What if ALP dark matter for the XENON1T excess is the inflaton
最近的XENON1T电子反冲数据中的过剩可以用无异常的类轴子粒子(ALP)暗物质来解释,其质量为$m_ϕ= 2.3 \pm 0.2\,$ keV,衰变常数为$f_ϕ/q_e \simeq 2 \times 10^{10} \sqrt{Ω_ϕ/Ω_{\rm DM}}\,{\rm GeV}$。有趣的是,建议的质量和衰变常数与关系式$f_ϕ\sim 10^3 \sqrt{m_ϕM_p}$一致,该关系式是在ALP扮演暴胀子角色的情况下预测的。这就提出了一种可能性,即导致氙1T过剩的ALP暗物质也推动了早期宇宙的膨胀。我们研究了XENON1T过剩对ALP暴胀和暴胀后宇宙热历史的影响。
2020-07-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Prospects for Detecting Boosted Dark Matter in DUNE through Hadronic Interactions
增强暗物质(BDM)是目前被广泛研究的一类暗物质候选者,其中一小部分暗物质是相对论性的。我们通过强子相互作用在大型液氩时间投影室(LArTPC),如DUNE的BDM搜索奠定了基础。我们研究BDM核散射的详细开发新的事件生成技术与参数化探测器模拟。利用LArTPC中强子探测的低阈值和方向性,我们研究了在类沙丘实验中的发现潜力,并与其他实验进行了比较。
2020-10-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Relic abundance and detection prospects of neutralino dark matter in mirage mediation
我们分析了中性伴子暗物质的热遗迹丰度,并讨论了它在海市蜃楼调解中的直接和间接探测的未来前景。
2006-10-27 hep-ph
Gamma-Ray Excess and the Minimal Dark Matter Model
我们指出,在银河系中心和矮星系网室II的伽马射线过剩都可以很好地解释在最简单的暗物质模型。我们发现,在不久的将来,参数空间的相应区域将通过直接和间接的暗物质搜索进行测试。
2016-06-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Scalar Rayleigh Dark Matter: current bounds and future prospects
本研究探讨了标量雷利暗物质的相互作用,分析了当前限制和未来实验对高能标暗物质的探测潜力。
2025-12-10 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for collider searches for dark matter with heavy quarks
我们提出了未来对撞机搜索与底夸克或顶夸克相关的暗物质的预测。这样的生产渠道产生的最终状态与失踪的横向能量和一个或多个b-射流。给出了限制,假设一个有效的标量算子耦合暗物质夸克,这里讨论的专用分析显着提高了一个通用的单喷流分析。我们给出了预期的高亮度LHC运行在14 TeV和33 TeV强子对撞机的更新结果。
2013-08-01 hep-ex hep-ph
The Poker Face of Inelastic Dark Matter: Prospects at Upcoming Direct Detection Experiments
的XENON100和CRESST实验将直接测试非弹性暗物质的DAMA的8.9?西格马异常本文讨论了直接探测实验的预测如何依赖于淬火因子测量的不确定性,暗物质与标准模型的相互作用和晕速度分布。当考虑到这些不确定性时,CRESST和XENON100的预期事件数量会出现一个数量级的变化。
2010-08-13 astro-ph.CO hep-ph
WIMP dark matter candidates and searches - current status and future prospects
