Baryogenesis and Primordial Black Hole Dark Matter from Heavy Metastable Particles
本研究提出利用重亚稳粒子引发的早期物质主导时代解释重子不对称与暗物质的方案，该时代促进原初黑洞形成以作为暗物质候选，粒子衰变则产生重子不对称，并以MSSM中的模场为例验证了方案可行性。
2022-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in Gauge Mediated Supersymmetry Breaking using Metastable Vacua
我们指出，在一类利用亚稳超对称破缺真空的规范中介模型中，早期宇宙超对称破缺场的极小值动态偏离低能时的极小值.这种偏离引起了超对称破缺场的相干振荡，并衰减为引力子。对于某些参数，它可以产生适量的引力子来解释观测到的暗物质。
2007-10-11 hep-ph
Metastable Dark Energy with Radioactive-like Decay
我们提出了一类新的亚稳态暗能量（DE）唯象模型，其中DE衰变率不依赖于外部参数，如宇宙的尺度因子或曲率。相反，DE衰变率被假定为常数，仅取决于DE的固有性质和衰变通道的类型，类似于不稳定粒子和核的放射性衰变的情况。因此，DE能量密度成为自其形成以来经过的适当时间的函数，大概是在非常早期的宇宙中。这种自然类型的DE衰变可以深刻地影响宇宙的膨胀历史及其年龄。亚稳态DE可以以三种不同的方式衰变：（i）指数衰减，（ii）衰变为暗物质，（iii）衰变为暗辐射。用观测数据测试亚稳态DE模型，我们发现衰变半衰期必须比宇宙年龄大很多倍。相对于$Λ$ CDM，暗能量衰变为暗物质的模型在大红移处导致哈勃参数的较低值。因此，这些模型提供了一个更好的适合宇宙学BAO数据（特别是来自高红移类星体的数据）比和谐（$Λ$ CDM）宇宙学。
2018-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Topological structures, dark matter and gravitational waves in $E_6$
该研究探讨$E_6$对称性破缺产生的多种拓扑结构，提出亚稳弦生成新机制，指出相关破缺可同时给出稳定暗物质候选者与拓扑稳定弦，并分析两类宇宙弦的引力波辐射。
2024-08-09 astro-ph.CO hep-ph
Metastable Neutron Stars as Transient-Rate Detectors of Heavy Dark Matter
Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（李政道研究所与物理天文学院，上海交通大学）
本研究提出利用亚稳态中子星种群瞬变率探测重暗物质，通过非单调转变率排除有限相互作用率区间，提供种群级新探针。
2026-09-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Radiation back-reaction during dark-matter freeze-out via metastable bound states
本文利用广义Saha平衡方程研究暗物质冻结中亚稳态束缚态产生辐射的反作用，发现辐射更易热化或红移而非电离或激发束缚态。
2024-06-18 hep-ph
Conformal Portal to Dark Matter
我们提出了一个新的门户耦合到暗物质利用非最小耦合门户部门的里奇标量。这样一个门户部门共形诱导耦合到跟踪的能量动量张量的物质，包括高度隐蔽的暗物质粒子。门耦合是如此微弱，以至于暗物质是由散射和/或介质衰变的冻结过程产生的。我们考虑两个具体实现的门户网站：共形诱导希格斯门户网站和共形诱导介体门户网站。前一种情况与希格斯暴胀是相容的，而后一种情况可以通过暗物质直接探测实验来检验。
2021-10-27 astro-ph.CO hep-ph
KM3-230213A and IceCube Neutrino Events from Metastable Dark Matter of Primordial Black Hole Origin
Pandit Deendayal Energy University (PDEU)（潘迪特·迪恩达达尔能源大学）
研究探讨了KM3-230213A及IceCube高能中微子事件可能源自原初黑洞蒸发产生的超重暗物质衰变，通过约束原初黑洞丰度参数β，发现PeV-EeV范围的暗物质质量可解释这些事件并符合残留暗物质约束。
2026-05-13 astro-ph.CO hep-ph
The role of unitarisation on dark-matter freeze-out via metastable bound states
本文研究幺正化对暗物质经由亚稳态束缚态冻结的影响，通过重求和恢复幺正性确保冻结，并指出晚期退耦可能影响结构形成。
2025-09-25 hep-ph
A Model of Metastable EeV Dark Matter
