Incident Velocity-Recoil Angle Distribution and Angular Recoil-Energy Spectrum of 3-Dimensional WIMP-Nucleus Scattering Events
作为对WIMP散射靶核反冲通量角分布和有效散射速度分布研究的补充，本文研究了不同WIMP质量和靶核在窄反冲能窗内的散射几率分布。模拟结果表明，在给定的反冲能窗内，不仅入射晕WIMP的速度分布，反冲角也会影响有效入射速度-反冲角组合的散射几率分布.因此，1-D WIMP的“有效”速度分布对应于所考虑的狭窄的能量窗口将不符合简单地从（产生）入射晕WIMP的速度分布切割。因此，它对所考虑的能量窗口中的差分WIMP-核散射事件率的贡献不能简单地通过对整个晕WIMP的1-D理论速度分布进行积分来估计。
2022-03-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Nuclear σ-terms and Scalar-Isoscalar WIMP-Nucleus Interactions from Lattice QCD
在核有效场论的背景下，主要的标量-等序WIMP-核相互作用得到参数增强的贡献。这些贡献来自介子交换电流（MEC），并可能将这些相互作用的脉冲近似估计值修改10- 60%。我们指出，这些MEC也有助于夸克质量依赖的核结合能，即核σ项。在这项工作中，我们使用最近的格点量子色动力学计算的结合能的氘核，He-3和He-4在π介子质量接近500 MeV和800 MeV，结合实验确定的结合能的物理点，提供近似确定的σ项为这些轻核。对于每个核，我们发现相应的核σ项与单核子估计的偏差在百分之几的水平上，这与限制增强相矛盾。因此，格点量子色动力学计算目前表明，由基本WIMP与夸克的相互作用产生的标量-等压线WIMP-核相互作用的截面不会由于增强的介子交换流而受到显著的不确定性。
2015-03-18 hep-lat hep-ph nucl-th
Impact of shell model interactions on WIMP-nucleus scattering observables for silicon and germanium targets
本研究采用类SuperCDMS实验参数，探究核壳模型相互作用对硅、锗靶暗物质核响应的影响，发现壳模型相互作用选择带来的核形状因子不确定性，会在特定核响应的散射率与排除限中大致保留，为暗物质直接探测实验的核建模不确定性评估提供参考。
2025-10-29 hep-ph nucl-th
Inelastic WIMP-nucleus scattering to the first excited state in $^{125}$Te
直接探测暗物质成分，特别是弱相互作用大质量粒子（WIMPs），被认为是粒子物理学和宇宙学的核心。在本文中，我们研究了到激发态的跃迁，这种跃迁可能存在于某些具有足够低的激发态的核中。前面考虑的例子是$^{127}$ I和$^{129}$ Kr和$^{83}$ Kr的第一激发态。在这里，我们研究$^{125}$ Te，它提供了一些优势，目前被认为是一个目标。在所有这些情况下，额外的签名的伽马射线后，这些国家的去激发具有明确的优势，在纯粹的核反冲，在原则上，这样的签名可以利用实验。在CUORE实验的背景下，实验的可行性进行了简要的讨论。
2016-01-27 hep-ph
Generalized spin-dependent WIMP-nucleus interactions and the DAMA modulation effect
在非相对论性有效场论（EFT）的指导下，我们对费米子弱相互作用大质量粒子（WIMP）与原子核之间的最一般的自旋相关相互作用进行了分类，并在这类模型中讨论了DAMA调制结果用WIMP弹性散射信号进行解释的可行性。我们发现，虽然几个相对论EFT的可以导致一个自旋相关的截面，在某些情况下，与一个明确的，不可忽略的依赖于WIMP的传入速度，三个主要的情况下，可以挑出来的非相对论的限制，其中大约包括他们所有的，只有不同的依赖于转移的动量。对于其中两个DAMA和其他约束之间的兼容性是可能的WIMP质量低于30 GeV，但只有在我们的银河系的光晕，从麦克斯韦的WIMP速度分布。这是通过将对WIMP与中子的有效耦合的抑制（以逃避来自氙和锗探测器的约束）与横截面对转移动量的显式二次或四次依赖性相结合来实现的（这导致与液滴探测器和泡室中的氟相比，DAMA中的钠的预期速率的相对增强）。对于较大的WIMP质量，通过COUPP中碘的散射排除了相同的情况。
2015-05-08 astro-ph.CO hep-ph
Discriminating WIMP-nucleus response functions in present and future XENON-like direct detection experiments