我们回顾了当前暗物质理论和实验的几个方面。我们概述了目前的实验状态,其中包括目前的界限和最近的索赔和暗示的一个可能的信号在广泛的实验:直接检测地下实验室,伽马射线,宇宙射线,X射线,中微子望远镜,和大型强子对撞机。我们简要回顾了几个可能的候选粒子弱相互作用大质量粒子(WIMP)和暗物质,最近被认为是在文献中。我们特别关注最轻的超对称中性伴子,因为它仍然是暗物质的最佳候选者,也显示出良好的检测前景。最后,我们简要地回顾了一些替代方案,可以大大改变性能和前景的标准热WIMP范式内获得的暗物质的检测。
2018-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Resolving XENON Excess With Decaying Cold Dark Matter
我们提出了一个衰变的冷暗物质模型来解释在XENON 1 T实验中观察到的过量电子反冲。在这种情况下,从母暗物质衰变的子暗物质很容易获得足够大的速度,以饱和的电子反冲能量的峰值约2.5 keV,和观测到的信号率可以满足母暗物质的质量为10-200 MeV和寿命大于宇宙的年龄。通过对暗物质探测、宇宙微波背景和大尺度结构实验的验证,我们发现该模型与实验极限是一致的。
2021-05-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WISP Dark Matter eXperiment and Prospects for Broadband Dark Matter Searches in the $1\,μ$eV--$10\,$meV Mass Range
在过去的二十年里,由弱相互作用的细长(或亚电子伏)粒子(WISPs)组成的轻冷暗物质一直是大量研究的焦点。质量在$0.1\,μ$ eV- $100\,$ meV的QCD轴子和类轴子粒子是暗物质粒子的强有力候选者,还有质量低于$\lesssim 100\,$ meV的隐藏光子。这激发了该领域的几项新举措,包括WISP暗物质实验(WISPDMX)和在大体积室中使用辐射测量进行宽带WISP搜索的新概念方法。这些实验的第一个结果和未来的前景进行了讨论。
2014-10-23 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Detecting Gamma-Ray Anisotropies from Decaying Dark Matter: Prospects for Fermi LAT
衰变的暗物质粒子可以被间接探测到,因为在弥漫的河外伽马射线背景的能谱中,它超过了简单的幂律。此外,由于地球不是位于银河系暗物质晕的中心,从暗物质衰变的扩散伽马射线通量的外来贡献预计是各向异性的,提供了一个补充的方法,间接寻找衰变的暗物质粒子。在本文中,我们详细讨论了预期的偶极类各向异性的暗物质信号,也考虑到辐射的逆康普顿散射的电子和正电子从暗物质衰变。伽马射线通量各向异性的另一个来源是宇宙尺度上的暗物质密度波动。我们计算了相应的角功率谱的伽玛射线通量和评论的观测前景。最后,我们计算预期的各向异性的衰减暗物质的情况下,可以重现电子/正电子过剩的PAMELA和费米LAT报告,我们估计在不久的将来检测预测的伽马射线各向异性的前景。
2009-12-14 astro-ph.CO hep-ph
Discovery prospects for heavy dark matter in KAGRA
讨论了在神冈引力波探测器(KAGRA)中发现具有Yukawa类长程相互作用的千克级暗物质的前景。我们认为,相互作用的范围是在公里的数量级,因此,暗物质可以同时与多个KAGRA镜相互作用。在许多情况下,感应的信号应变由低于约130 Hz的频率支配。由于探测器的几何形状,有一些很强的方向灵敏度。事实证明,KAGRA将能够在几年的运行时间内限制这种暗物质。根据我们的一系列假设,我们预计KAGRA每年可以检测到10公斤暗物质的几个事件,汤川相互作用的范围为10公里,有效耦合常数约为$10^6$。
2023-03-04 hep-ex hep-ph
Electric But Not Eclectic: Thermal Relic Dark Matter for the XENON1T Excess
暗物质的身份正在寻求越来越敏感和大量的地下探测器。最近,XENON1T合作报告了过量的电子反冲事件,其中大多数的反冲能量在$1-30$ keV左右。我们表明,一个简单的模型,通过早期宇宙热冻结湮灭产生的非弹性暗物质可以解释氙1T过剩。值得注意的是,这个暗物质模型由几个简单的元素组成:亚GeV质量的狄拉克费米子暗物质与一个较轻的暗光子耦合,暗光子与标准模型光子动力学混合。在暗U(1)规范对称性下带电的标量场可以为暗光子提供质量,并将狄拉克费米子分量态质量分裂几keV,这些质量以相等的丰度存在,并与电子和原子核进行非弹性相互作用。
