Dark matter freeze-in from semi-production
我们研究了一种新的暗物质产生机制，该机制是基于冻结-半产生，即逆半湮灭过程。这种情况的一个特殊特征是，生产率受到暗物质初始丰度的抑制，因此产生观测到的丰度需要比通常的冻结大得多的耦合值。我们提供了一个具体的例子模型，展示这样的生产机制，并详细研究它，扩展标准的形式主义，包括暗物质温度的演变及其数量密度，并讨论这种改进的治疗的重要性。最后，我们面对遗迹密度约束的限制和前景的暗物质间接探测搜索。我们表明，即使在早期宇宙中，暗物质从未处于完全热平衡状态，但它仍然可以具有足够强的现代湮灭截面，从而产生可观测到的信号。
2021-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark plasmas in the nonlinear regime: constraints from particle-in-cell simulations
本研究通过首个粒子云胞模拟，研究暗物质流在长程自相互作用下的集体不稳定性，发现其产生有效动态碰撞截面，并将暗荷质比上限扩展超过十个数量级。
2025-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Semi-annihilating dark matter coupled with Majorons
暗物质的热产生机制是很有吸引力的，并且具有很好的预言性。这种类型的暗物质候选者的代表是典型的弱相互作用大质量粒子。另一种是半湮灭的暗物质，它表现出与前一个例子不同的现象学方面。在这项研究中，我们构建了一个模型的暗物质半湮灭为一对反暗物质和一个Majoron的基础上的全球$U(1)_{B-L}$对称性，并表明，半湮灭诱导核心形成的暗物质晕，这可以减轻所谓的小尺度问题。此外，盒子状的中微子光谱是由随后的Majoron衰变产生的。这可能是模型中暗物质的独特特征。我们找到了一个参数空间，在这里产生的中微子可以被未来的大体积中微子探测器Hyper-Kamiokande探测到。我们还比较了暗物质的情况下，晕核形成的强自相互作用的暗物质。
2022-07-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Production Regimes for Self-Interacting Dark Matter
在自相互作用暗物质作为小尺度结构问题的解决方案的背景下，我们考虑了暗物质可能已经产生而不与标准模型浴处于热平衡的可能性。我们逐一讨论了这种暗物质的产生机制：冻结、再湮灭和暗冻结。我们研究了这些机制如何在特别简单的隐藏矢量暗物质模型的背景下工作。在对比的情况下，有热平衡与标准模型浴，我们发现两个制度，可以很容易地满足所有的实验室和宇宙学的约束。这些是具有3比2湮灭的黑暗冻结，以及通过光介质冻结。在第一个制度中，不同的温度在可见光和暗物质部门，使我们能够避免来自宇宙结构形成的约束，以及使用非微扰耦合来重现所观察到的遗迹密度。对于第二个制度，不同的耦合负责暗物质遗迹密度和自相互作用，允许超越BBN，X射线，CMB和直接检测的限制。
2016-02-16 hep-ph
Doped Semiconductor Devices for sub-MeV Dark Matter Detection
半导体中的掺杂原子可以用$\sim10$ meV能量沉积来电离，从而允许设计低阈值探测器。我们建议使用杂质半导体靶来寻找亚MeV的暗物质散射或亚eV的暗物质对电子的吸收。目前，无约束的截面可以在掺杂探测器中用1 g-天的曝光量进行测试，该探测器的背景为现有纯半导体探测器的水平，但需要改进以探测冻结目标。我们讨论了相应的技术要求，并制定了一个可能的探测器设计。
2022-12-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Semielastic Dark Matter
最近提出了许多模型，其中暗物质（DM）耦合到标准模型领域通过一个GeV尺度的黑暗部门。我们认为这种类型的DM质量的情况下，在电弱/TeV尺度，是由VEV的单也耦合到希格斯粒子。这样的设置导致具有弹性和非弹性分量的不同反冲光谱。我们构建了一个明确的NMSSM实现这种设置，讨论了来自遗物密度的约束，并包括基准点，这些基准点与当前的限制是一致的，但在即将到来的直接检测实验中可见。
2010-06-07 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter from WIMP to FIMP over three regimes: Cosmology versus Colliders