我们提出了一个模型，其中一个长寿命的赝标量EeV粒子可以产生足够的丰度，以占冷暗物质密度，尽管有一个普朗克质量抑制耦合到热浴。通过由高维算子引起的导数耦合，将这个状态与隐藏的无菌中微子扇区连接起来，可以解释轻中微子的质量，同时具有比宇宙年龄大得多的寿命。此外，同样的导数耦合解释了在再加热的第一瞬间暗物质的产生。考虑到IceCube和ANITA合作的敏感性，我们研究了中微子扇区中超高能宇宙射线形式的这种模型的可能特征，并表明在不久的将来可以检测到这种信号。
2020-03-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Metastable dark matter mechanisms for INTEGRAL 511 keV $γ$ rays and DAMA/CoGeNT events
我们探索的暗物质机制，可以同时解释银河系511千电子伏的伽马射线观测的INTEGRAL/SPI，DAMA/LIBRA年度调制，和过剩的低反冲暗物质候选人CoGeNT观察。它需要三个几乎简并的暗物质在4-7 GeV的质量范围内的状态，分裂分别为MeV和几keV的顺序。顶部的两个状态具有小的质量间隙，并且它们之间的跃迁，无论是放热的还是吸热的，都可以解释直接检测。从一个顶态到基态的衰变在星系中产生低能正电子，其相关的511 keV伽马射线被INTEGRAL看到。如果激发态是亚稳态（比宇宙的年龄更长），这种衰变可以自发发生，也可以通过亚稳态向寿命较短的亚稳态的非弹性散射触发。我们关注一个简单的模型，其中DM是SU（2）隐藏扇区规范对称性的三重态，在几个GeV的尺度上破缺，使质量为\lsim 1 GeV的暗规范玻色子，与标准模型超荷动力学混合。纯粹的衰变方案可以给出所观察到的511 keV信号的角度依赖性，而没有正电子扩散，而非弹性散射机制需要在湮灭之前传输距离\sim 1 kpc的正电子。我们注意到，由于涉及顶部DM状态的单光子衰变，能量为几keV的X射线线可以为漫射X射线背景提供额外的分量。该模型是可测试的建议低能量固定目标实验。
2011-08-15 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Superheavy dark matter in $R+R^2$ cosmology with conformal anomaly
在$R^2$修正引力中，考虑了由于共形反常导致标量子主导衰变为一对规范玻色子的情况下的宇宙演化和粒子产生。结果表明，在热化过程中，超重暗物质的耦合强度典型的大统一超对称性可以创建。如果这种暗物质的质量接近$10^{12}$ GeV，那么它将具有适当的宇宙学密度。
2020-08-10 astro-ph.CO hep-ph
Probing Non-Minimal Dark Sectors via the 21 cm Line at Cosmic Dawn
California Institute of Technology（加州理工学院）；Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）
通过21厘米线探测宇宙黎明时期的非最小暗物质领域，研究亚稳态粒子对宇宙热历史的影响。
2026-02-10 astro-ph.CO hep-ph
Metastable Dark Energy on the Phantom Brane
Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天体物理与空间科学研究所）；University of Science and Technology（科学技术大学）；Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学间天文与天体物理中心）；Bogolyubov Institute for Theoretical Physics（博戈留波夫理论物理研究所）
本研究在最小幻影膜上提出亚稳态暗能量模型，通过衰变与膜屏蔽的相互作用实现幻影分界线穿越，与DESI观测一致，优于ΛCDM。
2026-10-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Chiral Model of Metastable SUSY Breaking via Chiral/Nonchiral Seiberg Duality
本文利用手征/非手征Seiberg对偶性，提出了一个新的共形窗内亚稳超对称破缺的手征模型，重点讨论了Spin（7）/SU（N_f-4）对偶性。按照Intriligator-Seiberg-Shih模型的方法，在非手征理论中，一个小的质量扰动导致了手征对偶描述中秩条件下的超对称破缺。
2011-11-21 hep-ph hep-th
Metastable Nuclear Isomers as Dark Matter Accelerators
