Minimal self-interacting dark matter models with light mediator
自相互作用的暗物质的光介质方案在许多方面受到强烈的限制。在总结了各种限制后，我们讨论了最小的选项和模型，但允许满足所有这些限制。如果暗物质和光介质粒子的温度比SM粒子小得多，就会出现一种直接的可能性。如果暗物质不是主要湮灭成一对轻介质，而是湮灭成更重的粒子，那么就会出现另一种简单的可能性。这两种可能性进行了讨论，标量以及矢量玻色子光介质。还确定了进一步的可能性，例如四次纯量耦合的层次结构。
2020-04-21 hep-ph
Photon Radiation and Dilepton Production Induced by Rescattering in Strong Interacting Medium
利用不透明度展开方法研究了高能部分子喷注通过强相互作用介质时多重再散射引起的光子辐射和双轻子产生。给出了高能夸克喷注韧致辐射贡献的实光子辐射谱和双轻子不变质量谱。在高能夸克喷注介质中，光子发射对总能量损失的主要贡献与喷注能量成正比，并与核靶的厚度成线性关系。双轻子的再散射贡献只对较小的不变质量和不太快的喷流才重要。当喷流能量与德拜屏蔽质量之比$E/μ$较大时，介质中再散射产生的双轻子贡献率几乎为常数。
2008-04-27 hep-ph
Simplified dark matter models with a spin-2 mediator at the LHC
我们考虑简化的暗物质模型，其中一个暗物质候选人耦合到标准模型（SM）粒子通过$s$通道自旋-2调解人，并研究从目前的大型强子对撞机数据的模型参数空间的约束。我们的重点在于不同的搜索之间的互补性，特别是单喷流和多喷流加上丢失的能量搜索和共振搜索。对于介质与SM粒子的普遍耦合，丢失能量搜索可以给出比$WW$、$ZZ$、dijet、dihiggs、$t\bar t$、$b\bar b$共振搜索更强的约束，在低质量区域和/或当介质与暗物质的耦合比其与SM粒子的耦合大得多时。然而，最强的约束来自双光子和双轻子共振搜索。只有当这些模式被抑制时，丢失能量搜索才能在用自旋2介质约束暗物质模型中具有竞争力。
2017-05-02 hep-ph
Dark matter interacting via a massive spin-2 mediator in warped extra-dimensions
我们研究暗物质通过一个大质量的自旋2介质相互作用。为了对自旋为2的粒子有一个一致的有效理论，我们在一个扭曲的额外维模型中工作，使得介质是5D引力子的Kaluza-Klein（KK）模式。我们密切关注暗物质湮灭成为KK-引力子。由于自旋2场纵模的高能行为，如果只考虑一个自旋2介质，这些通道在大质心能量$\sqrt{s}$处表现出巨大的增长。我们第一次把完整的KK塔包括在这个暗物质产生过程中，发现这种增长是非物理的，一旦考虑到额外维度理论的全部场内容，这种增长就会被取消。有趣的是，这意味着一旦$\sqrt{s}$大于第一引力子质量，就不可能用简化的有效相互作用集来近似完整理论中得到的结果。这使人怀疑以前的研究与自旋2介质在EFT框架内的普遍适用性，并促使我们重新审视的现象学允许的参数空间的引力相互作用的标量暗物质在翘曲的额外的维度。
2021-05-14 hep-ph
Probing Higgs-Portal Dark Matter with Weakly Interacting Mediators
暗物质通过希格斯门与标准模型相互作用的假设受到了实验的严重挑战。然而，如果暗物质是费米子，希格斯门相互作用意味着介质的存在，这可以显着改变的现象。本文讨论了弱相互作用介质对暗物质遗迹丰度、直接探测和对撞机搜索的影响。在大型强子对撞机中，希格斯门费米子暗物质的典型特征是软轻子和丢失的能量，类似于超对称模型中的高吉诺产生。我们建议重新解释现有的高吉诺搜索的背景下，希格斯门模型和扩展未来的搜索到更广泛的类暗部门弱相互作用的费米子。
2016-05-17 hep-ex hep-ph
Direct Detection Signatures of Self-Interacting Dark Matter with a Light Mediator
自相互作用暗物质（SIDM）是一个简单而动机良好的方案，可以解释长期存在的小尺度结构形成的难题。如果所需的自相互作用是通过暗区中的光介质（质量为$\sim 10$ MeV）产生的，那么这个新粒子必须是不稳定的，以避免过度封闭宇宙。光介质的衰减可能是由于隐藏和可见部分的弱耦合而发生的，为直接检测实验提供了新的特征。SIDM的核反冲光谱是更多的峰值向低能量相比，通常情况下的接触相互作用，因为介质质量是相当的动量转移的核反冲。我们表明，SIDM信号可以区分与DM粒子的接触相互作用，通过考虑在实验中采用不同的目标材料的时间平均能谱，或在一个单一的实验中的平均和调制的光谱。利用LUX和SuperCDMS的当前限制，我们还推导出隐藏和可见扇区之间的混合参数的强界。
2015-09-16 hep-ph
Galactic Center Excess in Gamma Rays from Annihilation of Self-Interacting Dark Matter
费米-LAT望远镜的观测发现，银河系中心有一个显著的$γ$射线过剩。在银河系矮球状星系的方向上还没有探测到类似的信号。此外，天文观测表明矮星系和其他暗星系的密度比最简单的冷暗物质模型预测的要小。我们发现，一个自相互作用的暗物质模型与粒子质量约50 GeV湮灭的介质负责强自相互作用可以同时解释所有三个观测。介质必然是不稳定的，它的质量必须低于约100兆电子伏，以降低暗星系的密度。如果介质衰变为电子-正电子对，其截面与热残余值的数量级相同，那么我们发现这些对可以上散射星际辐射场，并产生观测到的$γ$射线过剩。我们表明，这个模型是兼容的所有当前的约束和突出的可检测的签名独特的自相互作用的暗物质模型。