暗物质模型可以在粒子物理实验或宇宙学中产生特定的特征。宇宙学历史的细节也会影响新的物理信号，例如对撞机实验。在这些会议记录中，我们简要地总结了暗物质通过t通道门户弱耦合到标准模型费米子的情况，将讨论分为三个主要区域。我们还强调宇宙学和粒子物理学之间的相互作用。
2022-12-23 hep-ph
Axion-like particle dark matter in the linear regime of structure formation
如果类轴子粒子（axion-like particles，ALP）是暗物质（dark matter，DM）的主要组成部分，由于其玻色子性质和相对较小的质量，它们在宇宙结构的形成上可能表现出与点状暗物质粒子不同的行为。在研究构造形成时，通常将DM视为具有给定密度和给定速度的特殊流体。ALP流体与点状无碰撞DM流体服从相同的连续性方程，但具有不同的一阶速度方程。在结构形成的线性区域中，所得到的观测差异对于QCD轴子是可以忽略的，但对于非常轻的ALP可能是有趣的。
2017-01-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter from dark photons: a taxonomy of dark matter production
我们分析了暗物质（DM）是如何在早期宇宙中产生的，它在U（1）'规范对称性下的隐藏扇区的框架中工作，并通过动力学混合与标准模型相互作用。根据暗物质粒子和暗光子的质量，以及隐藏的U（1）'规范耦合和动力学混合参数，我们分类所有不同的制度，沿观察到的暗物质遗迹密度可以解释。我们发现，9制度是潜在的操作，以产生DM粒子，这沿着5个不同的动力学机制。其中，4个制度是新的，对应的制度，其中DM粒子产生的壳暗光子。其中之一是沿着一种新的动力学机制进行的，我们称之为顺序冻结。我们认为，这样的制度和相关的动力学机制是DM模型的特点，在标准模型和黑暗部门的顶部，还有其他大规模的，但相对较轻的粒子-类似于暗光子-与SM和DM部门相互作用。
2019-08-26 hep-ph
Fermionic Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z2的暗物质理论的一般特征。我们研究了两个多分量暗扇区的例子，除了标量单态外，还包含SU（2）L单态或三态费米子。它们分别是最小费米子半零化模型和规范荷电费米子的最小情形。我们研究了相关的暗物质现象学，包括半湮灭和索末菲效应的相互作用。我们证明了单重态模型中的半湮灭可以解释来自星系中心的伽马射线过剩。对于三重模型，我们扫描的参数空间，并探讨信号和约束是如何修改的半湮灭。我们发现，该模型包括所有观察到的暗物质的整个区域是目前和计划中的直接和间接搜索。
2016-01-13 hep-ph
Direct Detection of sub-GeV Dark Matter with Semiconductor Targets
亚GeV质量范围内的暗物质是一个理论上的动机，但在很大程度上尚未探索的范例。这样的轻质量对于传统的核反冲直接探测实验来说是无法达到的，但是可以通过由暗物质-电子散射引起的小电离信号来探测。半导体被充分研究，并且是特别有前途的目标材料，因为它们的${\cal O}(1~\rm{eV})$带隙允许来自暗物质的电离信号为几百keV。目前的直接探测技术正被用于暗物质-电子散射。在本文中，我们提供了半导体中暗物质-电子散射率的理论计算，克服了源于问题的多体性质的一些复杂性。我们使用密度泛函理论数值计算硅和锗中暗物质-电子散射的速率，并估计即将到来的实验，如DAMIC和SuperCDMS的灵敏度。我们发现，这些即将到来的实验的范围有可能是超越目前的直接检测限制的数量级，亚GeV的暗物质有一个相当大的调制信号。我们还给出了第一次直接检测极限的亚GeV暗物质从其散射的电子在半导体目标（硅）的基础上公布的结果从DAMIC。我们公开了我们的代码QEdark，我们用它来计算我们的结果。我们的研究结果可以用于实验合作，根据其特定的设置来计算自己的灵敏度。我们提出的搜索将探索未知的暗物质模型和参数空间的广阔新领域。
2016-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Spherical Collapse and Halo Formation in a Cosmology with Decaying Dark Matter and a Semi-Cosmographic Dark Energy
Birla Institute of Technology and Science, Pilani（比拉理工学院，皮拉尼）
研究结合单粒子衰变暗物质与半宇宙学重构暗能量的宇宙学模型中非线性结构形成，利用DESI DR1数据约束背景演化，通过球状坍缩和晕丰度计算揭示暗物质衰变和动态暗能量对结构增长的影响。
2026-06-26 astro-ph.CO hep-ph