非弹性暗物质和强相互作用的暗物质不受直接探测实验的约束，因为它们都需要散射事件将能量从原子核传递到暗物质中，以便产生可观测的效应。我们建议测试这些情况下，通过寻找碰撞去激发亚稳核异构体的暗物质粒子。这些异构体的寿命与对$γ$ -和$β$ -跃迁的强烈抑制有关，通常由核跃迁的角动量的大差异抑制。暗物质的碰撞去激发是可能的，因为重的暗物质粒子可以与核进行动量交换，相当于核尺寸的倒数，从而提升了核跃迁的巨大角动量抑制。这种去激发可以通过寻找衰变异构体的直接效应来观察，或者通过在附近的常规暗物质检测器设置中激发的暗物质状态的再散射或衰变来观察。现有的核异构体来源，如天然存在的$^{180m}$ Ta，在核废料中衰变的铯中产生的$^{137m}$ Ba，来自医疗废物的$^{177m}$ Lu，以及来自能源储存部的$^{178m}$ Hf，可以与当前的暗物质探测器技术相结合，以寻找这类暗物质。
2020-07-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The KSVZ Axion Model with Quasi-Degenerate Minima: A Unified Model for Dark Matter and Dark Energy
我们考虑了暗物质和暗能量可以用最小KSVZ轴子模型来解释的可能性。如果标量势的最低能量亚稳最小值具有零能量密度，这是可能的，这在基于时空平均的真空能量抵消的理论模型和基于能量宇称的模型中是可能的。因此，暗能量被理解为是由于亚稳电弱真空相对于第二准简并亚稳最小值的能量密度。准简并最小值的要求是一个非平凡的条件，它完全决定了轴子衰变常数$f_{a}$和PQ标量自耦合$λ_ϕ$的给定值的潜在形式。第二准简并极小值的存在对轴子衰变常数$f_{a} \geq 2.39 \times 10^{10} \, λ_ϕ^{-1/4}$ GeV提出了一个新的下界。如果PQ对称性在暴胀后被破坏，那么$f_{a}$的下限就意味着轴子暗物质的数量$Ω_{a}/Ω_{dm} \geq (0.28-0.46)\,λ_ϕ^{-0.291}$的下限，其中的范围是由于真空重排、宇宙弦和畴壁产生的轴子暗物质的数量的不确定性，因此如果$λ_ϕ \lesssim 1$，至少有30 $\%$的暗物质是由轴子产生的。当所有的暗物质都是由轴子构成，并且暴胀后PQ对称性被破坏时，对于给定的$λ_ϕ$，$f_{a}$以及标量势的形式是完全固定的，对$λ_ϕ$的依赖性很弱。这将允许针对给定的膨胀模型和$λ_ϕ$的维度自然值来定量地研究模型的膨胀和膨胀后的演化。
2019-01-14 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter in classically conformal theories: WIMP and supercooling
School of Physics, Beihang University（北京航空航天大学物理学院）
本文研究了经典共形理论中暗物质的两种场景：WIMP和冷却暗物质，探讨了其产生机制及实验探测渠道。
2026-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Singlet Scalar Dark Matter: monochromatic gamma rays and metastable vacua
计算了实标量单重态暗物质转化为两个单能光子的对湮灭截面。我们推导出的理论参数空间上的限制，从费米极限的伽玛射线线，我们比较直接暗物质检测与当前的限制。我们表明，新的限制，虽然通常只有当暗物质质量接近一半的标准模型希格斯质量，排除了理论参数空间的区域，否则不受其他观测或实验。特别是，新的排除区域部分重叠的参数空间，真正的标量单线态暗物质可能解释CDMS观察到的异常信号。我们还计算了不稳定的真空配置的标量势的寿命，并表明，伽玛射线的限制是相当相关的区域，电弱真空是亚稳定的寿命长于宇宙的年龄。
2010-11-17 astro-ph.HE hep-ph
Decaying Dark Atom constituents and cosmic positron excess
我们提出了一个方案，其中暗物质是在暗原子的形式，可以容纳PAMELA和AMS-02的实验观察到的过量的正电子，同时与费米/LAT的伽马射线通量的约束是兼容的。这种情况假设暗物质的主要成分是以氦核和$-2$粒子之间的束缚态的形式存在，而一小部分是以类似于WIMP的暗原子的形式存在，与地下探测器的直接搜索兼容。这种类似WIMP的状态的成分之一是$+2$亚稳粒子，其质量为1 TeV或稍低于通过衰变到$e^+e^+$、$μ^+ μ^+$和$τ^+ τ^+$产生所观察到的正电子过剩的质量。这些衰变可以通过GUT相互作用自然发生。如果它存在的话，这样的亚稳态粒子可以在下一次运行的LHC中找到。该模型还预测宇宙中轻子与重子的比例接近-3。
2014-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves and Primordial Black Holes produced by Dark Meta Stable Vacuum Decay
Tsinghua University（清华大学）
