WIMP searches with gamma rays in the Fermi era: challenges, methods and results
伽马射线望远镜费米大面积望远镜（费米-LAT）的发射开启了间接探测暗物质的关键时期。通过超出预期，第一次对弱相互作用大质量粒子（WIMP）的范式进行了强大而严格的测试。在本文中，我们讨论了天体物理目标的WIMP检测和他们所面临的挑战，审查的分析工具，已被用来解决这些挑战，并总结了状态的限制和声称的检测在WIMP参数空间。方法和结果将讨论比较成像空气切伦科夫望远镜。我们还对短期和长期发展进行了展望。
2015-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Combined Flux and Anisotropy Searches Improve Sensitivity to Gamma Rays from Dark Matter
在弥散伽马射线背景中探测暗物质湮灭信号是有希望的。我们提出了第一个全面的研究，利用通量和各向异性，使用的谱线信号的例子。除了提高灵敏度外，综合分析还将有助于分别确定暗物质的粒子特性及其聚集成晕子结构的宇宙学方面。与通量分析的$\sqrt{t}$相反，散粒噪声主导的各向异性分析中的信号的重要性随着时间$t$线性增加，因此可以用各向异性信号确认通量提示。第一个与费米-LAT相结合的线搜索将提供强大的新灵敏度;与拟议的伽马-400的一个将是显着更好。
2013-12-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmic searches for Lorentz invariance violation
宇宙信使（γ射线、宇宙射线、中微子和引力波）为实验室研究洛伦兹不变性破坏效应提供了一种强有力的补充途径。长基线和高能量使切伦科夫望远镜、空气簇射阵列、中微子望远镜和引力波探测器成为独特的工具，可以探测与标准情况相比，洛伦兹不变性的破坏在这些信使的传播中所引起的预期的微小影响。在这一章中，我们将解释所提到的探测器可以测量的预期效果，并总结当前对洛伦兹破坏的搜索结果。
2022-09-14 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Scattering searches for dark matter in subhalos: neutron stars, cosmic rays, and old rocks
在许多宇宙学中，暗物质以千秒差距以下的尺度聚集，形成致密的暗晕，银河系的大部分暗物质都可能居住在暗晕中。自40年前出现以来，直接探测实验的结果可能是地球与这些subhalos之间极其罕见的遭遇的结果。我们研究了识别与标准模型粒子相互作用的暗物质的替代和有希望的方法：（1）与老中子星的暗物质碰撞可以转移动能，并使后者变亮，使其亮度接近红外、光学和紫外望远镜的范围;我们确定了新的探测策略，包括单星测量和银河系盘调查，并获得了已知最冷的脉冲星PSR J2144-3933的自相互作用暗晕中暗物质的第一个界限;（2）暗晕中暗物质与宇宙射线的散射导致可探测的效应;（3）历史上地球与暗晕的相遇可以在地下深处的旧石器时代矿物中留下暗物质的痕迹。这些搜索可能会发现重量在千兆吨和太阳质量之间的暗物质暗晕，相应的暗物质截面和质量跨越数十个数量级。
2022-06-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
From gamma rays to radio waves: Dark Matter searches across the spectrum
在这篇论文中，我们研究了间接暗物质探测背景下多信使天文学提供的可能性。我们已经应用了多波长策略，通过研究在宇宙的不同尺度（银河系，银河系外，宇宙网细丝）产生的电磁波谱（伽马射线，X射线，无线电波）的不同信号。在第一部分中，我们首次预测了河外γ射线通量与暗物质晕中氢原子发射的21厘米谱线之间的互相关信号。我们表明，中性氢分布是一个极具竞争力的探测暗物质的搜索，特别是在下一代射电望远镜平方公里阵列。在第二部分中，我们通过比较INTEGRAL测量的X射线通量与质量在1 MeV和5 GeV之间的粒子的理论信号，得到了暗物质粒子湮灭截面的极限。我们推导出最严格的约束，在文献中对这样的粒子的质量在150兆电子伏和1.5 GeV之间。这项工作的独创性在于包括来自银河系中的低能光子与暗物质粒子产生的电子和正电子之间的散射的贡献。在第三部分中，我们重点关注了GLEAM调查中出现的一个奇异的无线电信号，它似乎与宇宙网的细丝相兼容，并为我们理解宇宙结构形成的支柱之一提供了直接证据。这种无线电辐射可以用质量在5-10 GeV范围内的暗物质候选者来解释，它们衰变成成对的电子和正电子。由于我们考虑了不同类型的信号、多个目标和不同的质量尺度，因此本论文在不同层次上对粒子暗物质进行了广泛的研究。
2022-11-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The impact of gamma-ray propagation effects on indirect dark matter searches
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT)（能源、环境和技术中心）；Instituto de Física Teórica, IFT UAM-CSIC（理论物理研究所）；Institut d’Astrophysique de Paris, Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，索邦大学）；Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Énergies, Sorbonne Université（核物理与高能实验室，索邦大学）
研究伽马射线传播效应如何影响暗物质探测，特别是WIMP湮灭产生的伽马射线在传播中与介质的相互作用，揭示其对观测伽马射线通量的显著影响。