A Systematic Effective Operator Analysis of Semi-Annihilating Dark Matter
半湮灭是由大于$Z_2$的对称性稳定的暗物质理论的一般特征。它有助于热冻结，但与直接和对撞机搜索无关。这使得半湮灭的暗物质能够以自然的方式避开这些限制。我们使用一个有效的运营商的方法，使第一个模型独立的相关现象学的研究。我们列举了所有可能的运营商，有助于$2\to2$半湮灭到6维，加上领先的条款在7维。我们发现，当在暗对称性下带电的光态只有暗物质时，模型空间是高度受限的。只有15个操作符存在，只有两个用于单分量暗扇区。如果可以有额外的光，不稳定的“暗伙伴”状态的可能的现象大大增加，在黑暗的伙伴衰变模式的额外的模型依赖性的成本。我们还从宇宙线搜索和天体物理观测中得到了单组分暗物质模型的不可约约束。我们发现，对于电子和轻夸克的半湮灭，当暗物质质量增大时，热残余截面可以被排除
2016-12-12 hep-ph
Semi-annihilating $Z_3$ Dark Matter for XENON1T Excess
最近报道的XENON1T实验结果表明，在电子反冲事件中存在一个具有$3.5σ$意义的过剩。解释为新的物理学，需要新的来源来解释电子散射。我们发现，一个暗费米子$ψ$的质量约$ \mathcal{O}\left(10\right)$ MeV的半湮灭的$Z_3$暗物质$X$和随后的衰变的暗规范玻色子$V_μ$可能是负责的过剩。相关的半湮灭过程是$X+X\rightarrow \overline{X}+V_μ(\rightarrow ψ+ \overlineψ)$，其中最终的$ψ$具有盒形能谱。快速运动的$ψ$可以通过与光子动力学混合的额外规范玻色子与电子散射。该模型中信号的形状可以与观察到的过量一致。与质子的额外相互作用使得这个模型在未来的核反冲研究中也是可以检验的。由于引入了不可见粒子的亮度，这种情况需要非标准的宇宙学来容纳额外的辐射分量。
2021-03-02 astro-ph.CO hep-ph
A radiative neutrino mass model with hidden gauge symmetry inducing semi-annihilating dark matter
提出了具有规范隐$U(1)$对称性的双圈中微子质量模型，讨论了一种Majorana类型的暗物质候选体，该候选体在残余密度下具有半湮灭过程，同时具有轻子味破坏和μ子反常磁矩.此外，我们证明了全球分析，以满足中微子振荡数据，轻子味违反，和遗迹密度的暗物质候选人，并显示半湮灭模式在寻找观察到的遗迹密度发挥了至关重要的作用。
2019-04-30 hep-ph
Dark Matter-Induced Stellar Oscillations in the de Broglie Regime
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（卡弗里宇宙物理起源研究所（WPI），东京大学先端科学技术研究中心）；Department of Physics & Astronomy, University of Hawai ‘ i（夏威夷大学物理与天文学系）
研究超轻暗物质在德布罗意机制下通过时变引力势激发恒星振荡，发现太阳及其他恒星的信号远低于当前探测灵敏度。
2026-09-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Energy from teh Trans-Planckian regime
到目前为止，还没有关于transplanckian机制的基本理论。有必要解决我们目前宇宙中的可观测量如何受到可能发生在超普朗克能量（称为transplanckian regime）的过程的影响。具体来说，我们专注于transplanckian制度的影响，对暗能量。我们模型transplanckian政权通过引入一个1参数家庭的光滑的非线性色散关系，在很短的距离修改的频率。选择的色散函数族的一个特殊特征是在非常高的动量$k$（对于$k>M_P$）下产生超低频。我们表明，频率等于或小于当前哈勃率$H_0$的模式的范围仍然冻结今天提供了一个强有力的候选人宇宙的暗能量。
2001-06-13 hep-ph
Evolution and thermalization of dark matter axions in the condensed regime
讨论了暗物质轴子在引力自作用下形成玻色-爱因斯坦凝聚体的可能性。BEC的形成发生在凝聚态，其中不同动量状态之间的跃迁速率与跃迁中交换的能量相比是大的。基于内-内形式，导出了凝聚态下轴子量子态占据数随时间的演化。我们恢复了在其他文献中得到的轴子场自相互作用热化率的表达式。研究还发现，轴子与其他粒子相互作用的首阶贡献消失，这意味着轴子BEC对标准宇宙学参数没有任何显著的修正.