2020-10-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for searches for Higgs boson decays to dark photons at the ILC
一个有趣的暗物质模型涉及到一个隐藏的扇区,它与标准模型(SM)场解耦,除了一些门户相互作用。这一点的具体实现是隐藏阿贝尔希格斯模型,它导致SM希格斯玻色子玻色子衰变为一对新的玻色子,称为$Z_{\mathrm{d}}$或暗光子。本说明探讨了在ILC中寻找这种暗光子的前景与$\sqrt{s}=250$ GeV,其中暗光子迅速衰减。对于$H\rightarrow Z_{\mathrm{d}}Z_{\mathrm{d}}\rightarrow 4\ell$($\ell = e,μ$)的最终状态,它密切关注最近在大型强子对撞机的类似搜索,而对于$2\ell2j$和$4j$的最终状态,使用多变量分析方法。这项研究尚未得到SiD财团的批准。
2022-03-15 hep-ex hep-ph
Gravitational Dark Matter Decay and the ATIC/PPB-BETS Excess
隐藏的标量场,只通过普朗克抑制的相互作用耦合到可见部分,是暗物质的候选者,因为它的寿命很长。这种标量场的衰变为这种情况提供了观测检验。我们发现,隐藏的标量场的衰减可以解释所观察到的过量的高能正电子/电子观察到的ATIC/PPB-BETS,为适当的选择的质量和真空期望值的字段。我们还表明,相同的参数选择给出了观测到的暗物质丰度。这种惊人的巧合表明,普朗克抑制的相互作用可能是观测到的宇宙射线正电子/电子过剩的原因。
2009-01-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects on searches for baryonic Dark Matter produced in $b$-hadron decays at LHCb
最近提出了一个可以同时解释宇宙中暗物质遗迹密度和物质-反物质不平衡的模型。该模型需要$b$ -强子分支分数在每千分之一的水平暗物质。$b$ -强子衰变为暗扇形重子$ψ_{\rm{DS}}$,其质量在$940$ MeV/c $^{2} \leq m(ψ_{\rm{DS}}) \leq 4430$ MeV/c $^{2}$区域.在本文中,我们讨论了LHCb实验的灵敏度,以寻找这种黑暗的重子,涵盖不同类型的拓扑结构,并给出了对LHC的1993年和4,以及拟议的第二阶段升级的前景。我们表明,LHCb实验可以覆盖整个质量范围的假设的暗重子。
2021-11-03 hep-ex hep-ph
Light Dark Matter Detection Prospects at Neutrino Experiments
我们认为,通过直接湮灭中微子的相对轻的暗物质的检测前景。我们特别关注水切伦科夫和液体闪烁中微子探测设备的检测可能性。我们发现,特别是液体闪烁体探测器可能提供良好的检测前景暗物质在4-10 GeV的质量范围。这些实验可以为DAMA/LIBRA年度调制信号提供出色的佐证检查,但在任何情况下都可能产生低质量暗物质的结果。我们确定了重要的测试的比例,电子μ中微子事件(中微子与反中微子事件),歧视背景大气中微子。此外,由μ子中微子或反中微子($R_μ$和$R_{\bar μ}$)引起的事件的分数可能会产生关于假设的暗物质湮灭分支到不同中微子口味的信息。这些结果也适用于二次和三次衰变的中微子,但探测能力会降低。
2010-04-13 hep-ex hep-ph
Discovery prospects with the Dark-photons & Axion-Like particles Interferometer
本文介绍处于设计原型阶段的DALI干涉仪,它将在泰德天文台探测25–250μeV质量的轴子暗物质,还可探测暗区光子、约束随机引力波背景,未来将在多物理领域发挥作用。
2024-03-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A Common $\sim$55 GeV Inelastic Dark Matter Origin of the LZ, Fermi-LAT, and AMS-02 Excesses and Paleo-Detector Prospects