2015-01-14 astro-ph.HE hep-ph
Multi-scalar signature of self-interacting dark matter in the NMSSM and beyond
本文研究了自相互作用暗物质（SIDM）的一般NMSSM和超越的情况下，其中的暗物质是一个马约拉纳费米子和力介质是一个标量玻色子。提出了一个考虑玻恩能级效应的暗物质自相互作用截面的改进解析表达式。由于SIDM场景中的大耦合和轻介体，如果DM/介体以高能量产生，则它们将经历多个分支。基于对DM扇区簇射的蒙特卡罗模拟，我们得到了在LHC上由Higgsino产生和衰变产生的DM/mediator的多重数和光谱。
2021-09-09 hep-ph
Self-Interacting Dark Matter with Naturally Light Mediator
解决矮星系密度分布中的尖核异常的一个有希望的提议是允许暗物质通过质量远小于GeV的光介体与自身相互作用。理论上的挑战是要有一个完整的可重正化理论，即使暗物质本身可能是电弱尺度，即100 GeV到1 TeV，这种重正化也会自然发生。我在这里提出了这样一个模型，只有两个中性复杂的标量单线态下的一个软破缺的黑暗的全球U（1）对称性。
2016-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Strong constraints on self-interacting dark matter with light mediators
将暗物质与轻的新粒子结合是一种将热产生与强速度依赖的自相互作用相结合的有吸引力的方法。在这里，我们指出，在这样的模型中的暗物质湮灭率一般由索末菲效应增强，我们从宇宙微波背景和其他间接探测探测探针得到的约束。对于经常研究的s波湮灭的情况下，这些约束排除了整个参数空间的自相互作用是足够大的，以解决小规模的结构形成的问题。
2017-04-07 hep-ph
Self-interacting dark matter with a stable vector mediator
光矢量介质可以自然地诱导速度依赖的暗物质自相互作用，同时通过热冻结允许正确的暗物质遗迹丰度。然而，如果这些介质随后衰变成标准模型状态，如电子或光子，这将被宇宙微波背景的约束所有力地排除。我们研究在何种程度上可以规避这一结论，如果矢量介质是稳定的，因此有助于暗物质密度，而湮灭成较轻的自由度。我们发现可行的部分参数空间，导致所需的自相互作用截面的暗物质，以解决小规模的问题，碰撞冷暗物质的范例，同时与边界兼容的宇宙微波背景和大爆炸核合成观测。
2018-09-24 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Signals in Dilepton Production at Hadron Colliders
我们表明，新的物理可以出现在双轻子事件通过其辐射贡献的双轻子不变质量，导致独特的“单斜”功能在$m_{\ell\ell}$，以及角分布的轻子。我们特别关注的情况下，暗物质的标量信使耦合到夸克和轻子。一致的热模型要求暗物质具有100 GeV的质量，并与标准模型（SM）有$\gsim 1$耦合，这意味着对SM Drell-Yan速率的辐射修正可能是相当大的。我们考虑的情况下，马约拉纳，狄拉克和伪狄拉克暗物质，并表明，有区域的参数空间的不存在的单斜，这开始在大约两倍的暗物质质量，$m_{\ell\ell} \sim 2 m_χ$，地方最强的约束模型。我们预测的灵敏度在高亮度14 TeV的LHC以及未来的100 TeV质子-质子对撞机。我们发现，我们的双轻子信号是最敏感的介质和暗物质几乎简并和传统的MET为基础的搜索是最不敏感的。
2014-11-25 hep-ph
Off-shell effects in dilepton production from hot interacting mesons
本文研究了α_1介子与π介子反应中双电子的产生。我们比较了与不同的唯象拉格朗日已被用于连接强子物质和有限核得到的结果。我们坚持这些相互作用必须满足强相互作用的已知经验性质。在双电子生产大的离壳效应被发现和一些后果的重离子数据的解释概述。我们还比较使用实验提取的光谱函数得到的结果。
1997-11-04 hep-ph nucl-th
Open Charm, Photon and Dilepton Production in an Increasingly Strongly Interacting Parton Plasma
我们研究的影响，新的平衡的情况下，越来越强烈的相互作用的部分子等离子体和非平衡环境的开放的魅力，光子和双轻子在LHC和RHIC能量的生产。我们发现，一个出平衡的效果，没有显示之前，显着改变的相对产量的两个主要部分子贡献光子生产在较高的$p_T$范围内，和更高的订单电磁辐射在新的情况下，特别是在RHIC能量增加了意义。我们认为，新的情况下的影响不仅限于部分子阶段，但将继续通过后期的强子气相与潜在的积极影响的检测的夸克-胶子等离子体。
1998-07-15 hep-ph nucl-th
Determining the CP nature of spin-0 mediators in associated production of dark matter and $t \bar t$ pairs