2013-04-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter semi-annihilation for inert scalar multiplets
本研究探讨了包含一个或两个惰性多重态的暗物质半湮灭模型的可行性，发现单重态无有效模型，双多重态模型有限，并对最优模型验证了其能在宽质量范围内获得正确遗迹丰度。
2024-06-27 hep-ph
Gravitational Bose-Einstein condensation in the kinetic regime
我们研究了引力作用下维里化暗物质晕/微团簇中的玻色-爱因斯坦凝聚和玻色星的形成。我们证明了这种现象确实存在，并用动力学方程描述。给出了凝结时间的表达式。我们的研究结果表明，玻色星可能在主流的暗物质模型如不可见QCD轴子和模糊暗物质中动力学形成。
2018-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.stat-mech
Semiconductor Probes of Light Dark Matter
质量低于1 GeV的暗物质在传统的直接探测实验中基本上是不可观测的。然而，新提出的技术将允许检测半导体材料中的单电子事件，其阈值显著降低。这将允许探测质量为MeV的暗物质。与其他检测技术相比，半导体由于其约eV的低电离能而允许增强的灵敏度。这种探测器对具有电和磁偶极矩的暗物质特别敏感，其范围超过电流范围许多数量级。可观测到的偶极矩相互作用可以由质量高达1000 TeV的新粒子产生，这为当前对撞机无法达到的尺度提供了一个窗口。
2012-11-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark sector unifications: dark matter-phantom energy, dark matter -- constant $w$ dark energy, dark matter-dark energy-dark matter
本文提出了一种新的方法，统一的暗物质和暗能量的宇宙流体。介绍了一个模型，其中宇宙流体声速平方被定义为状态方程（EoS）参数的函数。它示出了如何对数的一部分，这个函数的结果在动力学制度以前没有观察到的宇宙流体模型。结果表明，在一个特定的动力学制度的模型表现为统一的暗物质和幻影暗能量。此外，它表明，该模型可以描述暗物质-暗能量统一，其中暗能量渐近行为的暗能量与一个常数EoS参数大于-1。在特定的参数范围内，统一流体模型也再现了类似于$Λ$ CDM模型的全局扩展，其中流体声速对于小的标度因子值为零，并且对于大的标度因子值为小的，甚至为零。最后，它显示了如何该模型可能有助于描述宇宙流体暗物质-暗能量-暗物质统一。得到了产生这种瞬态暗能量行为的模型参数的物理约束。
2019-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Migdal Effect in Semiconductors for Dark Matter with Masses below $\sim \,$100 MeV
暗物质从原子核上散射出来，通过电子的非弹性激发，有很小的概率引起可观察到的电离，称为米格达尔效应。我们使用一个有效场论的Migdal效应在半导体中的小动量转移到核的区域，在那里的核的最终状态不再是很好地描述了平面波的计算。我们的分析结果可以完全量化的半导体，占振动自由度（声子）在晶体中的可测量的动态结构因子。我们表明，由于遵守的结构因子的总和规则，包容Migdal率和电子反冲光谱的形状被很好地捕获近似的晶体中的原子核作为自由离子，然而，排他性的微分率相对于能量沉积到晶体取决于编码的声子动力学的动态结构函数的特定材料。我们的研究结果现在允许半导体中的Migdal效应进行评估，即使是最轻的暗物质候选者（$m_χ\gtrsim 1$ MeV），可以运动学激发电子。
2022-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Distinctive signals of boosted dark matter from its semi-annihilation
暗物质可以通过各种机制来增强，这些机制可能会产生与典型暗物质不同的特征信号。我们表明，半湮灭$χχ\to\barχν$产生的信号是不同于其他半湮灭和标准的暗物质湮灭过程。由于半湮灭过程产生的助推暗物质被视为高能中微子，因此暗物质和伴随的中微子的总通量在接近暗物质质量的能量上产生双峰。我们表明，这将是可能的，以检测这两个粒子在太阳使用未来的大容量中微子探测器，如深地下中微子实验和超神冈。
2022-01-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Semi-Annihilating Wino-Like Dark Matter
半湮灭是对称性大于Z_2的暗物质理论的一般特征。我们研究了一个基于Z_4对称暗扇区的模型，暗扇区由标量单态和类“wino”费米子SU（2）_L三态组成。这是规范荷电费米子半湮灭的最小例子。我们研究了索末菲效应在湮灭和半湮灭通道中的相互作用。对遗迹密度的修改允许参数空间的其他禁止区域，并且可以大大削弱间接检测约束。我们进行了参数扫描，发现整个区域的模型包括所有观察到的暗物质是访问当前和计划的直接和间接的搜索。
