Search for inelastic scattering of WIMP dark matter in XENON1T

寻找WIMP暗物质：锗电离探测器的情况

Searching for WIMP Dark Matter: The case for Germanium Ionization Detectors

综述了在寻找WIMP形式的非重子粒子暗物质中所遵循的主要策略。为了说明这些搜索的情况下，锗离子化检测器被选中。

无WIMP暗物质的新特征

New Signatures of WIMPless Dark Matter

我们认为新的签名WIMP无暗物质，特别是那些可以用来测试模型与低暗物质质量。我们专注于在强子对撞机的检测前景，通过生产新的重QCD耦合粒子，衰减到无WIMP的暗物质加上喷流。我们发现，Tevatron可以探测低质量参数空间的一个重要部分，已经采取的数据，LHC将有更好的探测前景与其第一次物理运行。

WIMP暗物质在暗光子通道中的情况

WIMP Dark Matter within the dark photon portal

研究通过暗光子连接暗物质领域，探讨Dirac费米子和复标量暗物质在1 TeV范围内的湮灭和散射过程，结合热 relic 密度确定参数下限，并与直接探测实验限制进行比较。

太阳系中的暗物质III：引力捕获的地球WIMP分布函数

Dark matter in the solar system III: The distribution function of WIMPs at the Earth from gravitational capture

在这最后一个系列的三个弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质在太阳系中，我们专注于WIMP绑定到系统的引力散射了行星。我们提出了一个玩具太阳系中的WIMP轨道模拟只包括太阳和木星。正如以前的工作所建议的，我们发现，在地球上的引力捕获的WIMP的密度是小的，在很大程度上不敏感的弹性散射在太阳的细节。然而，我们发现引力捕获的WIMP的密度可能会受到外部银河系引力场的影响。如果这些场不重要，那么地球上引力捕获的WIMP的密度应该与太阳系中弹性散射捕获的WIMP的最大密度相似。使用标准的假设晕WIMP分布函数，我们发现，引力捕获的WIMP的直接检测事件率的贡献可以忽略不计。虽然这些WIMP确实主导了地球中WIMP的湮灭率，但中微子望远镜中的事件率太低，无法在下一代中微子望远镜中观察到。

Exclusion Limits on the WIMP-Nucleon Cross-Section from the Cryogenic Dark Matter Search

The Cryogenic Dark Matter Search (CDMS) employs Ge and Si detectors to search for WIMPs via their elastic-scattering interactions with nuclei while discriminating against interactions of background particles. CDMS data give limits on the spin-independent WIMP-nucleon elastic-scattering cross-section that exclude unexplored parameter space above 10 GeV c^{-2} WIMP mass and, at > 84% CL, the entire 3$σ$ allowed region for the WIMP signal reported by the DAMA experiment.

WIMP暗物质与p型点接触锗探测器自旋无关耦合的极限

Limits on spin-independent couplings of WIMP dark matter with a p-type point-contact germanium detector

本文报道了在国胜反应堆中微子实验室用840 g基准质量的p型点接触锗探测器获得的39.5 kg-天的数据对自旋无关的WIMP-核子相互作用截面的新限制。这项研究的关键是选择程序的理解，特别是，在sub-keV范围内的散装表面事件分化。用校准γ源和新型n型点接触锗探测器测量了信号保留和背景抑制效率。部分参数空间的横截面与WIMP质量暗示的各种实验进行了探讨和排除。

A 750 GeV Dark Pion: Cousin of a Dark G-parity-odd WIMP

We point out a potential common origin of the recently observed 750 GeV diphoton resonance and a Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) candidate. In a dark QCD sector with an unbroken dark G-parity, the diphoton resonance could be a dark G-even pion, while the WIMP could be the lightest dark G-odd pion. Both particles are Standard Model gauge singlets and have the same decay constant. For the dark pion decay constant of around 500 GeV, both the diphoton excess at the LHC and the dark matter thermal abundance can be accommodated in our model. Our model predicts additional dark G-even and d…