2026-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Searches for dark matter subhaloes with wide-field Cherenkov telescope surveys
在暗物质晕中存在子结构是冷暗物质范例的不可避免的结果。这些天体的间接信号已经用宇宙射线和伽马射线进行了广泛的研究。乍看起来，切伦科夫望远镜似乎不太适合这样的搜索，因为它们的视场很小，天空中可能的暗物质子结构位置也很随机。然而，只要有足够长的曝光时间和足够的观测策略，这种实验技术非常好的灵敏度使我们能够约束粒子暗物质模型。我们在这里面对HESS实验的灵敏度图，该实验是从他们的银河扫描调查到最先进的宇宙学N体模拟Via Lactea II建立的。我们在10^-24 - 10 ^-23 cm ^3 s ^-1水平上得到了湮灭截面的竞争约束。结果外推到未来的切伦科夫望远镜阵列，在银河平面调查和更广泛的河外调查的情况下。在后一种情况下，它表明，切伦科夫望远镜阵列的灵敏度将足以达到最自然的粒子暗物质模型。
2011-01-10 astro-ph.HE hep-ph
Searches for Anisotropies in the Arrival Directions of the Highest Energy Cosmic Rays Detected by the Pierre Auger Observatory
分析了俄歇天文台10年来观测到的超高能宇宙射线到达方向的分布。该数据集比早期研究中使用的数据集大约三倍，包括天顶角高达$80^\circ$的到达方向，因此覆盖了从$-90^\circ$到$+45^\circ$的10月份。在更新Véron-Cetty和Véron星表中与活动星系核（AGN）相关的事件比例后，我们对能量超过40 EeV的数据的到达方向进行了不同的各向异性测试。我们寻找局部过剩通量和事件方向的自聚集在角尺度高达$30^\circ$和不同的阈值能量之间的40~EeV和80~EeV。然后，我们寻找宇宙射线与银河系（银河系中心和银河系平面）和本地宇宙（超银河系平面）的天体结构的相关性。我们还研究了它们与附近河外天体的不同种群的相关性：2 MRS目录中的星系，Swift-BAT探测到的AGN，具有喷流的射电星系和半人马座~A星系。所有测试均未显示统计学显著的各向异性证据。对于$E>58$ ~EeV的宇宙射线，在接近130~Mpc、比$10^{44}$ ~erg/s（18 $^\circ$半径）亮的Swift AGN周围和半人马座~A方向（15 $^\circ$半径）附近的相当大的窗口中，得到了最强的各向同性偏离（后试验概率${\sim}1.4$）。
2015-11-30 astro-ph.HE
Ultrahigh energy cosmic rays and neutrino flux models
本文综述超高能中微子搜索及其与宇宙线的关联，梳理产生机制、潜在源、模型无关通量基准及模型依赖预测方法。
2025-02-17 astro-ph.HE hep-ph
Searches for very high energy gamma rays from blazars with CANGAROO-III telescope in 2005-2009
我们已经搜索了非常高的能量（VHE）的伽马射线从四个耀变体使用CANGAROO-III成像大气切伦科夫望远镜。我们报告的H 2356 - 309，PKS 2155 - 304，PKS 0537 - 441，和3C 279，从2005年至2009年进行的观测结果，应用一种新的分析，以抑制切伦科夫图像的位置依赖性在视场中的影响。在这四颗耀变体中都没有探测到明显的VHE伽马射线辐射。通过分析费米/LAT存档数据获得了这些物体的GeV伽马射线谱。非同时宽范围（无线电VHE伽马射线波段）的光谱能量分布（SED），包括CANGAROO-III上限，GeV的伽马射线光谱，和档案数据进行了讨论，使用一个区域同步自康普顿（SSC）模型结合外部康普顿（EC）辐射。H2356 - 309和PKS 2155 - 304可以用一个简单的SSC模型来解释，而PKS 0537 - 441和3C 279可以用SSC和EC模型的组合来解释。我们发现，在磁场的强度和组件的大小与耀变体序列的一致性。
2012-02-20 astro-ph.HE
Dark Matter searches with imaging atmospheric Cherenkov telescopes
WIMP的湮灭在最终状态下产生高能伽马射线。这些高能伽马射线可以通过成像大气切伦科夫望远镜（IACT）探测到。在可能的目标中，有银河系中心、星系团的中心、矮球状星系和银河系晕的子结构。我将回顾最近对正在进行的IACT的观察结果。
2009-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Dark Matter Searches with HAWC
高海拔水切伦科夫（HAWC）伽马射线天文台是一个宽视场天文台，对0.5 TeV - 100 TeV伽马射线和宇宙射线敏感，位于墨西哥普埃布拉州，海拔4100米。HAWC天文台利用暗物质湮灭和衰变产生的GeV-TeV光子对暗物质进行了间接搜索，考虑了各种来源，包括矮球状星系、M31星系和室女星系团，以及使用dSphs的综合限制。HAWC没有发现这些来源有统计学意义的过剩。我们在暗物质质量超过1 TeV时寻找暗物质湮灭和衰变。我们将介绍湮没截面和衰变寿命极限。
2017-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
H.E.S.S. searches for TeV gamma rays associated to high-energy neutrinos
