Probing a diffuse flux of axion-like particles from galactic supernovae with neutrino water Cherenkov detectors
在这篇文章中，我们声称，类轴子粒子（ALP）与MeV的质量可以产生半相对论性的速度在核心坍缩超新星（SNe），产生一个弥漫的银河通量。我们表明，这些ALP可以检测到中微子水切伦科夫探测器通过$a \, p \rightarrow p \, γ$相互作用。使用超级神冈的数据，我们推导出新的约束ALP参数空间，不包括一个区域跨越一个数量级以上的ALP-质子耦合的冷却范围内的ALP质量的范围内的$1-70$ ~MeV和ALP-质子之间的耦合$\sim 2\times10^{-5}-2\times10^{-4}$。我们表明，未来的超神冈将能够探测耦合小到$\sim 10^{-5}$，大大限制了SN 1987 A冷却边界以上的允许区域。
2025-07-14 astro-ph.CO hep-ph
Cool WISPs for stellar cooling excesses
与理论模型相比，几个恒星系统（白矮星、红巨星、水平分支星，可能还有超新星遗迹仙后座A中的中子星）显示出对非标准冷却机制的轻微偏好。这种奇异的冷却可以由弱相互作用的细长粒子（WISP）提供，它产生于热的核心，并不受恒星阻碍，直接导致能量损失。单独来看，这些过剩并没有显示出强大的统计权重。然而，如果一种机制可以始终如一地解释其中的几个，那么这个暗示可能是重要的。我们从中微子反常磁矩、微荷电粒子、隐藏光子和类轴子粒子（ALP）等方面分析了这些线索。其中，ALP或无质量HP代表了最佳解决方案。有趣的是，暗示的ALP参数空间可以用于下一代ALP搜索，如ALPS II和IAXO，而无质量的HP需要多TeV的能量尺度的新物理，这可能在LHC上可以访问。
2016-05-30 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
ALP-Mediated Dark Matter at Low Reheating Temperature and the Belle II Excess
Pontificia Universidad Católica del Perú（秘鲁天主教 Pontificia 大学）
本研究重新评估Belle II超出作为ALP介导热暗物质的解释，引入新测量和可见衰变搜索后，发现标准宇宙学仅窄窗口可行；考虑低温再加热熵注入稀释遗迹丰度，以更小耦合显著改善模型兼容性。
2026-10-02 hep-ph
Stellar cooling, inelastic dark matter, and XENON
我们考虑了一种新的情况下，暗光子介导的非弹性暗物质来解释白矮星冷却过剩建议的光度函数，并在XENON1 T电子反冲事件的过剩。在太阳中，暗光子$A'$主要是通过热过程产生的，而较重的暗物质$χ_2$则是由晕暗物质$χ_1$与电子散射产生的。XENON1 T信号主要由太阳$A'$散射产生，而白矮星发射的$A'$在与其他恒星冷却观测保持一致的同时，也提供了额外的冷却。XENON1T探测器中还需要一个氚组件。我们的参数解释的XENON1 T数据，但不是白矮星冷却异常，第二个信号峰可能被埋在XENON1 T数据和revealable在XENONnT。然而，在光谱中给出双峰的参数与来自水平分支星的约束不相容。
2021-02-12 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
The KSVZ Axion and Pseudo-Nambu-Goldstone Boson Models for the XENON1T Excess
XENON 1 T的过剩可以用质量约为2.5 keV的类轴子粒子（ALP）暗物质来解释。然而，有三个问题需要解决：抑制ALP与光子之间的耦合$g_{aγ}$，以及在ALP与电子之间产生适当的耦合$g_{ae}$以及正确的ALP质量。我们提出了三种模型来解决这些问题。在我们的模型中，$g_{ae}$耦合是由类矢量轻子积分产生的，正确的ALP质量来自高维算符。在KSVZ轴子模型中，通过选择合适的类矢量费米子组，可以抑制耦合$g_{aγ}$，但我们需要一些微调来获得ALP质量。类似地，我们可以研究DFSZ轴子模型。在具有近似赝南布-戈德斯通玻色子（PNGB）的$Z_8$和$ U(1)_X$模型中，由于$SU(3)_C \times U(1)_{\rm EM}$无反常，耦合$g_{aγ}$被抑制.在$Z_8$模型中，PNGB质量可以通过8维算子在keV尺度下自然生成。为了解决$ Z_8$模型中的PNGB质量问题，我们将其嵌入到具有$ U(1)_X$规范对称性的模型中。
2020-07-02 hep-ex hep-ph