在自旋为0的$s$通道简化模型的框架下，我们探索了通过暗物质和$t\bar{t}$对的关联产生来评估暗物质相互作用结构的可能性。为此，考虑了双轻子末态，研究了双轻子系统的运动学性质。我们开发了一个现实的分析策略，并提供了一个详细的评估，假设在14 TeV的大型强子对撞机的积分亮度的$300 \, {\rm fb}^{-1}$和$3 \, {\rm ab}^{-1}$的暗物质信号的可实现的灵敏度。此外，上限的介质质量，这两个不同的CP假设可以区分。得到的信号强度的限制，最终转化为两个自旋为0的简化模型，包括一个扩展的希格斯扇区的情况下的参数空间上的约束。
2017-02-21 hep-ex hep-ph
Self-interacting $O(N)$ scalar dark matter multiplet in a Higgs-portal model with a light scalar mediator
Korea Military Academy（韩国军事学院）；Korea University（高丽大学）；The Institute of Basic Science, Korea University（高丽大学基础科学研究院）
本研究在含轻标量介体的Higgs-portal模型中探索自相互作用$O(N)$标量暗物质，发现相消干涉可抑制直接探测信号，同时允许矮星系尺度自相互作用，部分区域满足真空稳定性至普朗克尺度，未来长寿命粒子搜索可提供互补检验。
2026-09-30 hep-ph
Self-interacting dark matter and cosmology of a light scalar mediator
我们考虑一个费米子暗物质候选者通过一个标量介体与标准模型通过希格斯门相互作用。我们考虑一般设置，包括标量和赝标量之间的相互作用的标量和费米子，并说明了暗物质丰度，直接搜索限制和对撞机的约束的相关功能。暗物质具有自相互作用强度$\left\langle σ_V \right\rangle/m_ψ\sim 0.1-1 \,\mathrm{cm}^2/\mathrm{g}$的情况受到强烈的约束，特别是受到大爆炸核合成的约束。我们表明，这些限制可以通过引入一个新的轻不育中微子$N$得到缓解。扩展模型的允许区域由位于$10 (\sin θ)^{-2/5} \,{\rm MeV} \lesssim m_N \lesssim 1\,{\rm GeV}$的三角形组成。
2017-04-06 astro-ph.CO hep-ph
Effective theory for self-interacting dark matter and massive spin-2 mediators
我们考虑了任意自旋自相互作用暗物质的有效理论，通过引入一个质量为2的自旋粒子作为暗物质自散射的介质，超越了文献中的讨论.我们给出了暗物质的有效自相互作用在首阶展开中的动量转移和暗物质速度。在有效汤川相互作用的首级近似下，我们比较了玻恩截面和非微扰截面。结果表明，对于速度依赖的自散射，在满足星系团边界条件的同时，还可以在很宽的暗物质和自旋2粒子质量范围内解决星系中的小尺度问题.
2021-02-12 astro-ph.GA hep-ph hep-th
How to save the WIMP: global analysis of a dark matter model with two s-channel mediators
一个可靠的比较不同的暗物质（DM）搜索需要模型，满足一定的一致性要求，如规范不变性和微扰么正性。作为一个很好的动机的例子，我们研究两个中介DM（2 MDM）。该模型基于自发破缺的$U(1)'$规范对称性，包含一个Majorana DM粒子以及两个$s$ -通道介体，一个矢量（$Z'$）和一个标量（暗希格斯玻色子）。我们执行一个全球性的扫描模型的参数，假设DM遗迹密度是通过在早期宇宙中的热冻结，并施加一个大的约束：直接和间接DM搜索，单喷流，双喷流和双轻子搜索在对撞机，希格斯观测，电弱精度测试和微扰么正性。我们的结论是，热DM只允许接近一个$s$通道共振或如果至少有一个调解人是轻于DM颗粒。在这些情况下，可以获得热DM丰度，尽管DM与标准模型的耦合很小。有趣的是，我们发现，矢量介导的DM-核子散射导致相关的限制，尽管速度抑制的截面，和间接检测可以是重要的，如果DM湮灭到两个介质是运动学允许的。
2016-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Dilepton production by dynamical quasiparticles in the strongly interacting quark gluon plasma
讨论了强相互作用夸克胶子等离子体（sQGP）组分产生双轻子的问题。为了在较低的等离子体温度（O（T_c））、较低的双轻子质量（O（1GeV））和较强的耦合（α S =0.5-1）下进行定量预测，我们不仅考虑了高阶pQCD反应机制，而且考虑了夸克、反夸克和胶子的非微扰谱函数（离壳）和自能，从而超出了主导扭转。为此，我们的计算利用了匹配的动力学准粒子模型（DQPM）提供的夸克和胶子非微扰传播子的参数化来重现晶格数据。DQPM用单粒子格林函数描述QCD性质（在两粒子不可约方法的意义上），并导致sQGP的成分是有效准粒子的概念，这些准粒子是大质量的，具有宽谱函数（由于大的相互作用速率）。本文导出了反应q+qbar->l^+l^-中双轻子产生的离壳层截面。（Drell-Yan机理），q+qbar->g+l^+l^-（夸克湮灭与末态的胶子韧致辐射），q（qbar）+g->q（qbar）+l^+l^-通过用夸克和胶子的DQPM传播子修饰微扰图中的夸克和胶子线，得到了sQGP中g->q+qbar+l ^+l^-和q（qbar）->q（qbar）+g+l^+l^-（虚胶子衰变，虚夸克衰变）的关系.