2015-10-08 hep-ph
Boosted dark matter from semi-annihilations in the galactic center
本文研究了银河系中心暗物质半湮灭产生的增强暗物质粒子通量在直接探测和中微子实验中的信号，发现当前实验对自旋无关暗物质-质子散射截面的灵敏度比宇宙射线增强暗物质约束高数个数量级，且DARWIN和DUNE实验可探测低至$10^{-37}\,{\ m cm}^2$的散射截面。
2025-04-07 hep-ph
Multiple Gamma Lines from Semi-Annihilation
来自银河系中心的130 GeV伽马线的费米数据中的提示引发了人们对暗物质潜在伽马线特征的兴趣。基于暗物质湮灭的这条线的解释面临着参数张力，因为它们通常依赖于环抑制截面的大幅增强。在本文中，我们追求另一种可能性，即暗物质伽马线可能产生于多个暗扇区状态之间的“半湮灭”。半湮没反应与一个单一的最终状态光子通常是增强相对于普通湮没成光子对。与湮灭所需的固定质量值相比，半湮灭允许宽范围的暗物质质量，从而打开了解释更高能量下潜在暗物质特征的可能性。半湮灭最惊人的预测是多条伽马线的存在，对于N个暗扇区状态，可能有多达N^3阶的伽马线，从而允许暗扇区光谱。在简并暗物质的最简单情况下，会出现一个确凿的特征，在130 GeV的强半湮灭线将伴随着173 GeV的弱湮灭线。作为原理的证明，我们构造了两个明确的暗物质半湮灭模型，一个基于非阿贝尔矢量暗物质，另一个基于改装瑞利暗物质。
2012-11-09 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter direct detection from the single phonon to the nuclear recoil regime
针对暗物质直接探测中自由核反冲描述在低质量等区间失效的问题，研究首次计算了keV-GeV质量范围暗物质的多声子散射率，给出了单声子、多声子到核反冲区间的解析描述，并将结果集成于公开软件包DarkELF。
2023-08-25 hep-ph
On the relation between Migdal effect and dark matter-electron scattering in isolated atoms and semiconductors
直接探测亚GeV暗物质的一个关键策略是寻找小的电离信号。这些可能会产生从暗物质-电子散射或当暗物质-核散射过程是伴随着一个“Migdal”electron. We表明，这两个过程的理论描述是密切相关的，这使得暗物质-电子和暗物质-核散射率之间的主要映射一旦指定的暗物质与物质的相互作用。我们探索这种参数关系的贵液目标，并首次提供了一个估计的“Migdal”的电离率在半导体中，是基于评估的晶体形状因子，占半导体能带结构。我们还提出了新的暗物质核散射限制下到暗物质质量为500千电子伏，使用已公布的数据从XENON 10，XENON 100，和SENSEI原型跳跃CCD。对于暗光子介质，暗物质-电子散射率占主导地位的迁移率低于100兆电子伏的暗物质质量。我们还提供了建议的实验与氙和硅目标的预测。
2020-02-03 hep-ph
On the Late-Time Evolution of Velocity-Dependent Self-Interacting Dark Matter Halos
本研究针对速度依赖型自相互作用暗物质晕的晚期引力热坍缩演化展开，发现深核坍缩区存在近似普适性，可关联不同平均自由程区域的演化并给出半解析演化公式，为估算暗物质晕核内的黑洞质量提供关键依据。
2023-12-14 astro-ph.GA hep-ph
An effective description of dark matter and dark energy in the mildly non-linear regime
在接下来的几年里，我们将以前所未有的精度探测低红移宇宙。在这将产生的各种成果中，它将大大提高我们对暗能量动力学的认识，尽管在理论上有强烈的倾向于宇宙学常数。我们假设暗能量是由所谓的暗能量有效场论描述的，该理论假设暗能量是时间平移的戈德斯通玻色子。这样的形式主义使我们很容易确保我们的签名与公认的物理学原理一致。由于大多数信息都存在于高波数，因此能够在可能的最高波数下进行预测是很重要的。大尺度结构的有效场论（EFTofLSS）是一个理论框架，它使我们能够在轻度非线性状态下做出准确的预测。在本文中，我们导出了扩展的EFT的LSS包括暗能量的影响，无论是在物质场和偏置示踪剂的非线性方程。对于特定的情况下，集群quintessence，然后微扰解决三次所产生的非线性方程组，并构建一个循环的总密度对比度的功率谱。
2017-09-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Impact of Semi-annihilation of Z3 Symmetric Dark Matter with Radiative Neutrino Masses