Constraints on electron-scattering interpretation of XENON1T excess
最近，XENON 1 T实验已经观察到在$1$ - $7$ keV的反冲能量范围内的电子反冲数据过量。最受欢迎的新物理解释之一是电子与速度为$\sim 0.1$、质量为$\gtrsim 0.1\,\mathrm{MeV}$的助推粒子的散射。如果这样的粒子与电子有强相互作用，它可能会影响宇宙学的标准场景，或者在低阈值直接探测实验中被观察到。我们研究了各种约束，主要集中在那些从大爆炸核合成，超新星冷却，和直接检测实验。我们讨论的影响，这些限制的电子散射解释的XENON 1 T过剩。
2020-10-13 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Constraint on Vector Mediator of Neutrino-Electron Interaction in light of XENON1T Excess
最近，XENON 1 T合作报告了电子反冲能谱的过剩。最简单的新物理解释之一是由光矢量粒子介导的新中微子-电子相互作用。然而，对于这种过剩所支持的参数区域，来自恒星冷却的约束是严重的。不过，这些限制因素在天体物理学上仍存在不确定性。本文讨论了中微子有效数Neff在CMB时代对光介质的约束，它提供了一个独立的约束。我们发现，Neff显着增强，并超过了当前的限制，有利于XENON 1 T过剩的参数区域。因此，通过比约1 eV重的轻介体的解释被Neff约束排除。
2020-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Ultralight axion or axion-like particle dark matter and 21-cm absorption signals in new physics
本文研究超轻轴子暗物质通过重子冷却和光子加热解释21厘米吸收信号，并发现加热效应消除了冷却产生的多余中微子种类数。
2025-10-16 hep-ph
Global fits of axion-like particles to XENON1T and astrophysical data
XENON1T实验中观察到的过量电子反冲事件被解释为类轴子粒子（ALP）的潜在信号，要么产生于太阳，要么构成银河系暗物质晕的一部分。这也被解释为实验中微量氚的结果。我们认为太阳和暗物质ALP假说的证据相结合的XENON1T数据和多个天体物理探测器，包括水平支星，红巨星，和白矮星。我们简要地讨论ALP衰变和超新星冷却的影响。虽然不同的数据集是在明确的紧张局势的情况下，太阳ALP，所有的测量可以同时容纳的情况下，暗物质ALP的次主导部分。然而，这种解决方案需要调整几个先验未知参数，因此对于我们的先验选择，贝叶斯分析显示，对于XENON1T超过背景假设的ALP解释没有强烈的偏好。
2021-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic infrared background excess from axion-like particles and implications for multi-messenger observations of blazars
CIBER实验中在0.8-1.7 $μ\rm{m}$处的漫射背景光谱的首次测量显示，与理论预期的光谱相比，宇宙红外背景辐射（CIB）明显过量。我们重新审视的假设，类轴子粒子（ALP）的衰变可以解释这种过剩，扩展以前的分析的情况下，一个温暖的遗物人口。我们表明，这样的情况是不排除各向异性测量，也不是恒星冷却参数。此外，我们发现，增加的河外背景光（EBL）并不矛盾的观测耀变体光谱。此外，EBL的增加衰减的扩散TeV的伽马射线通量和探测到的中微子和伽马射线通量之间的紧张局势。
2019-01-03 astro-ph.CO hep-ph
Resonant ALP-Portal Dark Matter Annihilation as a Solution to the $B^{\pm} \to K^{\pm} ν\barν$ Excess
Yantai University（烟台大学）；Henan Normal University（河南师范大学）；Nanjing Normal University（南京师范大学）
该研究通过ALP-通口暗物质模型解释$B^{\pm} \to K^{\pm} ν\barν$过剩现象，并结合热冻结动力学，提出精确的热解耦计算方案。
2025-12-21 hep-ph
Hidden Photon Dark Matter in the Light of XENON1T and Stellar Cooling