直接搜寻暗物质粒子：WIMP和轴子

Direct searches for Dark Matter Particles: WIMPs and axions

WIMP和轴子是构成宇宙暗物质的两个最有动机的候选者。许多实验小组正在开发和使用不同的技术来直接检测它们。对当前检索进行更新审查，强调最新结果

220 eV阈下超低能锗探测器对低质量WIMP暗物质的限制

Limits on Low-Mass WIMP Dark Matter with an Ultra-Low-Energy Germanium Detector at 220 eV Threshold

用四通道超低能锗探测器，每个探测器的有效质量为5 g \cite{wimppaper}，在50%的效率下实现了（220 $\pm$ 10）eV的能量阈值。这为质量低于10 GeV的WIMP暗物质提供了一个独特的探测器。利用国胜实验室的低本底资料，导出了星系晕中弱相互作用粒子的约束条件。自旋无关的WIMP核子和自旋相关的WIMP中子边界改善了以前的结果之间的3 $-$ 6 GeV的WIMP质量。这些结果，连同那些自旋相关的耦合，将被提交。预测了全尺寸实验的灵敏度。这种探测器技术使得新的中微子和暗物质实验可以利用未探索的亚千电子伏能量窗口。

Dark Matter Direct Detection of Classical WIMPs

One of the highest priorities in particle physics today is the identification of the constituents of dark matter. This manuscript is a supplement to pedagogical lectures given at the 2021 Les Houches Summer School on Dark Matter. The lectures cover topics related to the direct detection of WIMP dark matter, including the distribution of dark matter, nuclear scattering, backgrounds, planning and designing of experiments and a sampling of planned and ongoing experiments.

太阳系中的暗物质II：WIMP在太阳中的湮灭率

Dark matter in the solar system II: WIMP annihilation rates in the Sun

我们计算了太阳中弱相互作用大质量粒子（WIMP）的湮灭率随其质量和弹性散射截面的变化。湮灭的副产品之一，μ子中微子，可能会被下一代中微子望远镜观测到。先前对湮灭率的估计假设来自银河系暗晕的任何WIMP被太阳核的弹性散射捕获，并在太阳中迅速达到热平衡。我们表明，太阳的光学深度WIMP和行星的引力都有助于降低湮灭率低于这些估计。虽然我们发现，即将到来的km^3级中微子望远镜对~100 GeV WIMP的灵敏度与之前的估计几乎没有变化，但这些实验对~10 TeV WIMP的灵敏度可能比标准计算所建议的要低一个数量级。湮灭率的新估计将指导未来的实验设计，并改善从中微子事件率到WIMP参数空间的映射。

低质量WIMP暗物质与锗探测器在220 eV阈值下自旋无关和自旋相关耦合的新极限

New limits on spin-independent and spin-dependent couplings of low-mass WIMP dark matter with a germanium detector at a threshold of 220 eV

用有效质量为5g的四通道超低能锗探测器，在效率为50%时，探测器的能量阈值为（220 ± 10）eV。这为质量低于10 GeV的WIMP暗物质提供了一个独特的探测器。在国胜实验室0.338公斤-天的数据采集实时时间下，导出了星系晕中WIMP的约束条件。改进的限制比以前的结果自旋无关的WIMP核子和自旋相关的WIMP中子截面的WIMP质量之间的3-6 GeV。预测了全尺寸实验的灵敏度。这种探测器技术使得新的中微子和暗物质实验可以利用未探索的亚千电子伏能量窗口。在第3版之后包括两个附录，以解决触发和选择效率以及其他问题。

在MACRO探测器中使用上行μ子对暗物质WIMP的限制

Limits on dark matter WIMPs using upward-going muons in the MACRO detector

我们执行一个间接的搜索弱相互作用大质量粒子（WIMPs）使用的MACRO探测器寻找中微子诱导的上行μ子所造成的湮灭的WIMPs被困在太阳和地球。搜索是在以太阳和地球为中心的各种角锥体中进行的，以适应一系列WIMP质量。大气中微子的背景没有明显的过量，并且对来自太阳和地球的上行μ子通量进行了限制。这些限制被用来约束超对称理论的中性伴子粒子参数，包括DAMA/NaI最近的结果所建议的参数。

