算暗物质雷达截面并与流星雷达观测比较，在质量-截面参数空间中给出了与宇宙学限制互补的新约束。
2023-04-13 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Could 1I/'Oumuamua be macroscopic dark matter?
1 I/'Oumuamua，以前被称为A/2017 U1，是目前正在穿过太阳系的一个相当大的天体。它通常被认为是来自银河系另一个行星系统的岩石小行星状物体。我们指出，1 I/'Oumuamua可能是一大块暗物质，一个“宏”，如果它具有核密度，可能与$10^{25}$ g一样大。如果是这样，那么它的通过将导致水星，地球和月球轨道的可测量偏差。
2017-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA
TASI 2012 Lectures on Astrophysical Probes of Dark Matter
早期宇宙中的暗物质是如何产生的，与我们今天如何探测到它之间有什么联系？WIMP奇迹从何而来，它真的是一个“WIMP”奇迹吗？热遗迹的质量范围是多少？<σv>从何而来，又是什么意思？化学退耦和动力学退耦有什么区别？为什么有些人认为暗物质不可能轻于40 GeV？为什么b \bar b是一个如此受欢迎的湮灭终态？为什么反物质是寻找暗物质的好方法？为什么宇宙射线正电子分数应该随着能量而下降，而为什么不呢？如何计算天体中暗物质湮灭产生的中微子通量？什么时候中微子通量与暗物质对湮灭率无关？暗物质如何产生光子？阅读这些课堂笔记，做建议的10个练习，你会找到所有这些问题的答案（以及更多你一直想知道但又不敢问的关于暗物质的问题）。
2013-01-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Primordial Black-Hole and Macroscopic Dark-Matter Constraints with LISA
起源于原始黑洞或其他大型宏观暗物质候选者的引力波的可探测性吸入人马座${\rm A}^{\!*}$的调查。它表明，LISA应该是一个强大的机器来检测的随机信号，从积累的收集这样的对象已被引力捕获的Sgr $\,{\rm A}^{\!*}$，只要他们有质量以上$\sim 10^{-20}\,M_{\odot}$。如果它们是暗物质的主要成分，并且人马座${\rm A}^{\!*}$的暗物质密度超过其在太阳附近的值，情况就更是如此。值得注意的是，不受各种引力透镜参数和观测约束的质量窗口$2 \times 10^{20}\,{\rm g} \leq m_{\rm DM} \leq 4 \times 10^{24}\,{\rm g}$将是可访问的。预测得出的事件率和信号强度作为暗物质质量的函数，假设的暗物质候选人没有潮汐中断的inspiral。对于原始黑洞来说，情况肯定是这样的，而且它表明，对于具有核密度的候选物体来说，情况也很可能是这样的。
2017-07-10 astro-ph.CO gr-qc
Reconsidering astrophysical constraints on macroscopic dark matter
宏观暗物质--“宏”--指的是粒子暗物质的一大类替代候选者，其参数空间的区域仍然未被探测到。这些候选者将主要通过弹性散射以近似它们的几何横截面来传递能量。对于足够大的横截面，如果一个宏以热核逃逸的形式穿过白矮星或中子星等致密天体，分别导致IA型超新星或超级爆发，线性能量沉积可以产生可观测的信号。我们更新了白矮星的约束。这些在重要方面比以前推断的要弱，这是因为我们对宏观粒子穿过白矮星的过程进行了更仔细的处理，而且对必须加热才能启动逃逸的区域的大小采取了更保守的态度。另一方面，我们放置更严格的限制宏在低横截面，使用新的数据从蒙特利尔白矮星数据库。新的限制是从低质量X射线双星4U 1820-30推断出来的，在这颗双星中，连续的超级爆发之间相隔了十多年。更新的微透镜的限制也有报道。
2019-12-09 astro-ph.CO
Red-Giant Branch Stellar Cores as Macroscopic Dark Matter Detectors