研究了具有双圈辐射中微子质量的Z3对称模型。模型中的暗物质要么是狄拉克费米子，要么是由于Z3对称性未破缺而产生的复杂标量。除了标准的湮灭过程，暗物质的半湮灭也对遗迹密度有贡献。我们研究了模型中的半湮灭效应，并指出这些贡献对于获得观测到的遗迹密度是很重要的。还讨论了在暗物质搜索的实验签名，其中一些预计是不同的暗物质在Z2对称模型的签名。
2014-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Semi-Holographic Universe
通过假设宇宙中的暗成分（暗能量）严格遵守全息原理，即它的熵是视视界的四分之一，我们发现另一个暗成分（暗物质）的存在是强制性的，作为对暗能量的补偿，基于热力学热力学第一定律。利用动力系统分析的方法，我们发现在后期存在一个稳定的暗能量-暗物质标度解，这有助于符合问题的解决。对于合理的参数，减速度参数与当前观测结果一致。
2010-10-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Unitarity in the non-relativistic regime and implications for dark matter
本文研究非相对论区域中幺正性对散射截面的限制，通过重求和双粒子不可约图实现弹性和非弹性截面的幺正化，提出模型无关方案，并指出其对暗物质冻结、间接探测和自相互作用的广泛影响。
2024-09-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Diffusion of Cosmic Antiprotons Generated throughout the Dark Matter Halo -- A Semi-Analytical Solution for a Linear Galactic Wind Model
公共GALPROP代码给出了一个完全数值解的频谱宇宙射线传播通过一个线性的银河风直接向外从银河平面的框架内的圆柱形扩散模型。另外，对于线性银河风的情况下，我们提出了一个半解析解的两区圆柱模型，它描述了宇宙射线反质子的光谱产生的主要来源，整个暗物质晕。虽然次级反质子可以通过，例如，GALPROP WebRun，始终使用这种半分析解决方案的主要将有助于建立一个合适的暗物质（DM）模型，这可能是复杂的，然后执行统计分析时，面对的数据。作为一个例子，使用所得到的公式，我们研究了可能的DM信号，通过通道$\text{DM DM} \to {\bar b}b$，和它的约束从AMS-02的反质子比的测量。讨论了DM信号的指示。半解析方法的优点，并与GALPROP模型的比较。
2021-04-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Dark Matter Capture in Celestial Objects: Treatment Across Kinematic and Interaction Regimes
本文针对不同质量和相互作用强度的暗物质，提出统一处理天体捕获速率的方法，并发布开源软件包Asteria，支持Python和Mathematica版本。
2023-09-01 astro-ph.CO astro-ph.EP astro-ph.HE
Velocity Dependent Dark Matter Interactions in Single-Electron Resolution Semiconductor Detectors with Directional Sensitivity
我们研究了暗物质与普通物质相互作用的速度和反冲动量依赖性。特别是我们专注于单电子分辨率的半导体探测器，它允许亚GeV的暗物质质量的实验评估。我们发现，在一个特定的质量范围内，取决于探测器材料，暗物质相互作用的结果，在一个信号的特点是每天调制。此外，我们发现这种调制的详细结构是敏感的速度和动量依赖的暗物质相互作用。我们确定了这些影响的患病率的最佳质量范围。
2019-03-20 hep-ph physics.ins-det
Search for Semi-Annihilating Dark Matter with Fermi-LAT, H.E.S.S., Planck, and the Cherenkov Telescope Array
暗物质湮灭一直受到间接探测探测器无法观测到过量事件的严重限制。通常，决定湮灭的相互作用也存在于暗物质-核子散射截面中，这也受到直接探测实验的严重限制。半湮灭的出现是一种可能的方式，以改善紧张局势，甚至改变标准的暗物质遗迹密度计算。在这项工作中，我们推导出几个半湮灭通道，包括规范玻色子，希格斯玻色子，轻子和轻子的标量间接检测界限。我们的分析是基于矮球状星系（Fermi-LAT）和银河系中心（H.E.S.S.）方向的伽马射线观测，以及普朗克对宇宙背景辐射的测量。此外，我们得出的切伦科夫望远镜阵列（CTA）的灵敏度，所有这些半湮灭模式的前景。
2019-04-23 hep-ph
A radiative neutrino mass model with semi-annihilating boosted dark matter
Kyushu University（九州大学）；University of Toyama（富山大学）；Kanazawa University（金泽大学）
本文构建了一个显式模型，其中暗物质通过半湮灭过程产生增强信号，并在两圈图水平辐射生成中微子质量，预言了未来实验可探测的弹性散射截面。