冰立方探测到高能中微子的天体物理通量是寻找宇宙射线起源的一个重要步骤，因为这种发射预计起源于宇宙射线加速器内或附近发生的强子相互作用。到目前为止，在冰立方的数据中还没有发现中微子点源，也没有发现与已知天体的显著相关性。中微子发射的强子相互作用也会导致高能伽马射线的产生。中微子源的搜寻可以通过研究中微子事件和甚高能量（VHE，E > 100 GeV）伽马射线之间的空间和时间相关性来进行。我们在这里报告的搜索VHE伽马射线发射与H.E.S.S.成像空气切伦科夫望远镜（IACTs）在IceCube探测到的μ子中微子事件的重建位置。我们将提供一个最新的广泛的计划，以执行即时IACT观测实时冰立方中微子事件的位置摘要。该计划最近的亮点是H.E.S.S.在广泛的多波长活动期间进行了观测，该活动是在2017年9月探测到中微子事件IceCube-170922 A之后从与闪烁的伽马射线耀变体TXS 0506+056的位置一致的方向到达的。我们会向大家介绍高能量发射系统。在中微子探测后约4小时内获得的观测结果以及在较长时间尺度上对伽马射线发射的补充搜索，并将它们置于多波长和多信使背景下。
2019-08-22 astro-ph.HE
Indirect searches for dark matter with the Fermi LAT instrument
本文综述了费米大天区望远镜在粒子暗物质研究中的几种应用现状。特别是，弱相互作用的大质量粒子，从γ射线和宇宙射线电子/正电子数据的分析，目前的限制，将被说明。
2014-04-09 astro-ph.HE
Search for right-handed neutrinos from dark matter annihilation with gamma-rays
标准模型的几个扩展包含了GeV-TeV质量范围内的右手中微子。由于它们与活跃中微子的混合，它们可能会在宇宙学、中微子物理学和对撞机研究中产生新的效应。此外，右手中微子还可以作为暗物质湮灭的最终状态出现，这对暗物质间接探测搜索具有重要意义。在本文中，我们使用费米大面积望远镜（矮球状星系的6年观测）和H.E.S.S.（对银河系中心的10年观测）来限制暗物质湮灭为右手中微子。我们考虑质量在10 GeV和1 TeV之间的右手中微子，包括两体和三体衰变，推导出暗物质湮灭率的界限，$\langle σv\rangle$，作为暗物质质量的函数。我们的结果表明，特别是，热暗物质湮灭截面，$3\times 10^{-26}\, {\rm cm^3 s^{-1}} $，右手中微子被排除的暗物质质量小于$200$ GeV。
2017-10-13 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-Ray and Neutrino Backgrounds as Probes of the High-Energy Universe: Hints of Cascades, General Constraints, and Implications for TeV Searches
费米和冰立方最近对各向同性扩散背景的观测使我们能够更深入地了解遥远的甚高能（VHE）和超高能（UHE）伽马射线/中微子发射体，包括宇宙射线加速器/源。首先，我们根据最新的费米数据研究了γ射线和/或宇宙射线（CR）引起的星系际级联对弥散γ射线背景（DGB）的贡献。我们从费米数据远高于衰减幂律预期的事实中确定了可能的VHE过量，并表明VHE伽马射线（高于~10 TeV）和/或VHECR（低于~10^19 eV）引起的级联可能对~100 GeV以上的DGB有显著贡献。级联的相关性也是由极端TeV耀变体，如1 ES 0229+200，这表明非常硬的内禀光谱的星系间级联解释的动机。这加强了未来详细VHE DGB测量的重要性。然后，更保守地，我们得出的高能伽马射线和中微子的宇宙能量预算的基础上，最近费米和冰立方观测河外背景辐射的一般约束。我们证明了这些多信使约束是有用的，中微子限制是非常强大的VHE/UHE强子源。此外，我们显示了未来成像大气切伦科夫望远镜阵列，如切伦科夫望远镜阵列的单个源调查的约束的重要性，并证明了级联假说的VHE DGB可以通过寻找遥远的发射级联伽马射线进行测试。
2012-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect dark matter searches: towards a consistent top-bottom approach for studying the gamma-ray signals and associated backgrounds
虽然暗物质（DM）是一个成功的结构形成理论的关键因素，但它的微观本质仍然难以捉摸。间接检测可以为一些强动机的DM粒子模型提供强有力的测试。然而，天体物理背景通常预期具有与追踪信号类似的振幅和光谱特征。在星系尺度上，这些背景是由宇宙射线（CR）与星际气体的相互作用引起的，两者都很难从观测中详细推断和建模。此外，相关的预测必然伴随着理论误差，这是众所周知的。我们表明，一个值得信赖的指南，这种具有挑战性的搜索，可以通过利用星系，现在包括重子气体动力学和恒星形成的宇宙学模拟中包含的全部信息。我们进一步插入CR生产和运输从确定的超新星事件，并充分计算CR分布在一个模拟星系。我们专注于弥漫的伽马射线，并自洽地计算天体物理银河系发射和暗物质信号。值得注意的是，绝热收缩并不一定会导致大的信噪比在银河系中心，无论如何可以追溯到天体物理背景本身。最后，我们将讨论如何所有这一切可能被用作一个通用的诊断工具星系形成。
2012-11-02 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Searches with the Fermi-LAT in the Direction of Dwarf Spheroidals
银河系的矮球状卫星星系是已知的暗物质占主导地位的天体之一。由于矮球状星系距离较近，暗物质含量高，缺乏天体物理背景，因此被广泛认为是通过伽马射线间接探测暗物质的最有希望的目标之一。在这里，我们报告的伽马射线观测银河系矮球状卫星星系的基础上，6年的费米大面积望远镜数据处理的新的通行证8重建和事件级分析。没有一个矮星系的伽马射线显着检测，我们提出的上限暗物质湮灭截面从15个最有前途的矮星系的综合分析。导出的约束是迄今为止最强的使用伽马射线和躺在下面的规范热遗迹横截面的质量$\lesssim 100~GeV$湮灭通过$b \bar b$和$τ^{+}τ^{-}$通道的WIMP。