我们发现，宏观暗物质（DM）对红巨星分支（RGB）星的简并氦核的影响可以通过DM-重子弹性散射引发氦聚变。氦燃烧的开始导致了光度的下降和温度的上升，标志着向水平分支星的转变。我们发现，这种影响可以改变的RGB光度功能的球状星团（GC），特别是集中在GC M15。利用恒星模拟程序MESA建立的M15恒星模型，在零假设和信号假设下，计算了DM点火事件的发生率和理论RGB光度函数。我们用质量$10^{17}\ {\rm g} \lesssim m_χ \lesssim 10^{20}\ \rm{g}$和几何截面$10^2\ {\rm cm}^2 \lesssim σ_{χn} \lesssim 10^{7}\ \rm{ cm}^2 $来约束DM，假设M15中的DM来源于背景银河系晕。我们还提出了更严格的限制条件，假设M15形成于今天仍然存在的DM次晕中。
2021-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
MOND-like behavior in the Dirac-Milne universe -- Flat rotation curves and mass/velocity relations in galaxies and clusters
我们证明了在Dirac-Milne宇宙（一个物质-反物质对称的宇宙，两个组分相互排斥）中，转动曲线在超过约3维里半径的特征距离处是一般平坦的，并且满足一个指数为$\approx 3$的Tully-Fisher关系.使用三维模拟与修改版本的RAMSES代码，我们表明，狄拉克-米尔恩宇宙学提出了一个非常小的散射和指数等于$\approx 3$之间的质量和速度色散的Faber-Jackson关系。我们还表明，来自旋转曲线假设牛顿引力的质量是系统高估的质量相比，真正存在的。我们还表明，Dirac-Milne宇宙，其物质和反物质成分之间的极化，提出了一个类似的MOND（修正牛顿动力学）的行为，其特征是由一个额外的表面重力相比，牛顿的情况。我们表明，在狄拉克-米尔恩宇宙中，在目前的时代，由于反物质云的存在而产生的附加引力场$g_{am}$的强度是几个$10^{-11}$ m/s $^2$的数量级，类似于MOND的特征加速度。我们研究了这个额外的加速度$g_{am}$的演变，并表明它取决于红移，因此不是一个基本常数。结合它在SNIa光度距离、年龄、核合成和结构形成方面的已知一致性，迪拉克-米尔恩宇宙学可能代表了$Λ$ CDM、MOND和其他解释暗物质和暗能量难题的方案的有趣替代方案。
2021-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spacetime torsion as a possible remedy to major problems in gravity and cosmology
我们表明，爱因斯坦-嘉当-夏玛-基布尔引力挠理论不仅扩展了广义相对论，以考虑物质的内在自旋，但它也可能消除引力物理学的主要问题，并回答宇宙学的主要问题。这些问题包括：宇宙的起源，黑洞中奇点的存在，暴胀和暗能量的性质，宇宙中物质-反物质不对称的起源，以及暗物质的性质。
2011-06-23 astro-ph.CO gr-qc
Straight Lightning as a Signature of Macroscopic Dark Matter
宏观暗物质（宏）是粒子暗物质的一大类替代候选者。这些候选者将主要通过弹性散射将能量传递给物质。一个足够大的宏穿过大气层将产生一个电离等离子体的直通道。如果宏的横截面是$σ_x \gtrapprox 6 \times 10^{-9} cm^2$，那么在有利于闪电的大气条件下（例如，雷暴）等离子体通道将足以用单个先导来播种雷击。这与普通的闪电完全不同，普通的闪电是由数百或数千个几米长的引线串在一起的。这种宏观诱发的闪电将是非常直的，因此非常独特。风切变和磁流体动力学不稳定性都不会明显破坏它的直线性。唯一一个有文献记载的直闪电可能不够直，不足以被宏观诱发。我们估计宏观参数空间的区域，可以通过搜索直闪电在任何时候发生在地球上的雷暴的数量来探测。我们还估计了可以通过仔细监测木星来探测的参数空间，例如使用哈勃太空望远镜。所有代码和数据都可以在https://github.com/cwru-pat/macro_lightning上找到。
2021-02-24 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.IM