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院紫金山天文台);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本文提出轻子恐惧非弹性暗物质模型解释LZ实验2.6σ异常,并通过多信使分析和古探测器预测为该模型提供验证途径。
2026-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Study of potential self-annihilation signal from dark matter particles in some prospective astrophysical dark matter sources
随着人们对间接探测暗物质特征的兴趣日益浓厚,本文旨在研究暗物质候选者的自湮灭信号。探测暗物质信号的方法有两方面,一方面,我们探测由暗物质粒子产生的伽马射线。另一方面,我们专注于互补的无线电特性。
2022-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Finding Sterile Neutrino Dark Matter at KATRIN
我们讨论在什么情况下,在即将到来的实验室寻找千电子伏级的无菌中微子的信号将与这些粒子是相当大的一部分或全部的暗物质兼容。在KATRIN/Tristan实验上可以访问的参数空间中,需要放宽强X射线限制,并避免暗物质的过度产生。我们讨论了推迟生产的暗物质到较低的温度,减少无菌中微子的贡献暗物质,并减少分支比的光子和活性中微子通过取消一个新的物理图。Dodelson-Widrow和Shi-Fuller两种产生无菌中微子暗物质的机制都被考虑。作为最后一个异国情调的例子,CPT违反的潜在后果进行了讨论。
2021-12-24 astro-ph.CO hep-ph
Signatures of dark Higgs boson in light fermionic dark matter scenarios
基于光(亚GeV)费米子的热暗物质场景通常需要存在一个额外的暗扇区,其中包含一个大质量的暗光子和一个暗希格斯玻色子。后者产生暗光子质量和暗扇区费米子的附加质量项。这种简单的装置在高强度加速器实验中具有丰富的现象学和光明的探测前景。我们指出,除了研究的伪狄拉克制度,该模型可以实现正确的遗物密度在三种不同的情况下,并详细检查其性质和实验前景。我们特别强调暗希格斯玻色子对探测前景和宇宙学边界的影响。
2018-07-26 hep-ex hep-ph
Prospecting bipartite Dark Matter through Gravitational Waves
本文提出由 SU(2)_L 三重态标量与单态类矢量 Dirac 费米子构成的双组分暗物质模型,发现满足暗物质约束的强一阶电弱相变区域可产生被未来空间引力波探测器观测的信号。
2025-05-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Detection Prospects for Majorana Fermion WIMPless Dark Matter
我们考虑速度依赖和速度无关的贡献自旋相关(SD)和自旋无关(SI)的核散射(包括一个循环的修正)的WIMP无暗物质,在这种情况下,暗物质候选人是马约拉纳费米子。我们发现,自旋无关的散射只产生于混合的异国情调的squarks,或从速度依赖的条款。然而(与MSSM中性伴子WIMP的情况相反),我们发现了一类不能通过SI散射检测到的模型,但可以通过SD散射在IceCube/DeepCore检测到。我们研究了大范围的马约拉纳费米子WIMP无模型参数的SI和SD检测策略的检测前景。
2011-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Revisiting the Dark Matter Interpretation of Excess Rates in Semiconductors