2015-07-13 astro-ph.HE
Gamma rays from dark mediators in white dwarfs
我们考虑暗物质$χ$的自湮灭，成为亚稳态介质$Y$，以及它们随后在白矮星内衰变成光子。我们专注于$χ\barχ\rightarrow YY$类型的反应，介质，除了具有有限的衰变寿命在休息$τ_{\rm rest}\lesssim 1$ s，可能会遭受能量损失之前，他们衰变成光子，$Y \rightarrow γγ$在介质中。我们得到衰减的伽马射线的光度所产生的两种效果的组合。使用互补的天体物理测量集冷白矮星在M4球状星团以及直接/间接的暗物质搜索，我们讨论了进一步的限制暗介质寿命。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph
Statistics for dark matter subhalo searches in gamma rays from a kinematically constrained population model: Fermi-LAT-like telescopes
冷的暗物质暗晕预计会大量存在于星系中。如果暗物质自我湮灭，这些物体就成为间接搜索的主要目标，特别是用伽马射线望远镜。顺便说一句，费米-LAT目录已经包含了许多可能与subhalos有关的未知来源。在本文中，我们确定的概率subhalos被确定为γ射线点状源从它们的预测分布特性。我们使用半分析模型的银河系subhalo人口，这与宇宙学模拟，可以完全符合目前的运动学约束在银河系中，并没有分辨率限制。该模型采用了潮汐剥离的影响，从一个现实的分布在银河系中的重子。同样的重子分布也贡献了一个弥散的伽马射线前景，它与光滑的暗物质和未分辨的暗晕产生的前景相加，而这在暗晕搜索中常常被忽视。这种配置意味着点状subhalo信号和弥漫的背景之间的相关性。基于这种半解析建模，我们生成模拟伽马射线数据假设一个理想化的望远镜类似费米-LAT和执行的可能性分析，以估计当前和未来的敏感性，在相关的参数空间中的subhalos。我们发现了一些可检测的subhalos的顺序${\cal O}(<1)$乐观的模型参数和WIMP质量为100 GeV，最大化的核心主机晕。这几乎不支持目前对几个费米不明来源的解释。我们还发现，它更有可能检测到光滑的星系晕本身subhalos之前，应该暗物质在GeV-TeV的质量范围内通过$s$波过程的自我湮灭。
2022-10-28 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Searches for point-like sources of cosmic neutrinos with 11 years of ANTARES data
ANTARES中微子望远镜的主要目标是识别来自宇宙加速器的中微子。对于100 TeV以下的中微子能量，望远镜对南半球天空的能见度很好，对于重建事件的角分辨率也很好，这使得望远镜非常适合测试点状源的存在，特别是银河系源。类轨迹事件（主要来自$ν_μ$ CC相互作用）的中值角分辨率为$0.4^{\circ}$，而包含的类轨迹事件（主要来自$ν_{e}$ CC和全味NC相互作用）的中值角分辨率为$3^{\circ}$。最近，ANTARES合作组织发表了利用9年数据采集过程中收集的类径迹和类中微子事件寻找宇宙点状中微子源的结果。在这篇文章中，使用2007年初至2017年底记录的11年数据对该分析进行了更新，总生存时间为3136天。此外，还报道了ANTARES事件与54个IceCube径迹之间的时空相关性的搜寻结果，以及IceCube-170922 A事件或TXS 0506+056 blazar方向的中微子候选者的搜寻结果。
2019-08-22 astro-ph.HE
Searches for Galactic Neutrinos with the IceCube Neutrino observatory
针对银河系带电宇宙线来源未知的问题，介绍了运行十余年的南极IceCube中微子天文台利用切伦科夫光探测原理，开展弥散中微子流及银道面点源、延展源中微子搜寻的相关研究。
2024-05-15 astro-ph.HE
Rare Events searches with Cherenkov Telescopes
地基成像切伦科夫望远镜阵列观测在TeV范围内宇宙伽马射线产生的扩展大气簇射中发射的切伦科夫辐射。这些事件的速率通常被2-3个数量级更丰富的宇宙射线诱导的阵雨所压倒。这些“背景”事件中的大部分在在线触发级别被否决，但相当大的一部分仍然通过数据采集系统并被保存用于离线重建。这些事件携带了什么样的信息，通常在分析中被拒绝？有没有可能这些数据中隐藏着奇异的签名？在贡献中，一些科学的情况下，和有关的问题，为当前和未来一代的这些望远镜的事件重建将进行讨论。
2017-01-13 astro-ph.HE
Signatures of Dark Matter in Cosmic-Ray Observations
我提供了一个简短的回顾与伽马射线，带电宇宙射线和中微子的间接暗物质搜索的现状。对于每一种情况，我将集中在文献中报道的各种过度，这些过度被解释为暗物质的可能暗示，我将用它们作为例子来讨论理论方面和分析方法。
2019-11-14 astro-ph.HE hep-ph
On the Relevance of Sharp Gamma-Ray Features for Indirect Dark Matter Searches
星系晕中暗物质粒子湮灭产生的伽马射线提供了一种间接探测暗物质的特别有希望的方法。在这里，我们证明了在接近暗物质粒子质量的能量处的明显光谱特征，这是大多数模型的通用预测，可以显着提高伽马射线望远镜对暗物质信号的灵敏度。我们推导出这些功能（包括传统上寻找线信号）的投影限制，并表明它们可以更有效地约束暗物质的性质比模型独立的宽光谱功能预期在较低的能量。
2011-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Complementarity of Indirect and Accelerator Dark Matter Searches