XENON1T中的低能电子反冲光谱为潜在的新物理学提供了一个有趣的线索。与此同时，与标准模型的粒子含量相比，对水平分支恒星的观测更倾向于存在少量的额外冷却。在这篇文章中，我们认为，一个隐藏的光子与质量的$\sim 2.5$ keV和动力学混合的$\sim 10^{-15}$允许一个很好的适合这两个过剩。在这种情况下，在XENON1 T中检测到的信号是由于隐藏的光子暗物质粒子的吸收，而水平分支恒星的异常冷却则是由于恒星内部隐藏光子的共振产生。
2020-09-18 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Exploring the robustness of stellar cooling constraints on light particles
恒星冷却的论点对新物理学的各种各样的模型施加了严格的限制。在本文中，我们认为，机制，以逃避这些约束的热力学参数的限制，然后提出了一个极小模型扩展，允许新的粒子，以逃避所有的恒星约束。在这样做时，我们证明，有趣的参数空间可以重新打开，使用的EDGES信号和氙1T过剩为例。这一机制突出了在控制良好的环境中进行实验室实验的重要性，以探索新的物理学，补充天体物理学研究。
2020-10-13 hep-ph
Energy peak: back to the Galactic Center GeV gamma-ray excess
我们提出了一种新的机制，使我们能够有一个连续的颠簸作为一个签名的伽马射线过量的间接探测实验中的暗物质（DM），假设一个通用的黑暗部门（至少）有两个DM候选人。在两个DM候选者之间的非零质量间隙的假设下，较重的DM候选者直接与较轻的DM候选者的伙伴通信。这样的伙伴然后衰变成一个较轻的DM粒子以及一个“类轴子”粒子（ALP）或暗“π”，随后通过一个以上的级联衰变过程衰变成一对光子。由于级联是由获得非平凡的固定提升因子的暗伙伴启动的，即使一个粒子直接衰变为两个光子，连续伽马射线能谱也会自然产生。我们将这一主要思想应用于银河系中心（GC）附近GeV γ射线的能谱，发现相关的观测数据与所提出的机制所预言的理论预期吻合得很好。值得注意的是，相关的能谱在ALP或暗π介子质量的一半处有一个鲁棒的峰，而不是流行的DM模型直接湮灭到标准模型粒子，其中能量峰的物理解释并不明显。我们的数据分析报告大幅改善拟合，相比那些湮灭DM模型，和~900 MeV的ALP或暗π介子的质量。
2016-02-24 hep-ph
Anomaly-free ALP from non-Abelian flavor symmetry
受电子反冲测量中氙1T过剩的启发，我们研究了在轻子味破坏实验中探测类轴子粒子（ALP）的前景。特别是，我们确定这样的ALP作为一个伪戈德斯通从自发打破的味道对称性，解释混合结构的标准模型轻子。我们给出了味对称是非阿贝尔U（2）和ALP起源于它的U（1）子群的情况，它与标准模型群是无异常的。我们建立了两个明确的现实的例子，再现轻子质量和混合，并表明ALP这是一致的氙1T异常可以探测拟议的LFV实验。
2022-03-30 hep-ph
Probing the relaxed relaxion and Higgs-portal with S1 & S2
我们研究了最近的\XeT过剩的背景下，太阳标量，特别是在希格斯门和弛豫模型的框架。我们表明，$m_ϕ= 1.9\,\keV$和$g_{ϕe}=2.4\times 10^{-14}$可以解释在1-7 keV范围内的科学运行1（SR 1）分析中观察到的过剩。当转换成标量-希格斯混合角时，由于标量质量的技术自然性，相应的混合角$\sinθ= 10^{-8}$非常接近混合角的最大值。与太阳轴子模型不同的是，由于其光谱较软，过剩有利于大质量标量场。在最小的情况下，我们认为，最适合的参数与恒星冷却边界的紧张局势。我们讨论了一种可能性，一个大密度的红巨星可能会触发一个相变，导致局部标量质量增加抑制恒星冷却。对于最小弛豫的情况下，我们发现，这种类型的变色龙效应是自动存在的，但他们不能缓解冷却边界。然而，它们有能力在整个宇宙中引发灾难性的相变。根据这一观察，我们得到一组新的边界上的松弛松弛参数空间。
2020-08-30 hep-ph
A joint explanation of the $B\to πK$ puzzle and the $B \to K ν\barν$ excess
针对Belle II观测到的B→Kνν̄超出，提出长寿命类轴子粒子衰变解释，同时该粒子可贡献B→πK衰变，从而联合解决两个反常，并指出SHiP实验可探测相关参数空间。
2024-11-10 hep-ex hep-ph
Long-term neutrino emission from a core-collapse supernova with axion-photon coupling