用无WIMP的暗物质解释DAMA信号

Explaining the DAMA Signal with WIMPless Dark Matter

无WIMP的暗物质提供了一个框架，在这个框架中，具有广泛质量范围的暗物质粒子自然具有正确的热遗迹密度。我们表明，WIMP无暗物质与质量约2-10 GeV可以解释DAMA实验观察到的年度调制，而不违反其他暗物质搜索的约束。这个解释意味着其他直接探测实验，GLAST和LHC的独特和有希望的信号。

太阳系中的暗物质I：来自太阳捕获的WIMP在地球上的分布函数

Dark matter in the solar system I: The distribution function of WIMPs at the Earth from solar capture

下一代暗物质（DM）直接探测实验和中微子望远镜将探测大片的暗物质参数空间。为了解释这些实验中的信号，有必要有一个好的模型，既有晕DM流通过太阳系和DM的人口绑定到太阳系。在本文中，第一个在一系列的三个DM在太阳系中，我们提出了模拟的轨道DM绑定到太阳系的太阳能捕获在一个玩具太阳系中只包括太阳和木星，假设DM由一个单一的物种的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。我们描述了如何绑定的WIMP人口的大小取决于WIMP质量，自旋无关的截面，和自旋相关的截面。使用银河DM晕的标准描述，我们发现，与当前实验对WIMP-核子截面的限制一致，直接探测事件率的最大增强相对于来自晕WIMP的事件率< 1%，而来自地球中心WIMP湮灭的中微子的事件率不太可能满足下一代km^3大小的阈值。（IceCube，KM 3 NeT）中微子望远镜。

DARWIN：用稀有液体进行暗物质WIMP研究

DARWIN: dark matter WIMP search with noble liquids

DARWIN（用惰性液体进行暗物质弱相互作用探测）是欧洲下一代多吨级暗物质探测器的设计研究。液态氩和/或液态氙是直接探测大质量弱相互作用粒子（WIMP）形式的暗物质候选者的目标介质。通过时间投影室技术观察由活性检测器体积中的粒子相互作用产生的光和电荷信号。DARWIN将探测1 e-48 cm 2以下与自旋无关的WIMP-核子截面，并测量具有高统计数据的WIMP诱导核反冲谱，如果它们被现有或不久的将来的实验发现的话。在一个简短的介绍之后，我将描述项目，选择的研发主题，预期的背景和物理范围。

WIMP暗物质的间接探测

Indirect Detection of WIMP Dark Matter: a compact review

暗物质粒子的间接探测，即弱相互作用大质量粒子的湮灭或衰变产物的探测，已经进入了一个关键阶段，因为实验达到了探测最感兴趣的参数空间的灵敏度。这一时期自然伴随着发现的声称。在这篇文章中，我讨论和比较不同的探针（伽马射线，中微子和带电宇宙射线）和审查的限制和最近的检测索赔的状态和前景。

WIMP Cogenesis for Asymmetric Dark Matter and the Baryon Asymmetry

We propose a new mechanism where asymmetric dark matter (ADM) and the baryon asymmetry are both generated in the same decay chain of a metastable weakly interacting massive particle (WIMP) after its thermal freeze-out. Dark matter and baryons are connected by a generalized baryon number that is conserved, while the DM asymmetry and baryon asymmetry compensate each other. This unified framework addresses the DM-baryon coincidence while inheriting the merit of the conventional WIMP miracle in predicting relic abundances of matter. Examples of renormalizable models realizing this scenario are pre…