对暗物质的直接探测极限的标准解释涉及到对潜在的WIMP-核相互作用的特定假设，例如，在最简单的情况下，选择一个Helm形状因子，从现象学上描述了一个与自旋无关的同位旋相互作用。一般来说，暗物质与目标核的相互作用可能通过不同的机制进行，这将导致相应的原子核结构因子作为动量传递$q$的函数的不同形状。我们研究在何种程度上不同的WIMP核反应可以区分的基础上的$q$依赖性的结构因子（或“形状因子“）。我们假设一个整体的相互作用强度与目前的自旋无关的限制，并考虑相应的XENON 1 T样，XENONnT样，达尔文样的直接检测实验的曝光。我们发现，只要相互作用的强度不在于太多低于目前的限制，达尔文设置允许一个决定性的歧视许多不同的响应函数的基础上，他们的$q$的依赖性，直接的后果，阐明暗物质的性质。
2018-05-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Analysis strategies for general spin-independent WIMP-nucleus scattering
我们提出了一个形式主义的直接检测暗物质搜索，涵盖所有的标量和矢量相互作用的相干响应的分析，并结合QCD的手征对称性的约束，包括所有的一个和两个身体的WIMP核子相互作用高达三阶手征有效场论。WIMP核截面中的自由参数之一对应于标准的自旋无关搜索，但在一般情况下，新物理耦合的不同组合进行了探测。我们确定的标准自旋独立的响应和两体电流的主要修正主导的自旋独立的结构因子的等矢量对应的干扰，并讨论了直接检测实验的解释的一般后果，包括最小限度的扩展标准的自旋独立的分析。氙靶散射所需的所有结构因子的拟合基于最先进的核壳模型计算。
2016-08-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Reconstructing Dark Matter Mass and Discriminating Standard and Non-Standard WIMP-Nucleus Interactions with Paleo-Detectors
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；University of North Florida（北佛罗里达大学）；Jožef Stefan Institute（约瑟夫斯蒂芬研究所）
本文研究古探测器可重建WIMP质量（覆盖传统实验难及的低质量区）、区分标准与非标准WIMP-核相互作用，无需传统实验必需的核反冲方向测量。
2026-08-12 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Impact of nuclear shell model uncertainties on silicon and germanium WIMP-nucleus limits
University of Toronto（多伦多大学）；Australian National University（澳大利亚国立大学）
本文研究硅和锗靶核壳模型不确定性对WIMP-核子直接探测排除极限的影响，发现核结构不确定性不可忽略，需在实验分析中加以考虑。
2026-09-22 hep-ex hep-ph nucl-th
Impact of nuclear structure from shell model calculations on nuclear responses to WIMP elastic scattering for $^{19}$F and $^{nat}$Xe targets
本文利用壳模型计算研究了$^{19}$F和$^{nat}$Xe的核结构对WIMP弹性散射核响应的影响，发现积分核响应值对核结构计算细节具有敏感性。
2022-09-30 hep-ph nucl-th
Application of the Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov Theory to WIMP-Nucleus Interactions in 40Ar
Research School of Physics, Australian National University（澳大利亚国立大学物理研究学院）；ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics（ARC暗物质粒子物理卓越中心）
采用自洽Skyrme Hartree-Fock-Bogoliubov方法研究40Ar的WIMP散射，计算暗物质直接探测相关的核形状因子，并与壳模型预测比较，发现自旋无关响应吻合良好，自旋-轨道响应因单粒子占据数差异而显著不同。
2026-09-23 hep-ph nucl-th
Nuclear structure factors for general spin-independent WIMP-nucleus scattering
我们提出了描述弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与原子核的广义自旋无关耦合的原子核结构因子。我们的结果是基于国家的最先进的原子核结构计算使用的大规模核壳模型。本文从夸克和胶子能级算符出发，在手征有效场论中考虑了自旋为1/2和0的WIMP与一个和两个核子的三阶相干增强耦合.这包括一个全面的讨论的结构因素，对应于领先的两个核子电流覆盖，第一次，自旋2运营商的贡献。我们提供的结果，最相关的核目标考虑在目前和计划中的暗物质直接探测实验：氟，硅，氩，锗，补充我们以前的工作氙。所有结果也都在Python笔记本中公开提供。