即使在大型强子对撞机（LHC）上发现了超对称粒子，仅凭LHC的数据也很难证明它们构成了宇宙中大部分的暗物质（DM）。我们研究了LHC和DM间接搜索的互补性，明确地给出了在24参数超对称模型的共湮灭区域中对一个特定基准模型的DM性质的重建。结合模拟高光度LHC数据与当今的零搜索伽马射线从矮星系与费米LAT，我们表明，目前的费米LAT限制已经有能力排除一个虚假的威诺样的解决方案，将生存使用LHC数据，从而导致正确识别的宇宙学解决方案。我们还表明，即将到来的普朗克约束的再电离的历史将有类似的约束力，并讨论了可能的探测伽马射线的影响，从DM湮灭在天龙座的CTA样实验。我们的研究结果表明，间接搜索可以很好地补充LHC在确定DM粒子，即使天体物理的不确定性被考虑在内。
2011-11-10 astro-ph.HE
Dark Matter Searches with Astroparticle Data
暗物质（DM）的存在最早是由Zwicky在20世纪30年代注意到的，但它的性质仍然是物理学中未解决的重大问题之一。各种观测表明它是非重子和非相对论性的。非重子DM的首选候选者之一是在大多数模型中稳定的弱相互作用大质量粒子（WIMP）。WIMP的自湮灭可以产生宇宙射线、伽马射线和其他具有可探测特征的粒子。最近的实验，如PAMELA发现的异常宇宙射线光谱的提示，激发了有趣的解释DM湮灭和/或衰变。然而，这些特征也有标准的天体物理学解释，因此需要更多的证据来证明DM湮灭或衰变的检测。此外，还利用费米大天区望远镜对来自星系团、附近矮球状星系和星系团的伽马射线信号进行了观测，并对弥漫的银河系和河外伽马射线辐射进行了测量。此外，HESS、MAGIC和VERITAS等成像大气切伦科夫望远镜也报告了对矮星系伽马射线辐射的搜索。在这篇综述中，我们研究了这些仪器搜索颗粒DM的状态，并讨论了解释和由此产生的DM限制。
2011-04-14 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Large- and Medium-Scale Anisotropies in the Arrival Directions of Cosmic Rays observed with KASCADE-Grande
本文研究了由KASCADE-Grande空气簇射实验观测到的宇宙射线到达方向的各向异性。该分析基于约2370万个事件的公共数据，重建的初级能量超过1 PeV。我们采用了一种新的最大似然重建方法的宇宙射线各向异性，弥补虚假的各向异性引起的本地检测器的影响。我们没有发现大规模的偶极子各向异性的数据，与官方的结果一致的基础上，传统的东西导数方法的证据。另一方面，一个中位能量为33 PeV的宇宙射线子集显示了一个角直径为40度的中等尺度特征的强有力证据。在考虑到别处效应后，该中等尺度特征的试验后显著性为4 $σ$水平。
2019-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark Matter searches with H.E.S.S. towards dwarf spheroidal galaxies
H.E.S.S.实验是在南半球的四个相同的成像大气切伦科夫望远镜阵列，旨在观察非常高的能量伽马射线（E > 100 GeV）。这些高能伽马射线可用于在稠密环境中寻找暗物质粒子的湮灭。矮星系动力学表明它们是暗物质主导的环境。H.E.S.S.对银河系的矮卫星星系进行了几次观测活动。对观察结果进行了审查。在没有明确信号的情况下，暗物质粒子湮灭截面的约束条件已经在不同的粒子物理场景中推导出来。研究了γ射线通量的一些可能的增强，即，索末菲效应、内部韧致辐射和暗物质晕中的子结构。
2011-11-24 astro-ph.HE
Diffuse axion-like particle searches
提出了一种基于高能天体物理中微子产生的γ射线来寻找类轴子粒子的新方法。高能中微子的存在意味着在同一个源中产生伽马射线。光子可以在源的磁场中转换成ALP，并将作为ALP穿过河外空间。银河系磁场中的反向转换导致了扩散的各向异性高能光子通量，现有的和即将到来的伽马射线探测器，如HAWC，CTA和LHAASO可以探测到。该方法探测未探索的ALP参数空间，LHAASO对$10^{-11}\, \rm{GeV^{-1}}$以上的耦合实际上是敏感的，并且在十年内质量高达$3\times 10^{-6} \, \rm{eV}$。我们的技术还探讨了可行的ALP暗物质参数空间。
2017-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
IceCube and Searches for Astrophysical Sources
了解宇宙加速机制，如黑洞中喷流的形成、恒星坍缩或双星合并，以及宇宙中加速粒子的传播，仍是一项“正在进行的工作”，需要采取多信使办法，利用所有可能探测器的互补性：超高能宇宙射线、伽马射线和中微子。在这份报告中，我将总结一些冰立方的结果，涉及天体物理中微子点源和扩散通量的人口广泛分布在天空中的源，或从质子的相互作用在宇宙微波背景产生的GZK截止的宇宙射线谱搜索。我将把结果与其他中微子望远镜和中微子产生源的天体物理模型进行比较。另一个悬而未决的问题是关于暗物质的性质。间接搜索有机会通过观测次级光子、中微子或正电子和反质子等反粒子来观察它在宇宙中的位置。通过增加更紧凑的弦，DeepCore，可以大大增强在IceCube中从WIMP湮灭中寻找中微子的潜力。
2010-12-04 astro-ph.HE
Latest results on dark matter searches with H.E.S.S
暗物质的性质是当代物理学中最具争议的问题之一。地面切伦科夫望远镜阵列，例如高能光谱系统（HESS）通过检测甚高能（VHE，$E > 100$ GeV）伽马射线来搜索DM签名。DM粒子在稠密的环境中会自我湮灭，产生最终状态的VHE $γ$ -射线，最终可以被H.E.S.S.探测到。H.E.S.S. DM搜索的观测策略集中在银河系中心（GC）区域和附近的银河系矮星系卫星。GC数据集提供了最严格的约束DM湮没截面在质量范围300 GeV - 70 TeV。已经对经典和超暗矮星系进行了研究，以测试特定的重DM模型。给出了GC和矮星系的最新研究结果。