根据低阈值暗物质探测器的最新结果,我们重新审视了在众多直接探测实验中多次过量的共同暗物质起源的可能性,重点是半导体探测器中的过量率。我们探索的解释低阈值的热量过剩率在硅SuperCDMS低温声子探测器和锗EDELWEISS表面探测器的100 eV以上,从一个共同的,但未知的起源所产生的40 eV以上,并证明了一个兼容的适合在这两个实验中观察到的能谱,遵循指数的幂律$α= 3.43^{+0.11}_{-0.06}$。尽管这两个过剩率的标准化与质量数$A^2$的平方近似进行了有趣的缩放,但我们认为,即使考虑到奇异的凝聚态效应,通过核反冲进行的暗物质散射的共同起源的可能性也是非常不受欢迎的。尚未测量的运动学机制,这是由于在硅和锗过量的不同能量范围内给出可比较的速率所需的非物理大的暗物质速度。我们还研究了宇宙射线中子,太阳中微子和光子作为起源的非弹性核散射的可能性,并根据已知的粒子通量定量地反对这三种散射。
2022-06-03 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for Dark Matter Search at the Super c-tau Factory
该研究探讨Super c-tau Factory通过亲轻子标量和暗光子介导过程搜寻轻暗物质的前景,分析τ轻子与介导粒子协同产生过程,证实其可在4 GeV以下未排除参数空间实现有效搜寻。
2022-08-13 hep-ex hep-ph
Prospects for Axion Dark Matter Searches at LISA-like Interferometers
本文提出修改LISA-like干涉仪星间激光链路偏振态以探测axion暗物质诱导的双折射效应,利用Sagnac组合推导灵敏度,发现下一代空间干涉仪对$10^{-19} - 10^{-14}~\ ext{eV}$质量的axion-光子耦合具有高灵敏度。
2025-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for Sneutrino Dark Matter in the BLSSM
$(B-L)$超对称标准模型(BLSSM)激发了几个超越最小超对称标准模型(MSSM)的暗物质(DM)候选。我们评估的比较自然的两种模式,并讨论了潜在的检测性能的一个特定的候选人,右手(RH)sneutrino。
2018-04-25 hep-ph
Prospects for direct detection of dark matter in an effective theory approach
我们执行的第一个全面的分析的前景直接检测暗物质与未来的吨级探测器在一般的11维有效理论的isoscope暗物质-核子相互作用介导的重自旋1或自旋0粒子。该理论除了包含常见的自旋无关和自旋相关算符外,还包含了8个动量和速度相关的暗物质-核子相互作用算符。从一个杂色样本的27个基准点中选择的参数空间的理论,我们模拟独立的合成数据集吨级锗和氙探测器。从合成的数据,然后提取的边缘后验概率密度函数和轮廓似然模型参数。相关的贝叶斯可信区域和频率置信区间使我们能够评估在27个基准点直接探测暗物质的前景。首先,我们分析数据假设正确的暗物质核子相互作用类型的知识,因为它是常见的自旋无关和自旋相关的相互作用。然后,我们分析了模拟提取的暗物质-核子相互作用类型的数据直接,在标准的分析。第二种方法需要对暗物质-核子有效理论的全部11维参数空间进行广泛的探索。有趣的是,我们确定了5个方案,其中暗物质质量和暗物质-核子相互作用类型可以同时从数据中重建。我们强调直接从数据中提取暗物质核子相互作用类型的重要性,讨论了解决这个复杂的11维问题的主要挑战。
2015-07-17 astro-ph.CO hep-ph
On the Prospects for Detecting a Net Photon Circular Polarization Produced by Decaying Dark Matter
如果暗物质与标准模型粒子的相互作用是$CP$破坏的,那么暗物质湮灭/衰变可以产生具有净圆偏振的光子。我们认为,这种圆偏振的实验检测证据的前景。我们确定的暗物质与标准模型的相互作用的最佳模型,从净偏振的可检测性的角度来看,无论是对称或不对称的暗物质的情况下。我们发现,对于对称的暗物质,净极化的证据可以通过搜索银河系中心的仪器敏感的圆极化与效率加权曝光至少$50000~\text{cm}^2~\text{yr}$,提供系统的检测器的不确定性被限制在$1\%$水平。在非对称暗物质的情况下可以获得更好的灵敏度。我们讨论了使用可能的检测器技术实现所需的性能水平的前景。