2010-04-15 hep-ph nucl-th
Producing and constraining self-interacting hidden sector dark matter
在这篇论文中，我们首先回顾了所有的限制适用于自相互作用DM与光介质考虑著名的希格斯门和动力学混合门模型作为具体的例子。然后，我们详细介绍了索末菲效应，并研究了它对具有光介体的自相互作用DM模型的许多影响。接下来，我们研究如何占DM遗迹丰度在这样的门户网站模型，提出了一个通用的结构与三个人口（标准模型，DM和介质粒子）相互连接，通过三个相互作用产生的两个耦合强度。这似乎可以通过五种不同的动力学方式来实现，这些方式产生了九种制度，其中四种是新的。这些新的生产制度是相关的情况下，隐藏的扇区粒子没有热连接到可见的矢量粒子。我们进一步研究了一个热断开的隐藏扇区的可能性，并建立了一般允许的参数空间DM热候选人在隐藏-可见的温度比与DM质量平面。我们表明，在这个框架中，简单的门户模型，如我们认为可以缓解紧张局势，在小规模，同时提供合适的DM候选人。其他最小的自我互动DM与光介体框架，始终满足所有的限制，也提出和探讨。
2021-07-29 hep-ph
Inception of Self-Interacting Dark Matter with Dark Charge Conjugation Symmetry
基于一个复标量和一个Dirac费米子的最简单自发破缺阿贝尔$U(1)$规范模型，对自相互作用暗物质的稳定性提出了新的认识.关键是暗电荷共轭对称性的施加。它允许两种稳定粒子的可能存在：狄拉克费米子和矢量规范玻色子，后者充当前者自相互作用的光介质。由于这种光介质不衰变，它避免了最近获得的所有此类模型的强宇宙学约束，其中光介质衰变为标准模型粒子。
2017-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Search for strongly interacting dark matter at Belle II
本文研究 Belle II 对 MeV–GeV 质量、与电子强耦合暗物质的探测能力，计算单光子、单簇射和双簇射通道的排除区，表明其可补充直接探测与中微子实验约束。
2024-05-19 astro-ph.HE hep-ph
Revisiting neutrino-assisted self-interacting dark matter
Yantai University（烟台大学）
本文结合介子分辨势、数值散射、热遗迹及观测约束，评估两种标量介子实现中微子辅助暗物质自散射，发现中微子力在两种情形下均无法解释天体物理相关的暗物质自散射。
2026-10-06 hep-ph
Search for an invisible scalar in $t \bar{t}$ final states at the LHC
本研究在LHC的 $t\ar{t}$ 双轻子末态中寻找暗物质，利用运动学拟合重建 $t\ar{t}$ 系统并结合CP角观测量，对中介 $Y_0$ 与顶夸克的汤川耦合设定了置信水平限制。
2023-08-01 hep-ex hep-ph
Searching for GeV-scale new Gauge Bosons in QGP thermal dilepton production
本文提出利用重离子碰撞中间质量区（IMR）的热夸克-胶子等离子体（QGP）双轻子谱的测量，作为寻找GeV尺度暗规范玻色子（γ '或Z'）的一种新方法。这种光介质是轻（即低质量）暗物质场景的共同特征，它被用来解释暗物质间接和直接探测实验中令人困惑的信号。首先，我们表明，轻伽马'或Z'将产生共振增强的双轻子光谱热产生的QGP，在相应的能量的暗规范玻色子质量。其次，利用PHENIX实验的数据，我们能够在95%的置信水平下，对质量在1.5 - 2.5 GeV范围内的规范玻色子，为这种新的规范玻色子与夸克和轻子的联合耦合（与它们的矢量或轴向性质无关）设定一个上限chi_q chi_e < 10^（-3）。这一结果补充了以前对新的轻规范玻色子的搜索，并探索了参数空间的一个新区域，特别是在夸克和轻子的非普适耦合的情况下。对ALICE合作发现这种玻色子的前景进行了讨论。
2013-06-16 hep-ex hep-ph
Self-Interacting Dark Matter through the Higgs Portal
我们研究通过希格斯门耦合到标准模型的自相互作用暗物质。我们考虑一个场景，其中暗物质是一个热遗迹，具有足够强的自相互作用，可以减轻无碰撞冷暗物质的问题。我们研究直接探测搜索，大型强子对撞机和大爆炸核合成的约束。我们表明，这些约束和需要足够强的自相互作用与光介质之间的紧张关系可以通过耦合介质，无论是活跃或无菌中微子。未来的直接探测数据提供了巨大的潜力，可以用来寻找光介质的证据，并验证暗物质通过远程自相互作用散射。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
Numerically analyzing self-interacting dark matter