2019-01-17 astro-ph.HE
TASI Lectures on Indirect Searches For Dark Matter
在这些讲座中，我描述了各种努力，以确定或限制的身份暗物质通过检测这些粒子的湮灭或衰变产物，或其影响。在回顾了间接搜索的动机之后，我讨论了我们从伽马射线、宇宙射线和中微子的观测以及宇宙微波背景中了解到的关于暗物质的信息。诸如此类的测量已经被用来显著地限制大范围的热遗迹暗物质候选者，特别是那些质量低于几百GeV的暗物质。我还讨论了一些异常和过剩，已被解释为可能的信号的暗物质，包括银河系中心伽马射线过剩，宇宙射线反质子过剩，宇宙射线正电子过剩，和3.5千电子伏线。这些讲座最初是作为2018年理论高级研究所（TASI）暑期学校“数据时代的理论”的一部分。虽然打算为先进的研究生，这些讲座可能是有用的物理学家，天体物理学家和天文学家谁希望得到一个概述的间接搜索暗物质的现状广泛。
2018-12-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Indirect searches for gravitino dark matter
在模型中的引力子与一个小的违反R-宇称是一个动机良好的衰变暗物质的候选人，导致宇宙学的情况下，是一致的大爆炸核合成和热leptogenesis。引力子的寿命在宇宙学上是长的，因为它的衰变被普朗克尺度和小的R宇称破坏参数所抑制。我们讨论了来自引力子暗物质衰变的不同宇宙射线种类的信号，即伽马射线、正电子、反质子、反氘子和中微子。与宇宙射线数据的比较可以用来约束模型的参数。
2011-11-30 astro-ph.HE hep-ph
Results and prospects of dark matter searches with ANTARES
暗物质是中微子望远镜最重要的科学目标之一。这些仪器相对于其他实验方法具有特别的优势。与直接观测相比，中微子望远镜探测WIMP-质子自旋相关截面的灵敏度是无可比拟的。另一方面，中微子望远镜可以在太阳中寻找暗物质，因此潜在的信号将是暗物质的强烈指示，与其他间接搜索如伽马射线或宇宙射线的情况相反，更传统的天体物理学解释很难排除。在这里，我们提出了一个binned搜索的结果中性粒子湮灭在太阳使用的数据收集的ANTARES中微子望远镜在2007 - 2008年。这些结果包括对中微子和μ子通量的限制以及对WIMP-质子散射的自旋相关和自旋无关截面的限制。
2014-04-01 astro-ph.HE hep-ph
IceCube Observatory: Neutrinos and the Origin of Cosmic Rays
冰立方天文台是第一台千米^3中微子望远镜，它已经完成了对来自点状和弥散星系及河外源的高能宇宙中微子通量的最严格限制。没有探测到地外中微子对宇宙射线的起源有着重要的影响。本文回顾了天体物理学中微子搜索的现状，以及对100 TeV以上持续宇宙线各向异性的观察。
2012-10-29 astro-ph.HE
Observation of the anisotropy in arrival direction of Cosmic Rays with IceCube
冰立方中微子观测站是目前正在南极建造的一个更大规模的探测器。在其最终配置中，探测器将包括5160个数字光学模块（DOM），部署在冰层内1.5-2.5公里深的86个字符串上。虽然还不完整，但探测器已经记录了数百亿个宇宙射线μ子，平均能量为20 TeV。这个大样品已被用于研究宇宙射线的到达方向分布。我们报告了在两个不同的角度尺度上观测到的宇宙射线到达方向的各向异性。观测到的大尺度各向异性似乎是在北天通过几个实验观测到的类似结构的延续。冰立方还观察到$20^{\circ} - 30^{\circ}$角尺度上的重要特征，这些特征可能是更大尺度结构的一部分。
2010-11-24 astro-ph.HE
Avenues to new-physics searches in cosmic ray air showers
撞击地球大气的宇宙射线（CR）提供了一个可行的机会来研究能量覆盖许多数量级的强子-核碰撞中的新物理，包括远远超过LHC能量的机制。初级CR的永久通量可用于估计给定类型的新物理场景的事件率。作为一个步骤，以估计新的物理搜索在CR诱导的广泛的空气簇射（EAS）的潜力，我们在这里确定的总光度，包括从强子-空气相互作用中的次级流的级联所产生的贡献，使用蒙特卡罗模拟的强子簇射组件与CORSIKA~8。我们得到的结果为单阵雨，并讨论了与CR光谱的相互作用。此外，我们讨论了在EAS中研究BSM现象的可能性，重点是所谓的大多重希格斯生产作为一个明确的例子，它对EAS观测量的影响。
2020-12-28 astro-ph.HE hep-ph
CosmiXs: Cosmic messenger spectra for indirect dark matter searches
本文利用 Pythia 中的 Vincia 簇射算法重新计算暗物质湮灭和衰变的源能谱，纳入 QED/QCD 末态辐射和电弱修正，并基于 LEP 数据调优参数，最终公开了适用于间接暗物质探测的多种宇宙信使粒子能谱表。
2023-12-02 astro-ph.HE hep-ph
Observation of Anisotropy in the Arrival Direction Distribution of TeV Cosmic Rays with HAWC
位于墨西哥Sierra Negra（北纬19 $^\circ$）附近海拔4100米的高海拔水切伦科夫（HAWC）天文台对TeV能量的伽马射线和宇宙射线敏感。这些能量的宇宙射线的到达方向分布在几个角度尺度上显示出显著的各向异性，相对强度在10 $^{-3}$和10 $^{-4}$之间。我们提出了宇宙射线各向异性的研究结果的基础上超过860亿宇宙射线的空气淋浴记录与HAWC自2013年6月。HAWC宇宙射线天空图，其中有一个中位数的能量为2 TeV，表现出显着增强的宇宙射线通量的几个区域。我们提出的各向异性和宇宙射线谱的显着过剩的区域中的能量依赖性。