研究通过暗物质元稳真空衰变引发的相变，探讨其产生的随机引力波背景及原初黑洞形成，发现引力波谱峰值与暗能量约束对原初黑洞形成的影响。
2026-08-24 astro-ph.CO hep-ph
Non-relativistic matter and Dark energy in a quantum conformal model
我们考虑一个广义的标准模型，尊重量子共形不变性。这个模型导致真空能量为零。我们展示了非相对论性物质和暗能量如何在这个模型中产生。因此，该模型被证明是与观察一致。
2015-07-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Metastable Strings and Gravitational Waves in One-Scale Models
Institute for Particle Physics Phenomenology, Department of Physics, Durham University（杜伦大学粒子物理现象学研究所物理系）
该研究探讨了单尺度暗物质模型中亚稳态弦通过量子衰变产生引力波的机制，验证了其与脉冲星定时阵列信号的关联。
2026-02-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conformal dark matter and MHz gravitational waves
Zhejiang Normal University（浙江师范大学）；Khazar University（阿塞拜疆大学）；Balochistan University of Information Technology, Engineering and Management Sciences (BUITEMS)（俾路支信息技术、工程与管理科学大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), sez. di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Scuola Superiore Meridionale（南方高等学院）；Inha University in Tashkent（塔什干延世大学）
研究原始曲率谱局部增强产生的共形费米子暗物质和引力波背景，通过暗物质丰度确定标量归一化，将兆赫兹信号与暗物质相关量联系，单场实现展示机制，建立小尺度暴胀等与实验室搜索的可检验联系。
2026-07-14 astro-ph.CO hep-ph
Gravitino dark matter from gluino late decay in split supersymmetry
在分裂超对称（split-SUSY）中，胶子是一种亚稳态粒子，因此可以在早期宇宙中冻结。这种长寿命的胶子衰变成最轻的超对称粒子（LSP）的后期可能提供了宇宙暗物质的大部分内容。在这项工作中，假设LSP是引力子产生的后期衰变的亚稳态胶子，我们研究了WMAP暗物质的约束下的胶子质量。我们发现，为了提供充分丰富的暗物质，胶子必须重于约14 TeV，因此无法在欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）。
2005-10-15 hep-ph
Sub-GeV dark matter and nano-Hertz gravitational waves from a classically conformal dark sector
本文探讨具有隐藏U(1)'规范对称性的经典共形暗区通过强一阶相变同时解释PTA探测到的纳赫兹引力波与亚GeV暗物质，并指出未来束流转储实验可探索其参数区域。
2025-09-15 astro-ph.CO hep-ph
Supercooled phase transitions in conformal dark sectors explain NANOGrav data
针对用常规过冷一级相变难解释脉冲星计时阵列引力波背景的问题，本研究提出具有共形暗区的暗U(1)'模型，其过冷相变可轻松解释NANOGrav的纳赫兹信号，为相关观测提供新理论解释。
2025-08-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter from a Conformal Dark Sector
本文提出共形冻结产生（COFI）机制，由与标准模型耦合的共形场论暗扇区在禁闭后产生暗物质，并预言其质量在keV-MeV范围，可自然解释观测遗迹密度。
2023-04-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitino Dark Matter Scenarios with Massive Metastable Charged Sparticles at the LHC