DAMA/LIBRA光下的非弹性暗物质

Inelastic Dark Matter in Light of DAMA/LIBRA

非弹性暗物质，其中WIMP核散射发生通过过渡到一个激发的WIMP状态~ 100 keV以上的基态，提供了一个令人信服的解释DAMA年度调制信号。我们表明，各种暗物质直接探测实验的相对灵敏度进行修改，使DAMA年度调制信号可以与CDMS-Soudan，XENON 10，ZEPLIN，CRESST和KIMS的非弹性WIMPs质量O（100 GeV）的报告信号的情况下进行协调。我们回顾了这些实验的现状，并对即将到来的实验进行了预测。特别是，我们注意到，非弹性暗物质导致高度抑制的信号在低能量，与大多数事件通常发生在20至45千电子伏（未淬灭）在氙和碘的实验，一般没有事件在低（~ 10千电子伏）的能量。在这个高能量区域抑制背景对于测试这种情况是必不可少的。最近的CRESST数据表明观察到七个钨事件，这与该模型的预期一致。如果钨信号在未来的CRESST运行中持续存在，它将为非弹性暗物质提供令人信服的证据，而它的缺失应该排除它。

低温暗物质搜寻中自旋相关WIMP-核子相互作用的极限

Limits on spin-dependent WIMP-nucleon interactions from the Cryogenic Dark Matter Search

低温暗物质搜寻（CDMS）是一项基于弱相互作用大质量粒子（WIMP）与Ge和Si核的相互作用来探测它们的实验。我们报告的数据分析的结果，从头两个运行的CDMS在苏丹地下实验室的自旋相关的WIMP核子相互作用73 Ge和29 Si。这些数据排除了自旋相关的WIMP-核子相互作用参数空间的新区域，包括与DAMA/NaI实验报告的年度调制信号的自旋相关解释相关的区域。

暗物质的终极目标

An Ultimate Target for Dark Matter Searches

S-矩阵么正性和大质量遗迹粒子（这里简单地用WIMP表示）的热冻结动力学的结合意味着这些粒子的密度有一个下限，它们对暗物质的贡献（可能是次要的）。这就转化为各种直接和间接探测暗物质的技术的信号速率下限。为了说明，我们专注于模型的湮灭是s波为主。我们推导出了银河系中心WIMP湮灭产生的伽马射线通量的下限; WIMP的直接探测;太阳中WIMP湮灭产生的高能中微子;以及WIMP对宇宙微波背景辐射的角功率谱和频谱的影响。这些结果表明，即使WIMP并不构成所有的暗物质，各种各样的暗物质搜索技术也可能为寻找新的物理学提供有趣的途径。虽然从数量上讲，这些限制与目前的测量范围有一定距离，但它们可能对长期规划工作有意义。

Some Thoughts on (the Incompleteness of) the (Double) Differential Event Rates for Elastic WIMP-Nucleus Scattering in (Directional) Direct Dark Matter Detection Physics

In this paper, we revisit the expressions for the (double) differential event rates for elastic WIMP-nucleus scattering and discuss some unusual thoughts on (the incompleteness of) the uses of these expressions in (directional) direct Dark Matter detection physics. Several not-frequently mentioned (but important) issues will be argued and demonstrated in detail.

无WIMP的奇迹：没有弱尺度质量或弱相互作用的暗物质粒子

The WIMPless Miracle: Dark Matter Particles without Weak-scale Masses or Weak Interactions

我们提出，暗物质是由自然具有正确的热遗迹密度的粒子组成的，但既没有弱尺度质量，也没有弱相互作用。这些无WIMP模型自然地从规范介导的超对称破缺中产生，在那里它们优雅地解决了暗物质问题。该框架可容纳单个或多个组件的暗物质，暗物质质量从10 MeV到10 TeV，和相互作用强度从引力到强。这些候选者增强了许多相对于WIMP的直接和间接信号，并对暗物质搜索和对撞机的宇宙学意义产生了质的新影响。

直接探测实验中残留背景事件对WIMP暗物质识别的影响

Effects of Residue Background Events in Direct Detection Experiments on Identifying WIMP Dark Matter

我们重新检查的模型独立的数据分析方法提取的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的属性，直接使用数据（测量反冲能量）从直接的暗物质探测实验，作为一个更现实的研究，考虑一小部分残留的背景事件，通过所有的歧视标准，然后与其他真正的WIMP诱导的信号在分析的数据集中。在这次演讲中，将讨论剩余背景对确定WIMP质量的影响以及核子上自旋无关的WIMP耦合。