2018-06-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Positron Excess, Luminous-Dark Matter Unification and Family Structure
一般认为,暗物质可能由一个或最多几个基本粒子组成。PAMELA的数据提供了一个机会之窗,让我们了解发光物质和暗物质之间可能存在的关系。与ATIC数据一起,这两个正电子过剩被解释为暗物质家族结构的反映。在一个统一的模型中,预测至少第三次增强可能出现在不同的能量。然而,增强的强度取决于族间混合角。
2009-04-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects for Detecting Supersymmetric Dark Matter at Post-LEP Benchmark Points
最近提出了一套新的超对称基准场景的上下文中的约束MSSM(CMSSM)与通用软超对称性破缺群众,考虑到从LEP,$b \to s γ$和$g_μ- 2$的约束。这些观点以前曾被用来讨论不同加速器的物理范围。在本文中,我们讨论了在这些情况下发现超对称暗物质的前景。我们考虑直接检测通过自旋无关和自旋相关的核散射,以及间接检测通过遗迹湮灭中微子,光子和正电子。我们发现,几个基准方案提供了良好的前景,通过自旋无关的核散射直接检测和间接检测通过中微子产生的太阳内部的遗迹湮灭的μ子,和一些模型提供了良好的前景检测光子遗迹湮灭在银河系中心。
2001-10-09 astro-ph hep-ex hep-ph
Prospects for indirect detection of frozen-in dark matter
我们研究观测的后果所产生的暗物质(DM)的非热起源,暗冻结从一个隐藏的部门热浴。我们假设这个热浴是由弱耦合介质粒子填充的,通过希格斯门与标准模型(SM)的相互作用产生的。然后,暗区达到内部平衡,其特征温度不同于SM光子温度。我们发现,即使DM和SM部门之间的耦合非常弱,该方案允许间接观测信号。我们展示了这些信号的预期强度如何取决于DM冻结时隐藏部门的温度。
2018-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Higgs- and Z-resonant Neutralino Dark Matter
在最小超对称标准模型中,质量分别为$m_χ\sim m_Z/2\sim 45$ GeV和$m_χ\sim m_h/2\sim 62$ GeV的中性伴子暗物质可以分别通过$Z$和Higgs共振湮灭获得热遗迹丰度$Ω_{χ_1}h^2\simeq 0.120$,同时避免了所有的电流约束.在所有其他超对称粒子和重希格斯玻色子玻色子解耦的限制下,这种情形的现象学仅由三个参数决定:比诺质量$M_1$、希格斯诺质量$μ$和$\tanβ$。在本文中,我们全面研究了寻找这种希格斯和$Z$共振中性伴子暗物质的限制和未来前景。它表明,几乎所有的参数空间的情况下,将探索补充LHC的电荷伴子和中性伴子的搜索,直接检测实验,希格斯不可见衰变搜索在ILC。
2015-10-19 hep-ex hep-ph
Direct detection prospects of dark vectors with xenon-based dark matter experiments
暗物质实验主要是在屏蔽良好的地下探测器的目标核上寻找WIMP的散射。液体闪烁体实验的结果还提供了可以被电子吸收的非常轻和非常弱耦合的粒子的精确探针。在这些程序中,我们总结了以前获得的约束长寿命的暗物质矢量粒子$V$(暗光子)在$0.01-100$千电子伏的质量范围。此外,我们提供了第一个预计的灵敏度达到即将到来的XENON1T暗物质搜索检测暗光子。
2015-10-16 hep-ph
Prospects for Heavy WIMP Dark Matter Searches at Muon Colliders
总结暗物质模型约束的图可以帮助可视化同一种实验的不同搜索之间以及不同实验之间的协同作用。在这份白皮书中,我们提出了一个更新的欧洲战略简报书情节,从对撞机搜索的角度来看,在暗物质在能源前沿(EF10)斯诺马斯专题组,从未来的对撞机设施的输入开始。我们以目前使用暗物质工作组推荐的基准模型为LHC搜索绘制的图为起点,该工作组也用于欧洲战略简报书的BSM和暗物质章节。这些图也可以作为关于暗物质互补性的跨边界讨论的起点,并且可以作为这些讨论的结果进行更新。这是一份提交给APS Snowmass流程的EF10专题组白皮书。