我们研究了引力子暗物质（GDM）的超对称粒子质量的测量，其中次轻超对称伙伴（NLSP）是较轻的标量τ，或stau，并且在探测器的尺度上是稳定的。如此巨大的亚稳态带电粒子将具有独特的飞行时间（ToF）和能量损失（$dE/dx$）特征。我们总结了记录的精度预计可以实现与ATLAS探测器在测量的Stau质量和它的动量在LHC。然后，我们使用一个快速模拟的LHC探测器，以证明技术重建级联衰变的超对称粒子在GDM的情况下，使用参数化的检测器响应的Staus，Taus和喷流的基础上充分的模拟结果。超对称对产生事件的选择具有高冗余度和效率，并且可以从探测器中的STAU轨道开始进行许多有价值的测量。我们重新校准的动量的金牛座使用横向动量平衡，并使用运动学削减选择组合的Staus，金牛座，喷气机和轻子表现出峰值不变的质量，对应于各种较重的sparticle物种，与错误往往可比的喷气能量标度的不确定性。
2006-11-10 hep-ex hep-ph
Dark Matter from Conformal Sectors
我们发现，一个保形不变的黑暗部门，互动保形与标准模型（SM）领域通过希格斯门，提供了一个可行的框架，冷暗物质（CDM）和不可见的希格斯衰变可以同时解决。共形对称性自然地包含了CDM稳定性所需的Z_2对称性。它还保证了暗扇区场与SM希格斯场的耦合越弱，它们通过电弱破缺获得的质量就越小。该模型完全满足大型强子对撞机（LHC）和普朗克太空望远镜（Planck 2013）的边界。
2014-01-24 hep-ph
NANOGrav Signal from a Dark Conformal Phase Transition
本文提出近共形暗扇区的一阶禁闭相变可解释NANOGrav引力波信号，并讨论了两种暗扇区耦合情形下对哈勃张力的影响及未来CMB-S4实验的可检验性。
2023-07-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Conformal Freeze-In of Dark Matter
我们提出了共形冻结（COFI）方案的暗物质生产。在高能量下，暗区由流向Banks-Zaks不动点的规范理论描述，通过不可重正化的门户相互作用耦合到标准模型。在早期宇宙中暗扇区的布居时刻，用强耦合的共形场论描述。当宇宙冷却时，在标准模型扇区中的宇宙学相变，无论是电弱还是QCD，都会引起暗扇区中的共形对称破缺和禁闭。其中一个暗束缚态在宇宙学时间尺度上是稳定的，并扮演着暗物质的角色。有了希格斯门，COFI方案提供了一个可行的暗物质候选者，其质量在现象学上有趣的0.1-1 MeV范围内。通过夸克门户，质量约为1 keV的暗物质候选者与观测结果一致。在这种情况下，保形引导对模型构建提出了一个重要的约束。
2020-04-27 hep-ph
Dark matter and Standard Model reheating from conformal GUT inflation
共形对称性的自发破缺在暴胀宇宙学和粒子物理现象学的成功建模中得到了广泛的应用。共形大统一理论（CGUT）暴胀提供了与Starobinsky和Higgs暴胀相同的标量倾斜和张量标量比。此外，它预测质子的寿命与目前的实验约束兼容。在本文中，我们扩展了CGUT来解释暗物质的产生和标准模型的再加热。为此，我们引入了一个直接耦合到暴胀子的隐藏扇区，而可见扇区的再加热是通过暗粒子和希格斯玻色子之间的门户耦合实现的。暗粒子和希格斯玻色子的质量和相互作用由暴胀子的共形势和非零VEV的形式决定。我们在模型的参数空间中提供了基准点，这些基准点给出了与大爆炸核合成相容的观测到的暗物质遗迹密度和再加热温度。
2020-07-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Effective scalar four-fermion interaction for Ge-phobic exothermic dark matter and the CDMS-II Silicon excess
在有效的四费米子标量相互作用的框架内，我们讨论了弱相互作用大质量粒子（WIMP）狄拉克暗物质候选者的现象学，该候选者是放热的（即是亚稳态的，与核目标相互作用，向下散射到较低质量的状态）和$Ge$ -疏（即其与夸克的耦合违反了同位旋对称性，导致其偏离锗目标的截面被抑制）。我们讨论了CDMS-II硅三候选效应的具体例子，表明模型的参数空间存在一个区域，在该区域中，WIMP散射可以解释符合其他实验约束的过量，而同时暗物质粒子可以具有与观测兼容的热遗迹密度。在这种情况下，亚稳态$χ$和最低质量的$χ^{\prime}$在目前的宇宙和我们的银河系中具有近似相同的密度，但直接检测实验只对$χ$向下散射到$χ^{\prime}$敏感。我们包括一个讨论最近计算的次主导阶校正暗物质-核散射，表明它们的影响的现象通常是小的，但可以成为相当大的在同一参数空间的热遗迹密度是兼容的观察。
2015-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Cosmology and Dark Matter
希格斯真空稳定性对宇宙学有重要影响。特别是，我们认为，如果希格斯真空是亚稳态的，那么暗物质不能包含一个质量小于$10^{15}{\rm g}$在我们过去的整个光锥黑洞。除了是微观黑洞的破坏者之外，希格斯真空衰变也可能是暴胀期间原始黑洞的来源。