DARWIN：用稀有液体进行暗物质WIMP研究

DARWIN: dark matter WIMP search with noble liquids

DARWIN（DARk matter WImp search with Noble liquids）是一项研发和设计研究，旨在实现欧洲的多吨级暗物质搜索设施，基于液态氩和液态氙时间投影室技术。DARWIN于2009年底获得ASPERA的批准，汇集了几个欧洲和美国的团队，致力于现有的ArDM，XENON和WARP实验，目标是在2013年初为该设施提供技术设计报告。DARWIN将被设计用于探测10- 47 cm ^2以下的自旋无关的WIMP-核子截面区域，并在其间的几年中探测到阳性的情况下提供WIMP相互作用的高统计测量。在简要介绍之后，将介绍DARWIN的目标、组成部分以及预期的物理范围。

大型地下氙（LUX）实验的第一个暗物质搜索结果

First Dark Matter Search Results from the Large Underground Xenon (LUX) Experiment

大型地下氙（LUX）暗物质实验正在美国南达科他州铅市桑福德地下研究设施地下1.5公里处进行。在2013年，该实验在85.3个生存日的时间内有10，091千克-天的WIMP搜索暴露。这第一次暗物质搜索在WIMP质量范围内对WIMP-核子相互作用横截面进行了世界上最严格的限制，并且与DAMA，CoGeNT和CDMS-II Si的低质量WIMP信号暗示紧张。LUX将于2014年开始为期300天的运行，将灵敏度提高5倍。从中子双散射技术获得的低能校准将进一步限制和减少系统学，特别是对于低WIMP质量。

WIMP暗物质的极限

Limits on WIMP Dark Matter

综述了利用直接和间接方法寻找弱相互作用大质量粒子（WIMPs）形式的暗物质的现状。近年来，各种直接搜索实验取得了进展，利用能够记录WIMP弹性散射所预期的核反冲事件的技术，已经朝着更低的极限取得了进展。特别是，Edelweiss和CDMS的合作正在实现灵敏度，能够挑战DAMA的数据，这些数据被解释为60 GeV区域质量的WIMP的证据。与此同时，基于对地球、太阳和银河系中中性伴子-中性伴子相互作用的湮灭产物的观测的间接搜索也产生了有趣的结果。例如，Superkamiokande的分析现在表明，限制与最佳直接搜索结果相当。

低温暗物质搜寻实验的新结果

New Results from the Cryogenic Dark Matter Search Experiment

利用改进的Ge和Si探测器、更好的中子屏蔽和增加的计数时间，低温暗物质搜索（CDMS）实验获得了对弱相互作用大质量粒子（WIMPs）从核弹性散射的截面的更严格限制。对电磁背景的更高分辨力和中子通量的减少证实了CDMS先前探测到的WIMP候选事件与中子一致，并给出了与自旋无关的WIMP相互作用的极限，该极限比CDMS先前对高WIMP质量的结果低2倍以上，并且排除了质量在8-20 GeV/c^2之间的WIMP的新参数空间。

通过对WIMP核相互作用后X射线的独家研究寻找暗物质

Dark matter search by exclusive studies of X-rays following WIMPs nuclear interactions

结果表明，弱相互作用大质量粒子（WIMPs），这是可能的冷暗物质的候选人，可以研究的唯一测量的X射线以下WIMPs核相互作用。内壳层原子电子通过WIMP-核相互作用电离，然后当它们被外壳层电子填充时发射单能X射线。在中重靶核与100-300 GeV弱相互作用中，K壳层的内壳层孔数高达1/5，L壳层的内壳层孔数高达数/1。然后在5-50 keV区域出现K和LX射线峰。因此，对X射线与核反冲和电离电子的一致性的专门研究为探测WIMP提供了极好的机会，如LiNbO 3超对称粒子（LSP）

暗物质直接探测实验中剩余背景事件对自旋无关WIMP-核子耦合估计的影响

Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Estimation of the Spin-Independent WIMP-Nucleon Coupling