National Institute of Technology, Numazu College（国立技术大学沼津学院）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）
研究核心塌缩超新星中轴子-光子耦合对长期中微子辐射的影响，发现轴子冷却效应在晚期显现，中微子事件数估计表明未来可能通过长期中微子信号探测轴子。
2025-09-07 astro-ph.HE hep-ph
ALP Dark Matter, Cosmological Magnetic Fields and the Direct Collapse Black Hole Formation Scenario
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；McGill University（麦吉尔大学）
本研究探讨ALP暗物质与宇宙磁场相互作用如何产生足够的里曼-韦纳光子通量，从而支持直接坍缩黑洞形成模型。
2026-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Evidence of a simple dark sector from XENON1T excess
我们建议，近无质量的暗光子产生的keV暗费米子在银河系中的湮灭，可以诱导过量的电子反冲事件最近在XENON1T实验中观察到的。对此的极小模型是$U(1)_{X}$规范对称性的扩展，在此模型下，暗光子耦合到暗物质流和可见物质流。我们发现，暗区的最佳拟合参数与恒星冷却的最严格约束是相容的。我们还表明，在冻结的情况下，暗费米子可以解释异常，同时贡献$\gtrsim 1\%$的DM遗迹密度。
2020-12-03 astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of excess in $H \to Z γ$ using a light axion-like particle
本研究提出用质量0.05-0.1GeV的轻类轴子粒子解释希格斯玻色子$H\to Zγ$衰变的超出迹象，给出了耦合参数约束，同时指出未来对撞机的相关检验过程探测难度极高。
2024-09-17 hep-ex hep-ph
A common origin of muon g-2 anomaly, Galaxy Center GeV excess and AMS-02 anti-proton excess in the NMSSM
超对称模型是粒子物理学中标准模型最有吸引力的扩展之一。根据最近报道的FermiLab E989实验测量μ介子g-2的异常，Fermi-LAT空间望远镜观测到的银河系中心γ射线的过剩，以及Alpha磁谱仪观测到的反质子过剩，我们建议在次极小超对称标准模型中解释所有这些异常或过剩。考虑到各种实验约束条件，包括Higgs质量、B物理、对撞机数据、暗物质遗迹密度和直接探测，我们发现$\sim 60$ GeV类双星中性伴子能够成功地解释所有这些观测。我们的方案可以通过未来的直接探测实验进行灵敏地探测。
2021-07-15 astro-ph.HE hep-ph
The implications of the axion like particle from the Fermi-LAT and H.E.S.S. observations of PG 1553+113 and PKS 2155-304
本文研究了用Fermi-LAT和H.E.S.S.测量的PG 1553+113和PKS 2155-304的高能$γ$谱中的类轴子光子振荡效应。河外背景光（EBL）模型的选择会影响ALP的应用，因为EBL模型会导致观测到的$γ$射线谱的衰减效应。对于一般的EBL模型，我们将ALP与光子的耦合常数限制在95% C. L。作为ALP质量$\sim 10$ neV的$g_{aγ}\lesssim 5\times 10^{-11} ~\rm{GeV}^{-1}$。我们还考虑了CIBER观测的宇宙红外辐射，在扣除前景后，在$\sim 1~μ$ m波长处有一个过剩。来自河外源的高能γ射线在高红移时会受到这种过量所引起的更显著的衰减效应。在这种情况下，我们发现ALP光子振荡将改善PKS 2155-304和PG 1553+113的观测光谱的拟合，并在95%C. L.处找到有利的参数区域。
2020-02-18 astro-ph.HE hep-ph
ALP couplings to muons and electrons: a comprehensive analysis of supernova bounds
本文综合分析核心坍缩超新星中ALP与电子和缪子的耦合，识别六个产生通道并利用多种观测约束，得到稳健界限，并量化了模型不确定性。
2025-10-16 astro-ph.HE hep-ph