2019-03-29 hep-ex hep-lat hep-ph
Spin-independent elastic WIMP scattering and the DAMA annual modulation signal
我们讨论的年度调制信号的DAMA实验中看到的自旋无关的弹性WIMP散射的解释。考虑到晶体中的沟道以及调制信号的光谱特征，我们发现与DAMA数据一致的低质量WIMP区域仅限于接近$m_χ\simeq 12$ GeV的WIMP质量，与CDMS和XENON的约束不一致。我们的结论是，即使考虑到通道的DAMA调制信号的这种解释是不利的。在90% CL下，参数空间中没有重叠区域，一致性检验给出了$1.2\times 10^{-5}$的概率。我们研究的稳健性，这一结果相对于我们的银河系中的WIMP速度分布的变化，通过改变分布函数的各种参数，并通过使用一个现实的N体暗物质模拟的结果。我们发现，只有通过作出相当极端的假设晕属性，我们可以得到DAMA和CDMS/XENON之间的协议。
2008-12-19 astro-ph hep-ex hep-ph
dmscatter: A Fast Program for WIMP-Nucleus Scattering
最近的工作，使用有效场论框架，已经表明核子和暗物质候选者弱相互作用大质量粒子（WIMP）之间可能的耦合数量比以前认为的要大。受现有Mathematica脚本计算目标响应的启发，我们开发了一个快速，现代的Fortran代码，包括可选的OpenMP并行化，以及用户友好的Python包装器，以快速有效地探索许多场景，输出与当前暗物质搜索的实践相一致。包括了大多数重要目标核素的库;用户还可以以简化的单体密度矩阵的形式导入他们自己的原子核结构数据。主要输出是作为反冲能量的函数的差分事件率，这是对探测器响应率建模所需的，但是可以容易地访问诸如核形状因子的中间结果。
2022-09-21 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Model-Independent Determination of the WIMP Mass from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。我们开发了一种模型无关的方法，通过使用数据（即，测量的反冲能量）的直接检测实验。我们的方法是独立于尚未未知的WIMP密度在地球附近的WIMP速度分布的形式，以及WIMP核截面。然而，它需要来自具有不同靶核的至少两个探测器的正信号。在无背景的环境中，原则上可以用只有$2 \times 50$事件的$\sim 35%$的误差来确定$m_χ\sim 50$ GeV;在实践中，为了减少背景而施加的信号事件的反冲能量的上限和下限会增加误差。如果$m_χ$显著超过所用最重靶细胞核的质量，则该方法也会失去精度。
2008-06-17 astro-ph hep-ph
Present and projected sensitivities of Dark Matter direct detection experiments to effective WIMP-nucleus couplings
假设弱相互作用大质量粒子（WIMP）在银河系中的麦克斯韦速度分布，我们探索了一个系统的方式，现有的和计划的暗物质（DM）的直接检测实验的一个广泛的集合的相对灵敏度的14个耦合参数，最一般的非相对论性（NR）伽利略不变性所允许的有效哈密顿量，用于驱动自旋为1/2的WIMP核的弹性散射的接触相互作用。我们执行我们的分析中的两个自由参数：WIMP质量$m_χ$和WIMP-中子和WIMP-质子耦合$c^n/c^p$之间的比率。我们包括修改后的信号光谱形状，由于非标准的相互作用时，它是需要在确定的界限，如在背景扣除或应用的最佳间隔方法的情况下。对于每个偶联，在$m_χ$ - $c^n/c^p$平面中，我们提供了最严格的90% C. L.的等高线图。我们还介绍了NRDD_constraints，一个简单的内插代码编写的Python，允许获得的数值作为一个函数的WIMP质量$m_χ$和耦合比$c^n/c^p$的约束，为每个NR耦合。我们发现，9个实验的14个本暗物质搜索考虑在我们的分析提供了最严格的约束上的一些有效的耦合为一个给定的选择$(m_χ,c^n/c^p)$：这是证据的互补性不同的目标核和/或计数率和能量阈值的不同组合时，搜索DM扩展到广泛的可能的相互作用。
2019-02-28 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the axial-vector and pseudo-scalar mediated WIMP-nucleus interactions from PandaX-4T experiment
基于PandaX-4T实验0.63吨·年曝光数据，未发现显著信号超出，对轴矢量和赝标量介导的WIMP-核相互作用给出约束，设定了迄今最严格的WIMP-中子自旋相关散射截面上限并推导了简化模型的排除限。
2024-08-27 hep-ex hep-ph
Direct Detection of Multi-component Secluded WIMPs