2018-09-01 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Production of a Conformal Dark Sector
与标准模型有纯引力耦合的暗区，通过引力子交换从SM等离子体中可替换地填充，自然提供DM候选者。我们研究的生产在相对论制度的黑暗部门是大约规模不变，提供一般的分析公式，仅依赖于中心荷的黑暗部门。然后，我们评估的相关性的相互作用，可以导致各种现象，包括热化，非微扰质量差距，平衡相变和自相残杀的黑暗部门。作为一个说明性的例子，我们认为在这个光暗胶球的情况下，并表明它是一个可行的DM候选人由于抑制引力的产生。我们继续将这些结果扩展到强耦合的CFTs和它们的全息图，在大N与黑暗的光子作为DM候选人。
2021-03-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Pseudomoduli Dark Matter and Quiver Gauge Theories
我们研究了弱耦合隐扇区中的伪模表示的暗物质的超对称模型。我们提出了一个方案，在具有亚稳超对称破缺的量子规范理论中加入一个暗物质扇区。我们讨论了嵌入这样的计划在弦理论，我们描述的暗物质部门的D7味膜。我们探讨的现象在各个区域的参数。
2009-10-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Thermal Metastable Strings in One-Scale Models and Gravitational Waves
Institute for Particle Physics Phenomenology, Durham University（达勒姆大学粒子物理现象学研究所）
研究在最小暗扇区规范理论中，热等离子体诱导的亚稳弦成核过程，并确定与脉冲星计时阵列兼容的参数空间。
2026-10-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter in the classically conformal B-L model
当经典共形不变性作用于最小规范B-L扩展标准模型（SM）时，B-L规范对称性在TeV尺度下自然地被Coleman-Weinberg机制破缺.在模型中引入新的Z_2宇称，我们研究了右手中微子暗物质的唯象，它的稳定性由宇称保证。我们发现，暗物质的残余丰度与SM希格斯玻色子、B-L希格斯玻色子或B-L规范玻色子（Z'玻色子）共振增强湮灭过程的观测结果一致。因此，暗物质的质量接近这些玻色子质量的一半。由于经典共形不变性和Coleman-Weinberg机制下的B-L规范对称性破缺，希格斯玻色子质量、Z'玻色子质量和暗物质质量都是相关的，我们确定了与实验结果相一致的质量区域。我们还计算了暗物质粒子与核子的自旋无关截面，并讨论了对未来直接暗物质搜索实验的影响。
2012-02-07 hep-ph
Astrophysical Signatures of Secluded Dark Matter
我们分析了WIMP暗物质的隐蔽模型的间接天体物理特征，其特征在于湮灭成光兆电子伏尺度介质是亚稳态衰变成标准模型状态的弱尺度速率。这种情况下允许一个显着的增强的湮灭截面在星系晕相对于其值在冻结，特别是当介质是轻到足以进行这一过程，通过辐射捕获到一个亚稳态的“WIMP-鎓”的束缚态。对于在隐藏的U（1）'规范群下带电的MeV尺度矢量介质，增强的湮灭率主要导致相当大的过量正电子通量，即使在没有天体物理助推因子的情况下。
2008-11-17 astro-ph hep-ph
Spontaneous Broken Local Conformal Symmetry and Dark Energy Candidate
通过非线性实现的方法，局部共形对称性自发破缺为局部洛伦兹不变性对称性。由此产生的有效拉格朗日量，在幺正规范，描述了一个宇宙学的矢量场非最小耦合到引力场。作为希格斯机制的结果，矢量场吸收了介子并变得有质量，但具有独立的能量标度。Proca型矢量场可以被建模为暗能量候选者。并指出了它进一步触发洛伦兹对称性破坏的可能性。
2012-04-15 hep-ph
Secluded WIMP Dark Matter
我们考虑一个通用的机制，通过该机制热遗迹WIMP暗物质可以从标准模型解耦，即通过组合的WIMP湮灭亚稳态介质与随后的延迟衰减到标准模型状态。我们用WIMP通过亚稳玻色子或费米子与标准模型相连的明确例子来说明这一点。在所有的模型中，只要WIMP质量大于介质的质量，它就可以从标准模型中分离出来，因为它在原子核上的弹性散射截面非常小，而且直接对撞机产生的速率也非常小。相比之下，来自WIMP湮灭的间接特征与弱尺度截面一致，并提供了潜在的可观测γ射线信号。我们还指出，γ射线约束和风味物理学对隐蔽模型的MeV级变体施加了严格的限制，并确定了通过所有观测约束的有限类。
2007-11-30 hep-ph
Cosmological Dark Matter in a Conformal Model