2015-08-19 astro-ph.HE
Snowmass 2021 Letter of Interest: The GRAMS Project: MeV Gamma-Ray Observations and Antimatter-Based Dark Matter Searches
伽马射线和反物质巡天（GRAMS）项目是一个拟议的下一代气球/卫星飞行任务，目标是MeV伽马射线观测和基于反物质的暗物质搜索。具有成本效益的大规模液氩时间投影室（LArTPC）探测器技术将使GRAMS对MeV伽马射线的灵敏度显着提高，同时通过反物质测量广泛探测暗物质参数空间。
2020-09-08 astro-ph.HE
A review of indirect searches for particle dark matter
通过对光子、带电宇宙射线和中微子的观测，间接探测到了暗物质湮灭和衰变，这为确定宇宙中这个难以捉摸的组成部分的粒子性质提供了一种有希望的方法。在过去的十年里，观测数据集取得了实质性的进展，数值模拟也带来了新的见解，这些都首次对暗物质粒子模型进行了强有力的约束，并揭示了一些有趣的可能信号。本文介绍了间接检测方法，并概述了该领域的最新成果。
2016-03-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Extended reagions of radio emission not associated with the AGN phenomenon as sources of acceleration of cosmic rays: The case of cD galaxies
与活动星系核现象无关的弥散、非热扩展辐射，在许多活动星系核所在的星系团中发现，与宇宙射线的加速有关。在目前的工作中，我们提出了初步的证据，没有这样的形成在星系团托管的光学识别的CD星系。我们的子样本包括三个强大的低红移射电星系，集中在贫穷的星系团。我们一直在寻找无线电遗迹和（微型）晕，它们可能是活动星系核产生的气泡对宇宙射线的限制而形成的。我们报告正在进行的工作。
2012-09-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Indirect searches for dark matter annihilations toward dwarf spheroidal galaxies with VERITAS
在宇宙学范式中，冷暗物质（DM）主导着宇宙的质量含量，并且存在于每个尺度上。DM的候选者包括标准模型的许多扩展，其中弱相互作用大质量粒子（WIMP）的质量范围从50 GeV到大于10 TeV。在高DM密度的天体物理区域中，WIMP的自湮灭可以产生次级粒子，包括能量高达暗物质粒子质量的甚高能（VHE）伽马射线。切伦科夫望远镜的VERITAS阵列是为探测100 GeV-10 TeV能量范围内的VHE伽马射线而设计的，是探测DM的适当仪器，是对费米LAT的补充。本星系群的矮球状星系（dSphs）由于其邻近性和大的DM含量，可能是寻找DM湮灭特征的最佳目标。我们报告的最新VERITAS观测dSphs和讨论的结果的框架内的WIMP模型。
2011-11-09 astro-ph.HE
Dark matter bound to the Solar System: consequences for annihilation searches
寻找粒子暗物质的一种方法是寻找它的湮灭产物。在太阳系中，已经确定了三种可能的湮灭信号：来自太阳的中微子和伽马射线，以及来自地球的中微子。一旦暗物质被束缚在太阳系中，这些信号中的每一个都敏感地依赖于暗物质的轨道演化。我将审查进展的基础上表征这些信号的最新进展，在确定绑定暗物质人口的属性。
2009-05-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Galactic bulge millisecond pulsars shining in X rays: A gamma-ray perspective
如果神秘的费米-LAT GeV伽马射线过剩是由于银河系隆起中尚未解决的毫秒双星（MSP）的人口，人们预计这同一人口将在X射线中发光。这是第一次，我们解决的问题是什么是目前的X射线望远镜的灵敏度在银河系的膨胀MSP人口。为此，我们创建了一个合成人口的银河系MSP，建立在伽马射线和X射线MSP发射的基础上观察到的源属性之间的经验连接。我们比较我们的模型与紧凑的来源在最新的钱德拉源目录，应用选择的基础上，光谱观测和光学天体测量与盖亚。我们发现在感兴趣的区域中有相当数量的钱德拉源与尚未确定的凸起MSP一致。这激发了专门的多波长搜索凸起MSP：一些有前途的方向进行了简要讨论。
2021-09-13 astro-ph.HE hep-ph
Ultrahigh Energy Cosmic Rays
本文综述了超高能宇宙射线（能量超过10 $^{18}$ eV的粒子）研究的最新结果。本文在简要介绍低能宇宙射线及其探测方法的基础上，介绍了最近的两个实验，即高分辨率蝇眼（HiRes）和南方俄歇天文台的实验。然后，我们集中在这两个实验的结果，宇宙射线的能量谱，这些宇宙射线的化学成分和对他们的来源的搜索。最后，我们简要分析了这些结果中的争议以及开发和建设中的项目，这些项目可以帮助解决这些颗粒的剩余问题。
2011-02-28 astro-ph.HE
Dark Matter searches towards the WLM dwarf irregular galaxy with H.E.S.S