2022-05-20 hep-ex hep-ph
Dark matter as the source of neutrino mass: theory overview and experimental prospects
Universidad Adolfo Ibáñez(阿道夫·伊巴涅斯大学);Universitat de Valencia(瓦伦西亚大学);CSIC(西班牙国家研究委员会);INFN Cosenza(科森扎意大利国家核物理研究所);Università della Calabria(卡拉布里亚大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院);Ramakrishna Mission Residential College (Autonomous)(罗摩克里希纳传教士寄宿学院(自治))
本文探讨了暗物质作为中微子质量来源的理论框架,并分析了实验验证的前景。
2026-02-19 astro-ph.CO hep-ph
Indirect and direct detection prospect for TeV dark matter in the MSSM-9
我们调查的前景,间接和直接暗物质搜索内的最小超对称标准模型与9个参数(MSSM-9)。这九个参数包括三个高吉诺质量,希格斯,slepton和夸克质量,所有独立处理。我们进行贝叶斯蒙特卡罗扫描的参数空间考虑到所有可用的粒子物理约束,如希格斯质量为126 GeV,从直接检测实验的散射截面的上限,并假设MSSM-9提供所有的暗物质丰度通过热冻结机制。在这个框架内,我们发现两个最有可能的区域暗物质:1-TeV的类希格西诺和3-TeV的类维诺中性伴子。我们讨论了未来的间接(特别是切伦科夫望远镜阵列,CTA)和直接探测实验的前景。我们发现,对于银河系中轻微收缩的暗物质分布,这可能是由银河系中心重子坠落的影响引起的,CTA将能够探测剩余允许区域的大部分,与未来的直接探测实验,如XENON-1 T协同作用。
2015-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospective Sensitivities of Atom Interferometers to Gravitational Waves and Ultralight Dark Matter
我们调查了未来的灵敏度地面和星载原子干涉仪(AI)的宇宙和天体物理源产生的引力波(GW),超轻暗物质。讨论了地球探测器中的重力梯度噪声背景,以及星载探测器中的脉冲双星和小行星背景。我们将LIGO和LISA的灵敏度与AION陆地AI项目的100米和1公里阶段的灵敏度进行了比较,以及拟议中的AEDGE AI太空任务的两个选项,其中冷原子云位于航天器内部或外部,考虑到黑洞和中子星的合并,超新星,早期宇宙的相变,早期宇宙中的宇宙弦和量子波动可能产生了原始的黑洞。我们还回顾了AION和AEDGE探测超轻标量暗物质相干波的能力。
2021-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
A primer on problems and prospects of dark energy
这篇关于暗能量的评论是为更广泛的观众,初学者以及专家准备的。它包含了关于暗能量及其替代品的各个方面的重要注释。在牛顿宇宙学之后,我们通过启发性的论证来捕捉压力效应,这一部分使我们能够讨论宇宙加速物理学的基本特征,而不必真正求助于广义相对论的框架。在简要讨论了暗能量的观测问题之后,详细阐述了与宇宙学有关的标量场动力学的基本特征。该审查包括教学介绍的通用功能的模型的暗能量和它的可能的替代品。
2009-09-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Global analysis of the pMSSM in light of the Fermi GeV excess: prospects for the LHC Run-II and astroparticle experiments