暗物质候选者包括几个子状态由一个小的质量间隙，并耦合到标准模型的（亚）GeV力载体，可以表现出非平凡的散射相互作用，在直接检测实验。我们分析了U（1）介导的WIMP的隐态情况，计算了多组分WIMP核散射的弹性和非弹性截面.我们发现，二阶弹性散射，介导的虚拟激发态，提供了很强的灵敏度模型的参数范围广泛的质量分裂，而小分裂的WIMP激发态的寿命超过宇宙的年龄，一般有一个分数的相对丰度超过0.1%。由于探测器中的放热去激发事件，这对小于200 keV的质量分裂产生甚至更强的约束。
2009-03-19 hep-ph
The effective theory of nuclear scattering for a WIMP of arbitrary spin
我们介绍了一个系统的方法来描述最一般的非相对论性的WIMP核相互作用的伽利略不变性允许的任意自旋$j_χ$在单核子流近似的WIMP。自由核子狄拉克双线性的非相对论极限产生五种核子流。我们的程序包括：（1）根据$2 j_χ$的WIMP自旋矢量的$2 j_χ+1$不可约算符积的秩来组织WIMP流，（2）将每个WIMP流耦合到五个核子流中的每一个。转移的动量$q$似乎是一个由旋转不变性固定的幂。对于自旋为$j_χ$的WIMP，我们找到了4+20个$j_χ$独立算符的基，这些算符穷尽了在单核子流近似下驱动弹性WIMP-核散射的所有可能算符。通过比较我们的运营商的基础上，这是完整的，运营商已经在文献中介绍，我们表明，后者的$j_χ=1$的一些是不独立的，有些是失踪。我们提供了明确的公式平方散射振幅的核响应函数，这是在文献中使用的大部分WIMP直接检测实验的目标。
2020-08-12 astro-ph.CO hep-ph
Renormalization of the Spin-dependent WIMP scattering off nuclei
我们研究的振幅自旋相关的WIMP散射的核，包括在最重要的等矢量贡献的主导长程两体电流。我们表明，这种效应基本上是独立的目标核，因此，它们可以被视为仅仅是一个重整化的有效核子截面，或等效的，相应的有效耦合值约为25%。
2013-01-08 hep-ph
Model-Independent Identification of Inelastic WIMPs from Direct Dark Matter Detection Experiments
在本文中，我们介绍了独立于模型的数据分析程序识别非弹性WIMP核散射以及重建的质量和质量分裂的非弹性WIMP的同时和单独。我们的模拟表明，O（50）从一个实验中观察到的WIMP信号，人们已经可以区分非弹性WIMP散射场景的弹性。通过结合两个或多个具有正信号的数据集，甚至可以重建WIMP质量和质量分裂，其统计不确定性小于2倍。
2014-02-20 astro-ph.HE hep-ph
Resonant scattering and recombination of pseudo-degenerate WIMPs
我们考虑了WIMP的直接和间接检测签名χ^0在运动学制度与较重的，但几乎简并，带电状态χ^{+-}。对于O（10）MeV的小分裂，WIMP从核的散射可能由（χ^- N）束缚态形成介导的非弹性复合过程主导，导致直接检测的独特特征。这些横截面主要受重同位素丰度的限制，并且可能比更常规模型中的弹性散射截面大得多。如果质量分裂太大而不能发生复合，则仍然可能存在WIMP的回路诱导的电磁形状因子的显著共振增强，这可以增强弹性散射截面。我们还讨论了这种机制如何影响湮灭截面和间接检测特征，并注意到一个显着的单能γ信号的可能性，介导的共振过程附近的（χ^+χ^-）束缚态阈值。
2008-08-27 hep-ph
Large-scale nuclear structure calculations for spin-dependent WIMP scattering with chiral effective field theory currents
我们进行了最先进的大尺度壳模型计算的结构因子的弹性自旋相关的WIMP散射129，131氘，127 I，73 Ge，19 F，23 Na，27 Al，和29 Si。这一全面的调查涵盖了非零自旋核直接暗物质检测有关。我们包括必要的形式主义来描述弹性和非弹性WIMP核散射的教学演示。所采用的价空间和核相互作用先前已用于这些质量区域的原子核结构计算，并产生这些同位素的良好光谱描述。我们采用基于手征有效场论（EFT）的自旋相关的WIMP-核电流，在单体水平上，包括由于π介子交换导致的主导长程两体电流，这是手征EFT中预测的。由于核中WIMP电流的核不确定性，所有结构因子的结果都具有理论误差带。
2015-01-23 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
General Heavy WIMP Nucleon Elastic Scattering
本研究使用重WIMP有效场论计算一般电弱多重态的WIMP-核子散射率，扩展至所有低自旋表示，发现多数TeV WIMP截面低于当前实验限制但可被下一代实验探测，纯双重态除外。
2023-09-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A map of the non-thermal WIMP