在冻结和冻结机制的框架内，我们研究了共形模型中暗物质扇区的碰撞、天体物理和宇宙学约束。该模型有一个暗区，具有强的自相互作用。这个扇区通过标量信使与标准模型（SM）粒子弱耦合。最轻的暗扇形粒子是类π费米子反费米子束缚态。我们发现，该模型成功地满足了来自希格斯衰变到可见和不可见部门的约束。我们已经使用的暗物质直接探测实验，如，XENON1T的结果，以施加边界的模型的参数。该模型满足对银河系中心和矮球状星系γ射线的间接探测约束。我们还确定的参数范围，它满足天体物理约束的暗物质自耦合。
2019-12-12 hep-ph
Scalar dark matter in the conformally invariant extension of the standard model
本文研究了一个经典标度不变模型，该模型包含一个整体$O(N)$对称的电弱单重标量介体和一个标量暗物质多重态。最一般的共形不变标量势通过Coleman-Weinberg机制产生电弱对称破缺，新的标量单线态通过SM粒子和标量暗物质的辐射修正获得质量.考虑到对撞机边界，我们提出了新的物理参数的允许范围，满足最新的测量遗迹丰度。利用得到的参数集，我们预测了新标量多重态到目标核的弹性散射截面，用于直接探测暗物质。我们还进行了全面的分析与$N \geq 2$的任意一组参数，并讨论了正在进行的直接和间接探测的暗物质的约束的含义。
2019-08-12 hep-ph
Conformal Freeze-In, Composite Dark Photon, and Asymmetric Reheating
大类暗扇区模型的质量尺度和耦合与我们在标准模型（SM）中观察到的非常不同。此外，在通常由暗扇区模型采用的冻结机制中，还要求暗扇区不能像SM那样在再加热过程期间被填充。这就是所谓的不对称再加热。这种大小和规模上的差异往往需要动态的解释。在本文中，我们探讨了一种情况下，缓慢发展的共形场论（CFTs）提供了这样的解释。基于最近的共形冻结（COFI）的工作，我们专注于标准模型超荷规范玻色子和反对称张量算符之间的耦合在黑暗的CFT。我们提出了一个方案，动态实现不对称再加热和COFI生产。通过对暗物质产生过程的详细研究，并考虑到暗物质自相互作用的限制、热暗物质束缚以及来自恒星演化的约束，我们证明了通过合理选择参数，可以得到正确的残余丰度。该模型预测暗光子作为出现的复合粒子的存在，并且小的动力学混合也由CFT动力学决定，这与暗区质量尺度的产生相关。同时，暗物质的COFI产生与暗光子介导的冻结非常不同。这是一个物理学的例子，在这个例子中，一个真实的暗区模型通常可以更丰富，并具有意想不到的功能。
2023-03-27 hep-ph
Conformal Freeze-in Dark Matter: 5D Dual and Phase Transition
本文利用AdS/CFT对偶构建COFI暗物质的5维类Randall-Sundrum模型，阐明CFT禁闭与radion自发对称破缺的对偶关系，并找到暗扇区相变可迅速完成的可行参数空间。
2025-06-11 hep-ph
Co-interacting dark matter and conformally coupled light scalars
对标准宇宙学模型不断增加的观测压力促使分析超越了无碰撞冷暗物质（DM）的范式。由于DM存在的唯一明确证据是基于引力相互作用，因此在这个可以自然引入标准模型扩展的领域研究DM似乎特别合适。一个有前途的途径可以得到使用修改的时空度规耦合到DM和诱导的存在下，一个新的超轻标量场$ϕ$。$ϕ$场可以对DM密度做出贡献，并且可以普遍耦合所有物质种类，包括额外的重DM粒子。我们提出了一个简单的双组分DM模型，采用两个DM物种之间的衍生共形相互作用。这可以同时：1）保证必要的对称性以稳定暗物质，2）预测重DM组分的次主导热遗迹密度，以及3）减轻由于暗扇区中可能的共同相互作用而引起的冷DM情景的小尺度结构张力。该方案具有高度的预测性，从大型强子对撞机（LHC）到引力波搜索的未来观测前景，并且可以推广到更丰富和更现实的暗区模型。
2022-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Conformal vector dark matter and strongly first-order electroweak phase transition
我们研究了一个共形的标准模型（SM），它除了SM扇区外，还包含一个$ U_{D}(1) $暗扇区和一个矢量暗物质候选者和一个标量场（标量场）。在这个模型中，暗区通过希格斯门耦合到SM区。该理论在最低阶是标度不变的，因此标度不变性的自发对称性破缺需要存在零阶质量为零的标量粒子标度子。然而，单圈修正破坏了标度不变性，所以它们给标度子带来了质量。由于尺度不变性，我们的模型受到限制，删除了许多自由参数。我们把约束的两个剩余的参数从希格斯粒子的搜索在大型强子对撞机，暗物质遗迹密度和暗物质直接探测极限PandaX-II。暗物质的可行质量区域约为1-2 TeV。我们还得到了该模型的有限温度单圈有效势，并证明了在暗物质残余密度所限定的参数空间中，有限温度效应诱导了强烈的一阶电弱相变.