在直接利用暗物质探测实验测量的反冲能来估计弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与核子的自旋无关（SI）标量耦合的模型无关数据分析方法的发展中，假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。我们的模拟表明，对于SI WIMP-核子耦合的估计，在O（50）总事例的分析数据集中，最大可接受的残余本底事例分数为~ 10% -20%。对于质量为100 GeV的WIMP和20%的残余背景事件，重建的SI WIMP耦合（具有重建的WIMP质量）的系统偏差原则上为~ +13%，统计不确定度为~ ^{+21%}-14%}（对于无背景数据集为~-3.3%^{+18%}-13%）。

我们如何精确地识别WIMP-独立于直接暗物质探测实验

How Precisely Could We Identify WIMPs Model-Independently with Direct Dark Matter Detection Experiments

在这次演讲中，我们提出了数据分析方法，通过直接使用未来的实验数据（即，测量的反冲能量）从直接的暗物质探测。这些方法不依赖于星系晕模型和WIMP模型。这些方法的基本思想和应用它们的可行性和不确定性直接检测实验与下一代探测器将进行讨论。

Search for dark matter at colliders

Multiple astrophysical and cosmological observations show that the majority of the matter in the universe is non-luminous. It is not made of known particles, and it is called dark matter. This is one of the few pieces of concrete experimental evidence of new physics beyond the Standard Model. Despite decades of effort, we still know very little about the identity of dark matter; it remains one of the biggest outstanding mysteries facing particle physics. Among the numerous proposals to explain its nature, the Weakly Interacting Massive Particle (WIMP) scenario stands out. The WIMP scenario is …

从低温暗物质搜索的双塔运行中对自旋无关的WIMP-核子相互作用的限制

Limits on spin-independent WIMP-nucleon interactions from the two-tower run of the Cryogenic Dark Matter Search

我们报告了苏丹地下实验室低温暗物质搜寻（CDMS II）的新结果。两个塔，每个由6个探测器组成，运行了74.5个工作日，在切割后，锗的光谱加权曝光量为34 kg-d，硅靶的光谱加权曝光量为12 kg-d，平均反冲能量为10-100 keV，WIMP质量为60 GeV。进行了盲分析，结合了拒绝表面事件的改进技术。未观察到超过预期背景的WIMP信号。当结合我们以前的结果从苏丹，90%的C. L。对于60 GeV的WIMP质量，自旋无关的WIMP-核子截面的上限是Ge为1.6 x 10^{-43} cm ^2，Si为3 x 10^{-42} cm ^2。Ge（Si）的组合极限比我们以前的结果低2.5（10）倍，并限制了超对称模型的预测。

DAMA和WIMP暗物质

DAMA and WIMP dark matter

我们研究了大质量弱相互作用粒子（WIMPs）与原子核的自旋无关散射是否可以解释DAMA报告的年度调制信号。我们考虑弹性和非弹性散射过程。我们发现WIMP参数空间中存在一个区域，可以同时容纳DAMA和CDMS、CRESST和XENON的零结果。这个区域对应于一个普通的、弹性散射的WIMP，它具有标准的麦克斯韦-玻尔兹曼分布，质量为3 GeV < m_{DM} <8 GeV，自旋无关的截面为核子3 \times 10^{-41} cm ^2 < σ_p^{SI} < 5 \times 10^{-39} cm ^2。这个新的参数空间区域的关键取决于最近发现的效应的通道上的能量阈值的WIMP检测DAMA实验;不包括这种效果，DAMA允许的区域基本上是封闭的空实验。这种低质量WIMP出现在许多超越标准模型的物理学理论中，从MSSM的最小扩展到重子-暗物质符合问题的解决方案。我们发现，非弹性散射通道不打开一个重要的参数区域与所有的实验结果一致。未来的低能量阈值探测核反冲的实验，如CDMSII-Si和那些利用超低能量锗探测器，将能够探测参数空间的DAMA区域。

A Possibility of Determining the WIMP Mass by Using the Angular Recoil-Energy Spectra from Directional Direct Dark Matter Detection Experiments