本文研究了重粒子在再加热结束时直接衰变产生的非热WIMP中的弹性散射效应。当再加热温度远低于冻结温度时，非热WIMP变得重要。通常，考虑两种极限情况。一种是产生的高能暗物质粒子由于与背景辐射的弹性散射而迅速热化。相应的残余丰度由再加热温度下的热平均湮灭截面确定。另一个是初始丰度太小，暗物质无法湮灭，因此最终的遗迹由初始量本身决定。我们研究了这两个极限之间的区域，并表明遗物密度不仅取决于湮灭率，但也对弹性散射率。特别是p波湮灭暗物质的残余丰度主要依赖于弹性散射率，因为湮灭截面对暗物质速度敏感。我们将参数空间分为几个区域，每个区域都有不同的机制来确定当前宇宙中暗物质的遗迹丰度。研究了直接检测的影响。
2017-03-06 astro-ph.CO hep-ph
The DRIFT Project: Searching for WIMPS with a Directional Detector
讨论了一种用于探测WIMP的低气压时间投影室。在这样的装置中，对康普顿电子背景的辨别应该是非常好的，并且关于反冲原子的方向信息将是可获得的。如果一个完整的3-D重建的反冲轨道可以实现，蒙特卡罗研究表明，一个WIMP信号可以确定具有高的信心，从少至30个检测到的WIMP核散射事件。
1999-05-06 astro-ph hep-ph
New Dark Matter Detectors using DNA or RNA for Nanometer Tracking
弱相互作用大质量粒子（WIMP）可能构成宇宙中的大部分物质。探测反冲核方向性的能力将大大促进对WIMP的探测。在本文中，我们提出了一种新型的暗物质探测器：由DNA或RNA制成的探测器可以提供纳米分辨率的跟踪，能量阈值为0.5 keV，并可以在室温下工作。当一个来自星系晕的弱相互作用粒子从探测器中的一个原子核上弹性散射时，反冲的原子核就会穿过数百串具有已知碱基序列的单链核酸（ssNA），并沿着它的轨迹切断ssNA链。断裂的位置可以通过使用生物学家熟知的技术扩增和鉴定切割的ssNA的片段来鉴定。因此，反冲核的路径可以被跟踪到纳米精度。在一个这样的探测器概念中，传感器是1 m x 1 m的纳米厚Au箔，并且反冲核的方向通过由ssNA链的有序阵列组成的“NA跟踪室”来测量。聚合酶链式反应（PCR）和ssNA测序用于读出检测器。拟议的探测器比其他替代品更小，更便宜：1公斤的黄金和0.1至4公斤的ssNA（取决于长度和链密度），包装成0.01米$^3$，可以用来研究10 GeV的WIMP。该探测器中可以使用各种其他探测器目标元件，以针对不同的WIMP质量进行优化并识别WIMP属性。通过利用分子生物学的进步，我们的目标是以合理的成本实现比传统WIMP探测器高约1,000倍的空间分辨率。
2015-01-11 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
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。
2009-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Theoretical Interpretation of Experimental Data from Direct Dark Matter Detection
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。目前，最有前途的方法来检测WIMP是直接检测的反冲能量沉积在低本底的探测器由于弹性WIMP核散射。到目前为止，通常的程序是预测事件率的直接检测的WIMP的基础上的一些模型的星系晕宇宙学和WIMP的基本粒子物理。这项工作的目的是扭转这一进程。在这篇论文中，我提出的方法，允许重建（的时刻）的WIMP速度分布函数，以及从反冲能谱以及直接从实验数据来确定WIMP质量。速度分布函数的重建已被进一步扩展到考虑事件率的年度调制。此外，还讨论了速度分布年调制幅度的重建问题和确定事件率年调制的另一种更好的方法。另一方面，通过结合两个（或多个）实验与不同的探测器材料的WIMP质量的测定已被开发。文中给出的公式和表达式不仅与星系晕模型无关，而且与WIMP模型无关。这意味着我们既不需要地球附近未知的WIMP密度，也不需要WIMP-核截面。我们需要的唯一信息是测量的反冲能和它们的测量时间。
2007-10-19 astro-ph hep-ph
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。
2009-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Impact of shell model interactions on nuclear responses to WIMP elastic scattering
本研究通过壳模型计算评估多种靶核的WIMP弹性散射核响应函数，发现除自旋无关通道外，响应显著依赖壳模型相互作用，需在暗物质直接探测分析中考虑核结构不确定性。
2023-11-27 hep-ph nucl-th
Differential elastic nucleus-nucleus scattering in complete Glauber theory
本文用完全Glauber理论计算了$^{12}$ C - $^{12}$ C和$^{11}$ Li - $^{12}$ C核的微分弹性截面。考虑了与$^{11}$ Li核壳效应有关的可能关联的作用。