2026-08-31 hep-ex hep-ph
The onset of the non-linear regime in unified dark matter models
我们讨论了发病的非线性制度的背景下，统一的暗物质模型涉及广义Chaubergin气体。我们表明，从类暗物质到类暗能量的过渡行为永远不会是平稳的。在某些空间区域，这种转变永远不会发生，而在另一些区域，这种转变可能会比天真地预期的更早或更晚发生。因此，在以前的研究中使用的线性理论可能会在物质主导时代的后期崩溃，即使在大的宇宙尺度上也是如此。我们研究了这种效应的重要性，表明它的大小取决于在低密度制度的状态方程的确切形式。我们希望我们的结果将是相关的其他统一的暗物质的情况下，特别是那些四分之一候选人是一个完美的流体。
2003-06-24 astro-ph gr-qc hep-ph
Testing Thermal-Relic Dark Matter with a Dark Photon Mediator
本文基于 DAMIC-M 等直接探测结果，系统检验了与暗光子耦合的热遗迹暗物质，发现复标量暗物质的直接湮灭区域几乎被完全排除，而 Majorana 和 Pseudo-Dirac 等模型仍可行，隔离湮灭区域对轻于 30 GeV 的暗物质被宇宙微波背景测量排除。
2025-05-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmological signals of dark matter semi-annihilation
Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学技术院）
研究早期宇宙中暗物质半湮灭过程产生的增强暗物质粒子通量，发现宇宙学贡献可将探测灵敏度提高三个数量级，使未来实验能探测飞靶量级的散射截面。
2026-07-31 hep-ph
Dark Matter Distribution Induced by a Cosmic String Wake in the Nonlinear Regime
利用$N$ -体模拟，我们研究了暗物质在一个模型中的非线性分布，在该模型中，除了标准$ΛCDM$宇宙模型产生的占主导地位的原始高斯波动外，还包括在物质和辐射相等时建立的宇宙弦尾流的影响.在早期，弦尾流导致暗物质的平面密度过高。我们研究如何在高斯扰动的存在下，这种非高斯模式的宇宙弦唤醒的演变，利用小波和脊波统计专门设计用于提取字符串唤醒信号。在后期，高斯涨落扰乱了弦尾流。我们发现，对于弦张力$G μ= 10^{-7}$，一个值刚刚低于目前的观测极限，弦尾流的影响可以确定在暗物质分布，使用目前水平的统计分析，下降到红移$z = 10$。
2018-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Semi-Annihilation of Fermionic Dark Matter
在各种直接和间接的探测实验中，仍然没有观测到暗物质湮灭产生的事件，这就对确定弱相互作用大质量粒子遗迹密度的机制提出了质疑。然而，如果遗迹密度主要由半湮灭过程决定，而不是通常的湮灭，这种紧张局势可以得到改善。在这里，我们研究了一个Z3对称有效场论，其中包含一个半湮灭为右手中微子（RHN）的费米子暗物质。RHN的动力学及其后期衰变的影响也被仔细检查，同时获得正确的DM遗物。最后，半湮灭截面上的间接探测界限是从矮椭球星系（费米-LAT）方向的伽马射线观测中得出的，包括H.E.S.S.和CTA探测器
2022-06-12 hep-ph
Sterile neutrinos, dark matter, and resonant effects in ultra high energy regimes
最近文献中对轻暗物质候选者的兴趣有所增加;其中一些作品考虑了额外中微子的作用，无论是活跃的还是不育的。此外，河外中微子的能量比以往任何时候都要高。这为迄今为止无法获得的中微子性质的研究打开了一扇新的机会之窗。我们研究了中微子和暗物质之间的相互作用势如何引起振荡概率的共振增强，这种效应可能会用未来的中微子数据进行测试。
2015-03-23 astro-ph.HE hep-ph
Indirect detection constraints on semi-annihilation of inert scalar multiplets
本文研究了惰性标量多重态的半湮灭过程，发现特定规范量子数下暗物质可通过热产生，并在尖峰星系密度分布下仍满足间接探测约束。
2024-07-01 hep-ph
Semi-dark Higgs decays: sweeping the Higgs neutrino floor
我们研究了奇异的希格斯衰变$h \to Z X$，其中$X$是一种不可见的超越标准模型（SM）的粒子，导致半暗的最终状态。这种奇特的希格斯衰变可能发生在类轴子粒子（ALP）、暗光子或SM和暗物质之间的赝标量介质的理论中。SM过程$h\to Zν\barν$代表了这些新物理搜索的不可约的“中微子地板”背景，也为它们提供了目标实验灵敏度。我们分析了$h \to Z + \text{invisible}$搜索在大型强子对撞机和未来的ILC，表明这些外来的希格斯衰变可以产生敏感性的参数空间的ALP和暗物质模型的未开发区域。