在间接暗物质（DM）探测框架中，DM粒子会通过自湮灭产生一些信号，并产生伽马射线等标准模型产物，这些产物可能被地面望远镜探测到。矮不规则星系是寻找DM的有希望的目标，因为它们被认为是暗物质占主导地位的系统在所有半径。这些矮不规则星系的旋转支持相对简单的运动学，导致其暗物质分布轮廓的小的不确定性。2018年，H.E.S.S.望远镜观察了不规则矮星系沃尔夫-伦德马克-梅洛特（WLM）19小时的实时时间。这些观测结果是成像大气切伦科夫望远镜对这类天体的首次观测。我们寻找一个DM信号寻找一个多余的伽马射线在背景中的WLM星系的方向。我们提出的第一个结果上获得的速度加权截面DM自湮没作为DM粒子质量的函数。
2019-08-27 astro-ph.HE
Supermassive Black Hole Winds in X-rays: SUBWAYS V. Properties of hot coronae in quasars at intermediate redshift
INAF – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna (OAS)（意大利国家天体物理研究所博洛尼亚天文物理与空间科学观测站）；Dipartimento di Fisica e Astronomia (DIFA), Università di Bologna（博洛尼亚大学物理与天文学系）；European Southern Observatory (ESO)（欧洲南方天文台）；Centro de Astrobiología (CAB), CSIC-INTA（西班牙国家科学技术研究委员会-国家航空航天技术研究所天体生物学中心）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università degli Studi Roma Tre（罗马第三大学数学与物理系）；Dep. of Physics and Astronomy, Clemson University（克莱姆森大学物理与天文学系）
本文研究了23个中间红移类星体的X射线冠状体特性，发现高能截止值与吸积率呈反相关，支持冠状体冷却增强的假说。
2026-03-18 astro-ph.HE
Snowmass2021 Cosmic Frontier: Synergies between dark matter searches and multiwavelength/multimessenger astrophysics
本白皮书重点介绍在暗物质搜索中遇到的天体物理系统学。通常在间接和直接的暗物质搜寻中，天体物理系统学是对暗物质敏感性的主要限制因素。正如暗物质搜索有多种形式一样，背景也有多种形式。我们试图涵盖在暗物质搜索中产生的主要系统学，使用光子-无线电和伽马射线-宇宙射线，中微子和引力波。例子包括宇宙信使的天体物理来源及其相互作用，可以模仿暗物质的签名。反过来，这又取决于在理解宇宙环境-气体分布、磁场配置-以及相关的核天体物理学方面的相应研究。我们也涵盖了天体物理学的管理天体和星系用于探测暗物质，从黑洞到矮星系。最后，我们涵盖了天体物理学的背景探测的暗物质的分布和运动学，影响了广泛的暗物质的研究。在未来，多信使天文学的兴起，以及将其用于暗物质的新分析方法，将提供各种战略方法来继续增强我们对天体物理背景的理解，以提高对暗物质的敏感性。
2022-03-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark matter signatures in cosmic rays
本研究分析11年宇宙射线数据，发现正电子和反质子通量存在与行星日心经度相关的调制，支持暗物质流被太阳系天体引力聚焦至地球的假说，并建议利用其他宇宙射线通道进一步验证。
2025-09-07 astro-ph.EP astro-ph.HE hep-ph
Observation of Anisotropy in the Arrival Direction Distribution of Cosmic Rays above TeV Energies with Icecube
2009年5月至2010年5月，冰立方中微子探测器记录了320亿个大气μ子，这些μ子是由TeV能量范围内的宇宙射线产生的空气簇射产生的。有了这样高的统计样本，有可能在南半球首次观察到银河宇宙线各向异性的能量依赖性高达几百TeV。这项研究表明，相同的大规模的各向异性观察到的中位数能量约为20 TeV的是不存在于400 TeV;在400 TeV观察到的各向异性显示出实质性的差异，相对于在较低的能量。除了在20 TeV的强偶极子和四极矩的形式观察到的大规模的功能，数据包括几个局部区域的过剩和赤字的规模之间的10{ \degree }到30{ \degree }。在大尺度和小尺度上观察到的特征具有统计学意义，但它们的起源目前尚不清楚。
2011-10-10 astro-ph.HE
Indirect Dark Matter searches in the light of the recent AMS-02 observations
如果天文学上的暗物质是由弱相互作用、大质量和稳定的物质组成的，它应该会自我湮灭成粒子。这一过程会产生罕见的反物质宇宙射线，并导致其能量分布的扭曲。AMS-02光谱仪以前所未有的精度测量它们。现在是时候调查是否在正电子和反质子光谱中发现了异常，如果是的话，它们是否间接指向银河系内部湮灭的DM粒子的存在。
2016-05-04 astro-ph.HE
Dark matter gamma-ray line searches toward the Galactic Center halo with H.E.S.S. I
暗物质的存在现在得到了大量天文学和宇宙学观测的广泛支持。大量的暗物质预计将存在于银河系的中心区域。在暗物质粒子的湮灭中可以产生非常高能量（>100 GeV）的γ射线。H.E.S.S.成像大气切伦科夫望远镜阵列是观测银河系中心的有力工具，试图探测来自暗物质湮灭的γ射线。对暗物质信号的新搜索已经在完整的H.E.S.S.上进行。一2004-2014年观测数据集。一个二维面元似然方法已被应用到利用信号和背景的光谱和空间特性。更新的约束条件推导出的速度加权湮灭截面信号迅速湮灭的暗物质粒子成两个光子。来自H.E.S.S.的10年银河中心数据集的更大统计数据- I与2D分析技术一起允许显着改善以前的限制。
2017-08-28 astro-ph.HE