2022-01-17 hep-ph nucl-th
Simulations of 3-Dimensional Recoil Response to Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering Events in Directional Direct Dark Matter Detectors
本文模拟太阳B-8中微子引起的三维相干弹性中微子-原子核散射事件，发现其核反冲角分布呈环状并具有年度变化，与WIMP信号不同。
2026-06-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Indirect Detection of Dark Matter WIMPs in a Liquid Argon TPC
我们评估的前景间接检测弱相互作用的大质量粒子使用大型液态氩TPC探测器。信号事件将由高能电子（反）中微子组成，这些中微子来自太阳核心WIMP湮灭产生的$τ$轻子和$b$夸克的衰变。由于所考虑的实验装置提供了极好的角分辨率和粒子识别能力，来自大气中微子的背景污染预计是低的。我们评估的事件率作为其弹性散射截面与核子的函数的湮灭WIMP预测。这种技术对于轻于$\sim100$ GeV的WIMP特别有用
2004-10-14 hep-ph
Event rates for the scattering of weakly interacting massive particles from $^{23}$Na and $^{40}$Ar
基于Hartree-Fock态的变形壳模型（DSM），计算了弱相互作用大质量粒子（WIMP）在$^{23}$ Na表面的弹性和非弹性散射的探测率.首先计算了能谱和磁矩等光谱性质，并与实验进行了比较。利用DSM波函数计算了WIMP- $^{23}$ Na散射的弹性和非弹性自旋结构函数、原子核结构系数等。然后，事件率也计算与一组给定的超对称参数。用同样的方法，利用DSM波函数，还得到了WIMP与$^{40}$ Ar弹性散射的原子核结构系数和事例率。这些结果的事件率和年度调制将是有用的，即将到来的和未来的WIMP探测实验涉及探测器与$^{23}$钠和$^{40}$氩。
2020-09-19 hep-ph nucl-th
3-Dimensional WIMP Effective Velocity Distribution
本文提出了一种三维WIMP有效速度分布模型，通过双蒙特卡罗模拟展示了WIMP与靶核散射过程中的前向-后向不对称性。
2025-12-10 astro-ph.HE hep-ph
Standard Model anatomy of WIMP dark matter direct detection II: QCD analysis and hadronic matrix elements
弱相互作用的大质量粒子（WIMPs）在电弱尺度指定的模型系统地匹配到有效的理论在强子尺度的WIMPs-核散射观测值进行评估。计算了最低维夸克胶子有效算符完备基的反常维数和重夸克阈值匹配条件。求解了由此得到的QCD重整化群演化方程。评述了有关强子矩阵元的研究现状，给出了唯象图解，包括核子与重$SU(2)_W\times U(1)_Y$荷电WIMP散射普适极限的计算细节.几个以前低估的强子不确定性的情况下被孤立。结果连接任意指定的模型在电弱标度的基础上的$n_f=3$味QCD运营商。导出了非相对论核子有效理论中算符的完备基和通过$v^2/c^2$阶的Lorentz不变性约束。
2014-09-29 hep-ph
LSP-Nucleus Elastic Scattering Cross Sections
在有限的超对称参数空间中，我们利用一些有代表性的输入计算了LSP-核弹性散射截面。在整个周期表中计算了相干矩阵元素，同时计算了具有相当简单的原子核结构的所提出的$^{207}Pb$靶的自旋矩阵元素。结果进行了比较，从其他冷暗物质检测目标。
1997-01-02 hep-ph
Cold Dark Matter Detection via the LSP-Nucleus Elastic Scattering
研究了LSP-核弹性散射截面的动量转移依赖性。在唯象允许的参数空间中得到了新的输入超对称性参数，并利用这些参数计算了各种核系统的相干率和所提出的$^{207}Pb$靶的自旋矩阵元。结果进行了比较，从其他冷暗物质探测目标。
1997-01-02 hep-ph
Reconstructing the Velocity Distribution of WIMPs from Direct Dark Matter Detection Data
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是暗物质的主要候选者之一。目前，最有前途的方法来检测许多不同的WIMP候选人是直接检测的反冲能量沉积在一个低背景的实验室探测器由于弹性WIMP核散射。到目前为止，通常的方法是根据星系晕的一些模型来预测直接探测到WIMP的事件率。我们工作的目的是逆转这一过程。也就是说，我们研究未来的直接探测实验可以教我们关于WIMP晕。作为第一步，我们考虑的时间平均反冲光谱，假设没有方向信息存在。我们开发了一种方法来构建（时间平均）的一维速度分布函数从这个频谱。该函数的矩，如WIMP的平均速度和速度色散，也可以直接从反冲谱中获得。除了测量的反冲光谱之外，唯一需要的输入是WIMP的质量;不需要关于散射截面或WIMP密度的信息。