我们考虑了自相互作用的暗物质（SIDM）与光介质在一个模型无关的方式，这可以缓解两个长期存在的问题，即尖与核心和太大而不能倒的小尺度宇宙学。选择汤川势实现DM粒子之间的介质交换作为它们自相互作用的一部分。研究了介质质量（$m_Z'$）范围内自相互作用传递截面的动力学。同时，建立了横截面与DM粒子相对速度之间的关系，为解决小尺度DM危机提供了保证。我们得到的数值结果是有效的，在上下文中，我们已经使用了较少数量的$\ell$模式，以达到相同水平的精度在横截面计算的早期作品相比。为了更好地理解SIDM参数空间，我们使用与汤川势行为相似的Hulthén势对转移截面对其他重要SIDM参数的依赖性进行了分析。粒子动力学的玻尔兹曼方程和索末菲增强对这种计算的影响的详细演变也在这里进行了研究。我们还提供了一个最小的无异常的亲轻扩展的标准模型，可以将SIDM和它的调解人候选人的框架。
2022-12-30 hep-ph
Self-interacting dark matter without prejudice
暗物质粒子携带现象学相关的自相互作用截面介导的光暗扇区状态的存在被认为是严格限制通过实验和观测数据相结合。该结论是基于特定的暗物质生产机制，如热冻结的假设，以及一个标准的宇宙历史外推超越时代的原始核合成。在这项工作中，我们放弃了这些假设，并从我们现有的坚实知识的角度来研究这个场景：直接和间接的暗物质搜索以及宇宙学和天体物理学观测的结果，没有对暗物质起源或非常早期宇宙的热状态的额外假设。我们表明，即使在最小的设置，其中暗物质粒子自我相互作用通过动力学混合矢量介质，一个显着的参数空间仍然允许。有趣的是，然而，这些参数区域意味着一个亚稳定的，轻调解人，这反过来又要求修改搜索策略。
2020-04-02 astro-ph.HE hep-ph
Characterising Dark Matter Interacting with Extra Charged Leptons
在一个简化的亲轻子暗物质（DM）的情况下，介质是携带轻子量子数的新带电费米子，DM候选者是标量或矢量，分析了不同边界的互补性.在这个框架中，额外轻子和DM在$\mathbb Z_2$对称下是奇数的，因此轻子介体只能与DM态和各种味道的标准模型（SM）轻子相互作用。我们表明，有可能重新定义DM自旋（标量或矢量），以及介质的性质，通过宇宙学，味道和对撞机数据的综合分析。我们提出了一个明确的数值分析的可行的参数空间的一组基准点，我们的情况。
2018-03-21 hep-ph
Whac-a-constraint with anomaly-free dark matter models
费米子暗物质候选者通过矢量介体与标准模型相互作用的理论通常使用极小模型进行研究，这些模型不一定是无异常的。事实上，最小无异常简化模型通常受到直接检测实验或双轻子共振对撞机搜索的强烈约束。在这篇论文中，我们研究了费米子暗物质候选者与疏轻子矢量介质轴向耦合的模型的现象学。要消除这些模型中的异常现象，就需要大大扩大它们的场容量。对于一个例子最小的情况下，我们表明，额外的领域导致一个潜在的更丰富的现象比原来的简化模型预测。特别是对撞机搜索对产生的中性伴子和charginos可以比传统的单喷流搜索更敏感的参数空间的热动机部分，其中介质是目前的搜索范围之外。
2019-02-06 hep-ph
Search for dark photons in heavy-ion collisions
本文基于PHSD输运方法，结合重离子及p+p、p+A双轻子数据，通过加入暗光子U玻色子的产生与衰变道，推导出动力学混合参数ε²(M_U)的上限，为未来暗光子实验搜寻提供理论约束和精度参考。
2024-09-30 hep-ph
Velocity Dependence from Resonant Self-Interacting Dark Matter
小尺度天体中的暗物质密度分布可能表明暗物质是自相互作用的，而星系团的观测表明相应的截面取决于速度。使用模型无关的方法，我们表明，共振自相互作用暗物质（RSIDM）可以自然地解释这样的行为。与通常假设的相反，这不需要光介体。我们提出了明确的实现这一机制，并讨论了相应的天体物理约束。
2019-02-24 astro-ph.HE hep-ph
Singlet-Doublet Self-interacting Dark Matter and Radiative Neutrino Mass
自相互作用暗物质（SIDM）与光介质是一个有前途的方案，以减轻小规模的问题，冷暗物质的范例，而在大尺度上与后者一致，建议由天体物理观测。然而，这导致了一个下丰富的SIDM遗迹，由于大湮灭率介质粒子，往往需要一个最简单的热或非热遗迹生成机制的扩展。在这项工作中，我们考虑了单重态-二重态费米子暗物质的情况下，单重态费米子与轻标量介体引起的速度依赖的暗物质通过汤川型吸引势的自相互作用。双态费米子，凭借其与单态的微小混合，可以是长寿命的，并且可以在后期为单态残留物提供非热贡献，填补了单态SIDM热残留物的不足。光标量介体，由于其混合的标准模型希格斯粒子，铺平了道路，用于检测这样的SIDM在地面实验室导致约束模型参数CRESST-III和XENON 1 T实验。通过两个以上的单线态费米子和一个标量二重态来扩大暗扇形粒子，在完整的$\mathcal{Z}_2$对称性下都是奇数，也可以用暗生的方式解释非零中微子质量。
2022-04-23 hep-ph
Vector Self-Interacting Dark Matter