In this article, as an extension of our study on the angular distribution of the recoil flux of WIMP-scattered target nuclei, we demonstrate a possibility of determining the mass of incident halo WIMPs by using or combining "ridge-crater" structures of the angular recoil-energy spectra with different target nuclei observed in directional direct Dark Matter detection experiments. Our simulation results show that, for a WIMP mass of only a few tens GeV, the stereoscopic angular recoil-flux distributions of both of light and heavy target nuclei would have a (longitudinally) "ridge-like" structure…

暗物质直接探测实验中残留背景事件对Halo WIMP速度分布函数重建的影响

Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Reconstruction of the Velocity Distribution Function of Halo WIMPs

在我们早期的工作中，通过直接使用从暗物质探测实验中测量的反冲能来重建弱相互作用大质量粒子（WIMP）的时间平均一维速度分布函数（的矩），假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。我们的模拟结果表明，对于一维WIMP速度分布的重建，在O（500）个总事件的分析数据集中，残余背景事件的最大可接受分数为~10% -20%。对于一个质量为50 GeV的WIMP，具有可忽略的不确定性和20%的残余背景事件，重建的速度分布的偏差原则上为~7.5%，统计不确定性为~18%（无背景数据集为~19%）。

暗物质直接探测实验中残余背景事件对WIMP质量测定的影响

Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Determination of the WIMP Mass

在早期关于通过直接使用来自直接暗物质探测实验的测量的反冲能量来确定弱相互作用大质量粒子（WIMP）的质量的模型无关数据分析方法的开发的工作中，假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。我们的模拟表明，对于确定WIMP质量，在O（50）总事件的分析数据集中，对于整个实验可能能量范围的背景窗口，或在低能范围，残余背景事件的最大可接受分数为~ 20%;而对于相对较高能量范围的背景窗口，残留物背景事件的最大可接受分数不能大于~ 10%。对于100 GeV的WIMP质量，在整个实验可能能量范围的窗口中有20%的背景事件，重建的WIMP质量和1-sigma统计不确定度为~97 GeV^{+61%}_{-35%}（对于无背景数据集为~94 GeV^{+55%}_{-33%}）。

暗物质直接探测实验中剩余背景事件对WIMP-核子截面比测定的影响

Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Determinations of Ratios of WIMP-Nucleon Cross Sections

在我们的工作中，通过直接使用来自直接暗物质探测实验的测量反冲能来确定弱相互作用大质量粒子（WIMP）的不同耦合/截面之间的比率，开发了与模型无关的数据分析方法，假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。模拟结果表明，在自旋相关（SD）WIMP-核相互作用大于自旋无关（SI）相互作用的情况下，在分析的数据集中，用于确定SD WIMP在中子上与质子上的耦合比的最大可接受的残余本底事件分数为~ 20% - 40%;而考虑SI和SD WIMP相互作用的一般组合，用于确定两个SD WIMP耦合之间的比率以及质子上的SD截面比率的最大可接受背景比率（中子）与SI的比值约为10% -20%。此外，通过考虑不同形式的背景谱，我们发现，只有在最低的能量范围内的背景事件可能会影响重建（显着）;那些在高能量范围内几乎不会改变重建的比率或只有非常轻微的。

在对撞机或直接实验中发现Wimps的宇宙学意义是什么？

What is the Cosmological Significance of a Discovery of Wimps at Colliders or in Direct Experiments?

尽管在对撞机或直接实验中发现弱相互作用大质量粒子对我们理解粒子物理学有着巨大的意义，但这并不意味着我们对宇宙或星系晕中暗物质的理解会有什么变化：所发现的粒子很可能只占全部暗物质的一小部分。为了确定wimp发现的宇宙学意义，必须确定它们的密度。我们表明，无论是强子对撞机还是直接探测实验的数据都不足以确定所发现的wimps的局部或遗迹密度，甚至允许所有必要的宇宙学和天体物理学假设。我们提供了暗物质模型的例子，其中几乎相同的探测器或对撞机信号对应于非常不同的密度。然而，我们表明，结合两个实验的数据来确定wimp的密度是可能的;我们提出了一种在超对称暗物质的情况下这样做的一般方法，并描述了如何对其他wimp候选者进行类似的研究。