2019-04-01 hep-ph
Consistency of dark matter interpretations of the 3.5 keV X-ray line
在星系团、单个星系团、仙女座星系和银河系中心的叠加光谱中发现了3.5 keV X射线线的初步证据，这导致人们猜测这可能是由于亚稳态暗物质（如无菌中微子）的衰变。然而，在其他系统中搜索这条线，如银河系的矮卫星，却给出了否定或模糊的结果。我们重新分析的角度来看，这条线是由于非弹性散射的暗物质的激发态，随后衰减-激发暗物质（XDM）的机制的积极和消极的搜索。与亚稳态暗物质的情况不同，XDM在具有较高速度分散的系统中给出了更强的信号，例如星系团。我们表明，XDM的预测可以与矮卫星的零搜索一致，而来自最近的单个星系的信号可以检测到具有与来自星系团的通量一致的通量。我们讨论了我们的新的适合的XDM的两个具体实现的数据的影响。
2015-01-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Conformal invariance and singlet fermionic dark matter
本文研究了一个经典标度不变模型，该模型包含一个电弱单重态复合标量介体和一个两个费米子暗物质的反常自由集。为了用新的规范玻色子来稳定标量单态的质量，我们在暗区引入了带有新电荷$X$的$U(1)_X$规范对称性。我们的共形不变标量势通过Coleman-Weinberg机制产生电弱对称破缺，新的标量单线态通过费米暗物质和新规范玻色子以及SM粒子的辐射修正获得质量。考虑到对撞机边界，我们提出了新的物理参数的允许范围，满足最新的测量遗迹丰度。利用得到的参数集，我们预测了新的单重态费米子到目标核的弹性散射截面，用于直接探测暗物质。我们还讨论了对撞机的签名和未来发现的新的标量和规范玻色子的潜力。
2019-11-07 hep-ph
Detection prospects for conformally constrained vector-portal dark matter
我们使用标准模型的UV共形U（1）扩展，其动机是层次问题和最近的碰撞机异常。这个模型允许费米矢量门WIMP暗物质在U（1）'规范群下带电。渐近安全边界条件可以用来固定耦合参数，使得观测到的热遗迹丰度可以约束暗物质粒子的质量。这高度限制了参数空间，允许做出强有力的预测。将探讨几种UV共形U（1）'场景的参数空间，并讨论直接和间接探测观测方法的边界和可能的信号。
2016-10-24 astro-ph.HE hep-ph
X-ray Lines from Dark Matter: The Good, The Bad, and The Unlikely
我们考虑三类暗物质（DM）模型来解释最近观察到的3.5 keV线：亚稳态激发态DM，湮灭DM和衰减DM。我们研究了两个亚稳激发态DM的例子。第一，millicharged复合DM，具有内置的非弹性和光子发射，但具有非常受限的参数空间。在第二个例子中，上散射和衰减来自不同的扇区，因此受到的约束较少。激发态的衰减可以潜在地在直接检测实验中检测到。然而，我们发现，CMB的限制是在边界上排除这作为一个解释的DAMA信号。发现X射线线的湮灭DM解释与CMB约束处于紧张状态。最后，一个广义的衰变DM可以解释质量为$\lesssim 10^{6}$ GeV的寿命超过宇宙年龄的数据。
2014-05-26 hep-ph
Nonthermal dark matter models and signals
到目前为止，人们已经开展了许多探索弱相互作用大质量粒子的实验，如直接、间接和对撞机搜索。然而，迄今为止还没有发现WIMP的明确信号，这使我们怀疑WIMP是否是暗物质的候选者。考虑到这种情况，我们提出了两个模型，其中暗物质遗迹密度产生的亚稳粒子的衰变。在第一种模型中，亚稳粒子是一种弱相互作用的大质量粒子，即早期宇宙中冻结机制产生的所谓FIMP。在第二个模型中，衰变粒子是热产生的，与通常的WIMP相同。然而，粒子衰变成暗物质是由一个更高维的算子引起的。作为本文讨论的非热暗物质的一个有趣的现象学特征，由于内部韧致辐射而发生作为间接检测信号的强尖锐的伽马射线发射，尽管一些参数空间已经被这个过程排除。此外，结合其他实验和理论约束，如暗物质残余密度、大爆炸核合成、对撞机、γ射线和耦合微扰性等，讨论了这两个非热DM模型。
2016-03-04 hep-ph
Holographic Dark Energy Model Characterized by the Conformal-age-like Length
在平坦的Friedmann-Robertson-Walker宇宙中，从宇宙时间$t$的四维时空体积出发，建立了一个以类共形年龄尺度$L= \frac{1}{a^4(t)}\int_0^tdt' a^3(t') $为特征的全息暗能量模型.结果表明，当具有恒定状态方程$w_m$的背景组分在宇宙早期占主导地位时，暗能量的分数能量密度标度为$Ω_{de}\simeq \frac94(3+w_m)^2d^2a^2$，状态方程由$w_{de}\simeq-\frac23 +w_m$给出. $w_m$的值在暴胀时期取为$w_m\simeq-1$，在辐射主导时期取为$w_m=\frac13$，在物质主导时期取为$w_m=0$。当模型参数$d$取一阶的正常值时，早期宇宙中暗能量的分数密度自然可以忽略不计，$Ω_{de} \ll 1$在$a \ll 1$。由于这种解析特性，该模型可以被看作是一个单参数模型，如$Λ$ CDM模型，因此，当前的分数能量密度$Ω_{de}(a=1)$可以通过求解$Ω_{de}$的微分方程来确定，一旦$d$被给出。我们进一步扩展该模型的一般情况下，物质和辐射都存在。还讨论了暗能量与背景成分之间可能的相互作用。
2012-04-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