2022-06-02 hep-ex hep-ph
A Semi-Analytic model for Effects of Fuzzy Dark Matter Granule Perturbations on Orbital Motion
针对模糊暗物质颗粒扰动轨道运动的问题，提出基于随机系数傅里叶级数的半解析模型，可应用于单个轨道并扩展至有限大小子晕，还通过FDM-Simulator验证了模型有效性。
2025-08-26 astro-ph.CO hep-ph
A new mechanism for dark energy: the adaptive screening
我们描述了如何在一个动机良好的粒子物理框架内的已知物质效应可以解释宇宙的暗能量组成部分。通过考虑冷气体的粒子通过矢量介体相互作用，我们表明，存在一个政权的气体再现暗能量的动态。在这种情况下，介质的屏蔽质量与气体的数密度成正比，因此我们将这种现象称为“自适应屏蔽机制”。作为一个例子，我们认为，这样的筛选质量可以导致强大的本地化的载体介质。所提出的暗能量机制可以通过欧几里德实验的宇宙学观测以及通过研究暗光子和无菌中微子的性质来实验验证。
2015-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Freeze-in produced dark matter in the ultra-relativistic regime
当暗物质粒子只与早期宇宙中的等离子体成分发生微弱的相互作用时，它们永远不会达到热平衡。与冻结机制相反，暗物质丰度在$T \ll M$中确定，弱相互作用态的能量密度在$T \gtrsim M$中积累并增加。在这项工作中，我们解决了高温制度对暗物质生产率的影响，其中暗粒子和标准模型粒子是超相对论性的，几乎是轻的。在这种设置中，多个软散射，以及$2 \to 2$过程，被发现给生产率的贡献很大。在模型中，我们认为在这项工作中，即一个马约拉纳费米子暗物质的质量$M$伴随着一个较重的标量$-$与质量分裂$ΔM$ $-$的股份与可见光的部门的相互作用，能量密度可以大大低估时，忽略了高温动力学。我们发现，整体有效的$1 \leftrightarrow 2$和$2 \to2$高温贡献的暗物质生产给$\mathcal{O}(10)$（20\%）的修正$ΔM /M =0.1$（$ΔM /M =10$）的玻恩生产率与真空质量和矩阵元素。我们还评估了束缚态效应对较重标量后期湮灭的影响，在超弱相互作用机制的背景下。
2021-03-25 hep-ph
Symmetron dark energy in laboratory experiments
标量场是一种物质耦合的暗能量候选者，它通过对称性恢复有效地从高密度区域的物质中分离出来。我们考虑一个以前未探索的制度，其中的真空质量$μ\sim 2.4\times 10^{-3}$ eV的介子是附近的暗能量规模，和物质耦合参数$M \sim 1$ TeV是刚刚超过标准模型的能量。这样的场将在亚毫米距离上产生第五种力，可以通过短程引力实验来探测。我们表明，一个扭摆实验，如Eöt-Wash可以排除在此制度的所有自耦合$λ\lesssim 7.5$的电子。
2013-01-15 astro-ph.CO hep-ph
Beyond Collisionless Dark Matter: Particle Physics Dynamics for Dark Matter Halo Structure
从矮星系到星系团，暗物质（DM）的自相互作用对结构的形成和演化有着重要的意义。我们研究了自相互作用DM通过光介体的动力学，侧重于量子共振制度的散射截面具有非平凡的速度依赖性。虽然有长期存在的迹象表明，在宇宙中的小尺度结构的观测不符合碰撞DM的预测，DM自相互作用的理论研究和模拟集中在参数制度与简单的散射截面的解析解，与常数或经典的速度（和没有角）的依赖。我们设计了一种方法，使我们能够更广泛地探索自散射的速度和角度依赖性，在强耦合共振和经典制度，其中许多部分模式是必要的实现的结果。我们映射出整个参数空间DM自我相互作用-和结构观测的影响-作为耦合和DM和介质质量的函数。我们推导出一个新的解析公式来描述共振s波散射。最后，我们表明，DM自相互作用可以通过间接检测实验DM湮灭索末菲增强的观察。
2013-02-15 astro-ph.CO hep-ph
Axion Bose-Einstein Condensation: a model beyond Cold Dark Matter
如果轴子热化，冷的暗物质轴子就会形成玻色-爱因斯坦凝聚体。最近，人们发现当光子温度达到T ~ 100 eV（f/10^1/2GeV）^1/2时，它们确实会热化，而且此后它们会继续热化。我们讨论了轴子BEC和CDM在密度微扰演化的线性区和非线性区的区别。我们发现，轴子BEC提供了一个机制，生产净整体旋转的暗物质晕，并为宇宙微波各向异性多极的排列。
2010-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Semianalytic model for decaying dark matter halos
本文在 Galacticus 中构建两体衰变暗物质半解析模型，刻画加热与质量损失对晕轮廓及子晕族群的影响，并经 N 体模拟验证。
2025-05-15 astro-ph.CO hep-ph