2007-06-01 astro-ph hep-ph
Neutron Form Factor from Neutrino-Nucleus Coherent Elastic Scattering
分析了利用中微子-原子核相干弹性散射测量原子核中子形状因子的前景。我们预测了在一个液体惰性核反冲探测器在停止的π中微子源的事件数。我们讨论了区分形状因子的不同理论模型所需的精度。
2007-07-27 hep-ph nucl-th
Prospects for measuring coherent neutrino-nucleus elastic scattering at a stopped-pion neutrino source
本文计算了高强度停态π中微子源在不同探测器材料（与新型低阈值探测器有关）中的中微子-原子核相干弹性散射率。还探讨了相干中微子-核弹性散射实验对新物理的敏感性。
2006-02-23 hep-ex hep-ph nucl-ex
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。
2008-07-11 astro-ph hep-ex hep-ph
Comparison of electron-nucleus quasi-elastic cross sections using spectral functions with (e,e') data from 0.5 GeV to 1.5 GeV and effects on neutrino quasi-elastic cross sections
在0.5 - 1.5GeV的宽能量范围内，对~（16）O和~（12）C的准弹性散射和准自由δ产生的截面进行了相对论计算，并与（e，e '）数据进行了系统的比较。使用相同的形式主义，我们研究μ中微子准弹性散射16 O。考虑核关联效应的模型比统一的费米气体模型更符合电子-核散射数据。在中微子准弹性散射中，核关联对高能散射轻子的散射截面有明显的影响，它可能对以百分之几精度为目标的中微子振荡测量产生重要影响。
2004-09-27 hep-ph
Elastic and inelastic scattering of neutrinos and weakly interacting massive particles on nuclei
本文研究了有望在吨级稀有事件探测器中探测到的WIMP-核和中微子-核散射过程的事件率。我们专注于核同位素，对应于当前和未来的实验寻找WIMP和中微子核事件的目标核。原子核结构的计算，在变形壳模型的上下文中进行，是基于Hartree-Fock的角动量投影和带混合的弹性和非弹性通道的内禀状态。我们在高反冲能尾的预测表明，通过包含不可忽略的非相干通道，可以解释测量/预期信号的可检测失真
2020-09-08 hep-ph nucl-th
Extending the CRESST-II commissioning run limits to lower masses
受最近对质量为~O（10 GeV）的轻WIMP的兴趣的启发，提出了CRESST-II调试运行（2007年）产生的弹性、自旋无关的WIMP-核子截面极限的扩展。以前，这些数据被用来设置横截面限制从1000 GeV下降到~17 GeV，使用钨反冲，在47.9千克-天的暴露钨酸钙。在这里，氧和钙带与调试运行数据集的接受区域的重叠使用先前公布的淬灭因子重建。由此产生的弹性WIMP截面的限制，占额外的暴露的氧和钙，提出了下降到5 GeV。
2012-01-23 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Charge Radii from COHERENT Elastic Neutrino-Nucleus Scattering
中微子-核相干弹性散射是研究中微子性质，特别是中微子电荷半径的有力工具。通过对相干实验数据的分析，给出了中微子电荷半径的界。我们表明，时间信息的相干数据允许我们限制中微子电荷半径的允许范围。我们还首次得到了中微子跃迁电荷半径的界，这是超越标准模型的量。
2020-02-26 hep-ph
Neutralino-Nucleus Elastic Cross Section in the Minimal Supersymmetric Standard Model with Explicit CP Violation
在具有显式保味CP破坏的最小超对称标准模型（MSSM）框架下，研究了最轻中性伴子与原子核的弹性散射，包括由顶夸克和底夸克扇区中的CP相引起的单圈CP破坏中性Higgs-玻色子混合效应.本文构造了动量转移消失极限下中性伴子-核散射的最一般形式的有效拉格朗日量，并综合分析了复CP相位对最轻中性伴子、中性希格斯玻色子和top squarks的质量谱以及对三个核靶F的自旋相关和自旋无关的中性伴子-核散射截面的影响。四哥。CP相可以显著地减小或增大中性子核截面，这取决于MSSM中实参数的值。
2000-12-29 hep-ph
Low-mass extension of direct detection bounds on WIMP-quark and WIMP-gluon effective interactions using the Migdal effect