我们提出了一个矢量暗物质的模型，通过一个低质量的矢量介体的基础上的SU（2）暗扇区的希格斯相互作用。暗物质在U（1）规范对称性下带电。即使这种对称性被打破，理论中剩余的全局对称性也阻止了暗物质的衰变。我们提出的行为模型的假设，即暗物质丰度是由于热冻结，包括自相互作用的小尺度结构异常的目标和相互作用的可能性与标准模型通过矢量介质。
2019-09-29 hep-ph
Self-interacting sterile neutrino dark matter: the heavy-mediator case
要让活性-无菌混合对暗物质的全部残余丰度负责，除了千电子伏级的无菌中微子本身之外，还需要额外的新物理。我们在这里考虑的额外因素是无菌中微子之间存在的自相互作用。我们研究是否活跃到无菌转换足够放大，在这种情况下，所观察到的丰富的暗物质，可以得到一个subconstraint混合角。在我们所探索的区域，情况并非如此：要么自相互作用的影响太小，无法逃脱质量和混合角的界限，要么它们的影响太大，导致暗物质产生过剩。从边缘到过度有效性的急剧转变发生，因为在有效的介质内混合角中满足共振准则。一旦系统发生共振，游戏就结束了，因为玻尔兹曼方程中的非线性导致无菌中微子的失控产生，从几百MeV的等离子体温度开始，通常在几十MeV结束。因此，这种情况在很大程度上被其自身的动态所排除。在这项研究中，我们只专注于介质重于$\sim 1$ GeV，未来的工作将扩展到较轻的介质的分析，允许接触的情况下，由小规模结构的问题所激发的。
2019-08-03 astro-ph.CO hep-ph
B anomalies and dark matter: a complex connection
我们研究的标准模型的扩展，解决了在LHCb的$B\to K^{(*)} l^+l^-$衰变中观察到的轻子味普适性违反的暗示，同时提供了一个可行的候选暗物质。该模型采用了两个新的标量场和一个马约拉纳费米子，诱导单圈贡献的$B$介子衰变。我们表明，与观测数据的协议需要新的耦合是复杂的，马约拉纳费米子可以重现所观察到的暗物质遗迹密度。这种宇宙学和味道约束的结合为暗物质和介质质量设定了上限。我们已经研究了LHC双喷流和双轻子搜索，发现它们通过设置暗物质和介质质量的下限来排除参数空间的大区域。特别是，在未来的高光度阶段，双轻子的束缚要大得多。最后，我们计算了暗物质离核的散射截面，并将其与当前和未来直接探测实验的灵敏度进行了比较，表明部分参数空间在未来可以用于多吨实验。未来的对撞机和直接DM搜索相互补充，以探测这个模型的参数空间的大面积。
2019-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Characterizing dark matter at the LHC in Drell-Yan events
LHC双轻子事件中的光谱特征可能表明来自新自由度的辐射修正，特别是暗物质和介质。使用简化的模型，我们展示了这些功能可以揭示的基本属性的黑暗部门，如自共轭，自旋和质量的暗物质，和量子数的调解人。研究了不变质量$m_{\ell \ell}$和Collins-Soper散射角$cosθ_{CS}$的分布，以确定这些性质。我们从LHC测量的$m_{\ell \ell}$和$cosθ_{CS}$，这是竞争力的直接检测和喷气机+失踪的能量搜索模型的约束。我们发现，在某些情况下的$cosθ_{CS}$频谱提供了最强的界限，潜在的非共振新物理散射角测量的重要性。
2017-09-01 hep-ph
Constraints on the kinetic mixing parameter $ε^2$ for the light dark photons from dilepton production in heavy-ion collisions in the few-GeV energy range
矢量$U$ -玻色子，或所谓的“暗光子”，是暗物质介质的可能候选者之一。由于$U(1)-U(1)^\prime$对称群混合，它们应该通过“矢量入口”与标准物质相互作用，这可能使它们在粒子和重离子实验中可见。虽然没有确认的暗光子的观察，不同的实验数据的详细分析允许估计的上限动力学混合参数$ε^2$取决于质量$U$ -玻色子，这也是未知的$M_U$。在这项研究中，我们提出的理论约束$ε^2(M_U)$的上限在质量范围$M_U \le 0.6$ GeV的计算的双轻子光谱与实验数据的比较，从HADES合作在SIS 18能量的暗光子没有观察到。我们的分析是基于微观粒子-强子-弦动力学（PHSD）的传输方法，再现$p+p$，$p+A$和$A+A$碰撞中测量的双轻子谱。除了不同的双轻子通道起源于普通物质粒子（介子和重子）的相互作用和衰变，我们将假设的$U$ -玻色子衰变为双轻子，$U\to e^+e^-$，其中$U$ -玻色子本身是由介子$π^0\to γU$，$η$ -介子$η\to γU$和Delta共振$Δ\to N U$的Dalitz衰变产生的。我们的分析可以帮助估计所需的精度为未来的实验搜索的“轻”暗光子的双轻子实验。
2021-06-17 hep-ex hep-ph nucl-th
Dileptons in heavy-ion collisions
Goethe University Frankfurt（法兰克福歌德大学）；GSI Helmholtz Center（盖森海姆重离子研究中心）
综述双轻子作为重离子碰撞中热密QCD物质性质的穿透探针，提供介质性质的时空演化加权平均。
2026-09-15 hep-ph nucl-th
Self-interacting Dark Matter in Non-Standard Cosmology
针对标准宇宙学下带轻媒介子的自相互作用暗物质（SIDM）遗迹丰度不足的问题，本研究引入早期宇宙非辐射组分构建非标准膨胀历史，提升SIDM遗迹密度至观测值，并结合实验约束给出了通用SIDM模型的可行参数空间。
2023-10-05 hep-ph
Extending the MSSM with singlet Higgs and right handed neutrino for the self-interacting dark matter
为了满足BBN的要求，在GNMSSM的单重态Higgs扇区中加入了右手中微子。计算了光谱和费曼规则。还研究了暗物质现象学。在$ł\sim 0$的情况下，单重态扇区可以给出暗物质残留丰度和小宇宙学结构模拟的完美解释。光介质的BBN约束可以很容易地通过衰变到右手中微子来解决。当$ł_N$为$\mathcal{O}(0.1)$量级时，介质的质量可以被限制为几MeV
2016-02-11 hep-ph
$t \bar{t}$ production as a window to invisible new physics
Universidade de Lisboa（里斯本大学）
研究在大型强子对撞机上与$t\ar{t}$对关联产生的不可见暗物质中介子，扩展分析至自旋-1中介子，通过运动学拟合重建，评估对自旋和CP性质的区分能力。
2026-06-29 hep-ex hep-ph
Self-interacting inelastic dark matter: A viable solution to the small scale structure problems
自相互作用暗物质被认为是解决小尺度结构问题的一种方法，例如在矮星系和低表面亮度星系中观测到的扁平核。如果通过光介质发生散射，则与解决这些问题相关的散射截面可能会落入非微扰状态，导致非平凡的速度依赖性，这允许与源于簇大小对象的限制兼容。然而，这些模型受到不同观测的强烈约束，特别是来自光介质衰减足够快（在大爆炸核合成之前）和直接检测的要求。调和这两个要求的一个自然的解决方案是非弹性吸热相互作用，这样，如果两个状态之间的质量分裂足够大，直接检测实验中的散射就会被抑制，甚至在运动学上被禁止。在数值求解薛定谔方程时使用精确解，我们研究了这样的场景，并在暗物质和介质质量的参数空间中找到了区域，以及状态的质量分裂，在那里小尺度结构问题可以解决，暗物质具有正确的遗迹丰度，并且可以避开直接检测限。
2017-03-29 hep-ph
Lepton-Flavor Violating Mediators
我们提出了一个框架，暗物质与标准模型相互作用，通过光，自旋0调解人，耦合手性对不同的口味轻子。这种违反末态的味道削弱了新物理学的边界，这些物理学与来自地面实验和宇宙射线测量的轻子相耦合。作为一个例子，我们应用这个框架来构建一个模型的费米-LAT过剩的GeV $γ$ -射线从银河系中心。我们评论这个门户网站的可行性自我相互作用的暗物质解释小尺度结构异常和嵌入的味道模型。这种类型的模型被证明是兼容的μ子异常磁矩异常。我们回顾目前的实验限制，并确定未来可能的理论和实验方向。
2016-10-25 hep-ph
Light Fermionic WIMP Dark Matter with Light Scalar Mediator
研究了轻费米子弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的最小可重整模型，其中WIMP与标准模型粒子之间需要标量介体的相互作用.我们进行了全面的可能性分析的模型，涉及最新的，但强大的约束，这些将在不久的将来获得。此外，我们特别注意适当考虑运动学平衡条件。结果表明，近期的实验和观测，如低质量直接暗物质探测，味实验和CMB观测发挥重要作用，以检验模型。尽管如此，一个广泛的参数区域将仍然存在，即使没有WIMP和介质信号被检测到那里。我们还表明，精确的希格斯玻色子测量在未来的轻子对撞机将显着测试这剩余的区域。
2019-07-09 hep-ph
Self-interacting dark matter with a vector mediator: kinetic mixing with U(1)$_{(B-L)_3}$ gauge boson
自发破缺的U（1）$_h$规范对称性可以解释暗物质的稳定性和观测到的遗迹丰度。在这个框架中，轻规范玻色子可以调解强暗物质自相互作用，这解决了在无碰撞的冷暗物质中难以解释的天体物理观测。受风味大统一理论的启发，我们引入了右手中微子和第三族U（1）$_{(B-L)_3}$的风味$B - L$规范对称性。不需要的U（1）$_h$规范玻色子残余物通过与U（1）$_{(B - L)_3}$规范玻色子的动力学混合衰变为中微子。暗物质的间接探测边界被系统地削弱了，因为暗物质湮灭会产生中微子。然而，U（1）$_{(B - L)_3}$和U（1）$_Y$规范玻色子之间的动力学混合是由量子修正引起的，并导致在暗物质的直接和间接探测实验中可观察到的信号。该模型还可以通过热稀薄成因解释宇宙的重子不对称性。此外，我们还讨论了最近在LHCb实验中发现的半轻子$B$介子衰变中轻子味普适性破坏的可能性。