本文利用 Migdal 效应并结合 XENON1T 等四项实验数据，将 WIMP–夸克/胶子 EFT 高至维数 7 算符的直接探测限制扩展到约 20 MeV，同时指出高维算符约束的 EFT 自洽性问题。
2023-04-21 hep-ex hep-ph
Coherent elastic neutrino-nucleus scattering as a precision test for the Standard Model and beyond: the COHERENT proposal case
几个实验的建议，希望确认最近的测量的相干弹性中微子核散射（CEvNS）。特别是受到COHERENT合作的下一代实验的启发，我们研究了它们对标准模型及其他模型的不同测试的敏感性。我们分析了未来提出的每个探测器在测量弱混合角时所能达到的分辨率;我们还在非标准相互作用（NSI）和无菌中微子状态振荡的情况下进行了类似的分析。我们表明，未来的观点是有趣的，这些类型的新物理搜索。
2019-08-02 hep-ph
Possibility of T-violating P-conserving magnetism and its contribution to the T-odd P-even neutron-nucleus forward elastic scattering amplitude
考虑T-破坏P-偶磁性。磁性产生于自旋为1/2的粒子与电磁场相互作用的T-破坏P-守恒顶点。质点在质量壳上的顶点修饰。考虑粒子与点电荷的相互作用，我们得到了T-破坏的P-偶自旋相关势，它与到电荷的立方距离成反比。对于质量壳层上的粒子态，该势的矩阵元为零，但对自旋S>1/2的形变核的T奇P偶中子前向弹性散射振幅有贡献.如果我们考虑到入射中子平面波与核的强相互作用的扭曲的贡献。
2001-03-14 hep-ph
Charge Symmetry Breaking in Electromagnetic Nucleon Form Factors in Elastic Parity-Violating Electron-Nucleus Scattering
研究了核子电磁形状因子中电荷对称性破缺对电子-~（12）C宇称破缺弹性散射的影响，发现这种影响比其它已知效应小得多。一个计划的实验分析进行了讨论。
2014-12-17 hep-ph nucl-ex nucl-th
Direct Wimp Detection in Directional Experiments
最近的WMAP数据证实了奇异暗物质与真空能量（宇宙学常数）一起在扁平宇宙中占主导地位。因此，直接寻找暗物质，包括探测反冲核，是粒子物理学和宇宙学的核心。现代粒子理论自然提供了质量在GeV-TeV范围内的可行冷暗物质候选者。超对称性提供了最轻的超对称粒子（LSP），额外维度理论提供了最轻的卡鲁扎-克莱因粒子（LKP）等。在这些理论中，预期的速率远低于目前的实验目标。因此，人们应该利用反应的特征信号，如调制效应，以及定向实验中事件率与太阳运动的相关性。在标准的非定向实验中，调制很小，小于2%，最大值的位置取决于未知粒子的质量。在定向实验中，除了由于太阳的运动而导致的前后不对称性之外，人们还期望更大的调制，这取决于观察的方向。我们研究这样的影响，在一个轻的和一个重的目标的情况下。此外，由于现在看来，计划中的实验将是部分定向的，在这个意义上，他们只能检测到反冲核的线，但不能检测到它的方向感，我们研究上述有趣的特征，如果有的话，将坚持在这些不太雄心勃勃的实验。
2006-11-17 hep-ph
Probing DAMA/LIBRA in the full parameter space of WIMP effective models of inelastic scattering
我们讨论了DAMA/LIBRA-相位1和DAMA/LIBRA-相位2测量的组合年度调制效应的兼容性与解释的非弹性散射事件引起的最一般的伽利略不变的有效接触相互作用的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的暗物质粒子的自旋0，1/2或1。在有效理论的耦合常数空间中，通过对DAMA等信号椭球面相交的研究和其他实验，考虑了算子间可能存在的各种干扰。在我们的分析中，我们假设一个标准的麦克斯韦速度分布在银河系。我们发现，相比弹性的情况下，非弹性散射部分缓解，但不消除现有的DAMA效应和其他实验的零结果的约束之间的紧张局势。这样的张力是非常大的，在所有的参数空间中，除了一个小区域的WIMP质量$m_χ\simeq$ 10 GeV和质量分裂$δ\gtrsim$ 20 keV，在那里它是部分，但不完全缓解。在这样的区域中，氟目标的边界以运动学的方式被规避，因为触发氟上散射所需的最小WIMP入射速度超过了银河系中的最大WIMP速度，或者非常接近于它。因此，我们还发现DAMA和其他结果之间的剩余张力与弹性情况相比对天体物理参数更敏感。我们发现，具有最小张力的配置可以在一些DAMA箱中产生足够的年度调制，符合其他实验的约束，但随后的调制谱的形状与测量的相比过于陡峭。对于这样的配置，最近的COSINE-100的约束是逃避在一个自然的方式，由于其大的预期调制分数。
2019-05-31 hep-ph