2019-02-06 astro-ph.CO hep-ph
Dilepton production with the SMASH model
本文提出了一种新一代的强子输运方法--SMASH模型（“Simulating Many Accelerated Strongly-Interacting Hadrons”），用于描述重离子碰撞中强子物质的非平衡演化。我们讨论了在GSI/FAIR的几GeV能量范围内用SMASH获得的第一双轻子谱，其中强子物质的动力学由各种共振态的产生和衰变所支配。特别是，我们展示了如何电磁跃迁形状因子可以出现在矢量介子主导的假设下的运输图片。
2016-04-24 hep-ph nucl-ex nucl-th
Self-interacting Dark Matter Benchmarks
暗物质自相互作用对宇宙中从矮星系到星系团的暗物质分布有重要意义。我们提出了基准模型，说明了暗物质，是通过一个新的光调解人自我互动的特性。这些模型具有足够大的自相互作用，可以根据观测结果改变星系中心的暗物质密度，同时保持与大尺度结构数据和所有天体物理观测（如晕形状和子弹星系团）的兼容性。这些观测结果有利于介质质量在10 - 100 MeV范围内，并且该参数空间的大区域可用于直接检测实验，如LUX，SuperCDMS和XENON 1 T。
2013-10-24 astro-ph.CO hep-ph
Wolfenstein potentials for neutrinos induced by ultra-light mediators
新的物理学可以在低能量尺度下出现，涉及非常轻和非常弱的相互作用的新粒子。这些粒子可以介导中微子和普通物质之间的相互作用，并有助于与中微子振荡相关的Wolfenstein势。我们计算了超轻标量和矢量介质中的Wolfenstein势，并研究了该势对介质质量$m_A$的依赖性，同时考虑到物质分布（地球、太阳、超新星）的有限尺寸。对于超轻介质与$m_{A}^{-1}$的大小相当的介质（$R$），通常的$m_{A}^{-2}$的潜力的依赖性被修改。特别地，当$m_{A}^{-1}\gg R$时，电位不依赖于$m_{A}$。考虑到现有的限制轻介质，我们发现，对于标量的情况下，中微子传播的显着影响是不可能的，而对于矢量的情况下，大物质的影响是允许的$m_{A} \in [2\times10^{-17}$，$4\times10^{-14}]$ eV和规范耦合$g\sim 10^{-25}$。
2021-01-18 hep-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
Constraining the Strength and CP Structure of Dark Production at the LHC: the Associated Top-Pair Channel
我们考虑在一个通用的简化模型中，由标量或赝标量粒子介导的与一对顶夸克相关联的暗物质的产生。我们证明了在双轻子顶衰变模式下，两轻子$Δϕ_{ll}$之间的方位角差可以直接探测介体的CP性质。我们估计这些动机良好的简化模型从LHC运行II的暗物质生产的强度和CP结构的约束。
2015-11-19 hep-ph
Constraints on Light Leptophilic Dark Matter Mediators from Decay Experiments
我们在现有的实验中研究了亲轻子暗物质相互作用对μ子和基态介子衰变的影响。我们考虑一个隐蔽的暗区，它专门通过（亲轻子）标量或矢量介体与轻子相互作用。因此，这些相互作用将影响轻子衰变并使能谱变形。我们首先研究了μ子的Michel衰变，$μ^+\rightarrow e^+ν_e \barν_μ$，这使我们能够很好地约束参数空间。其次，将考虑罕见的$π^\pm$、$K^\pm$、$D^\pm$和$D_s^\pm$衰变为$eν$。标量介体将消除标准模型的螺旋度抑制，因此可以导出强约束。由此产生的光介质的电子和μ子的耦合的界限仍然是有点弱于那些从搜索在低能量$e^+e^-$对撞机和μ子的磁矩，分别。最后，我们表明，K介子和π介子衰变基本上排除了“钴-SIMP”的情况下，标量暗物质粒子有一个维度-5耦合到电子。
2022-06-10 hep-ph
Direct Detection of Light Self-Interacting Dark Matter via Electronic Collective Excitations
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Chengdu Technological University（成都工业学院）；Beijing University of Technology（北京工业大学）
本研究利用等离子体激元增强的直接探测方法，结合SENSEI和DAMIC-M数据，推导90%置信水平的排除极限，对轻自相互作用暗物质的部分参数空间形成约束。
2026-08-11 hep-ph