我们提出了一个新的19维唯象最小超对称标准模型(pMSSM-19)的全局拟合,它符合暗物质间接、直接和加速器暗物质搜索的所有最新实验结果.我们证明,该模型对费米大面阵望远镜观测到的银河系中心γ射线过剩现象提供了满意的解释,并假定它是由银河系晕中的中性伴子湮灭产生的。我们确定了两个区域,通过所有的限制:第一个对应的质量~80-100 GeV的中性伴子湮灭到WW的分支比为95% ;第二个较重的中性伴子,质量~180-200 GeV的湮灭到t tbar的分支比为87%。我们表明,与银河系中心GeV过剩兼容的中性伴子将很快在LHC运行II的范围内-特别是通过搜索charginos和中性伴子,squarks和轻smuons -以及Xenon 1 T,这要归功于其对中子自旋相关截面的前所未有的敏感性。
2016-04-18 hep-ph
Note on the dark matter explanation of the ARCADE excess and AMS data
在本文中,我们表明,从AMS的正电子数据似乎排除了解释的ARCADE各向同性无线电背景过剩的自湮灭暗物质。在早期的工作中,人们发现,轻暗物质的轻子湮灭通道提供了一个很好的适合的过剩,由于同步辐射的末态粒子。然而,限制来自AMS的正电子数据的自湮灭截面现在严重约束轻自湮灭暗物质和截面低于热遗迹已经测试轻子湮灭渠道。结合这两个结果,我们的结论是,在自湮灭暗物质的无线电背景中的过量的解释被排除在外。
2014-12-18 astro-ph.CO hep-ph
Flavour, Electroweak Symmetry Breaking and Dark Matter: state of the art and future prospects
随着希格斯玻色子的发现,标准模型已经成为一个完整而全面的理论,它已经得到了无与伦比的精确度的验证,原则上可能在所有尺度上都是有效的。然而,有几个原因仍然使我们坚信应该有超越标准模型的物理学。大型强子对撞机、新的$B$工厂以及基于地球和空间的天体粒子实验等实验为我们提供了独特的机会,为我们这个领域的许多长期存在的难题找到一个连贯的框架。在这里,我们将探索希格斯玻色子物理学、味道物理学和我们所拥有的关于暗物质的实验线索之间的几个重要联系。
2015-07-17 gr-qc hep-ex hep-ph
Signatures and Detection Prospects for sub-GeV Dark Matter with Superfluid Helium
本研究探索超流氦用于亚GeV暗物质直接探测的可能,建立相关过程分析框架以确定准粒子通量,提出用NEMS振荡器等力敏器件探测的新方法并给出灵敏度预期。
2022-08-30 astro-ph.CO cond-mat.supr-con hep-ex
Prospects for detection of target-dependent annual modulation in direct dark matter searches
在直接暗物质探测实验中,地球绕太阳的自转会对预期的散射率产生年度调制。作为由暗物质粒子赋予目标核的反冲能量$E_\text{R}$的函数的年度调制预期根据检测器材料而变化。然而,对于大多数相互作用,从$E_\text{R}$到$v_\text{min}$的变量变化,暗物质粒子必须具有的最小速度将固定的$E_\text{R}$传递到目标核,产生独立于目标元素的年度调制。我们最近表明,如果暗物质-核截面包含一个不可因子化的目标和暗物质速度依赖性,年度调制作为$v_\text{min}$的函数可以是目标依赖性的。在这里,我们更广泛地研究了目标相关调制的必要条件,其可观测性在当今的实验,以及在何种程度上假定的信号可以识别一个暗物质核微分截面与非factorizable依赖于暗物质速度。
2015-12-12 astro-ph.CO hep-ph
Higgs Dark Matter in UEDs: A Good WIMP with Bad Detection Prospects
我们研究的第一个卡鲁扎-克莱因激发的希格斯玻色子在普遍额外的维度作为一个暗物质的候选人。在非极小模型中,边界定域项修正了质量谱,第一级希格斯玻色子可能是最轻的卡鲁扎-克莱因粒子,由于卡鲁扎-克莱因宇称守恒,它是稳定的。我们计算了遗迹丰度,发现它与观测到的暗物质密度一致,如果第一级希格斯玻色子的质量略高于2 TeV,不考虑共湮灭,并假设没有相对质量分裂之间的第一级卡鲁扎-克莱因模式。在共湮灭和非零质量分裂的情况下,一级希格斯玻色子的质量可以从1 TeV到4 TeV。我们还研究了在直接和间接探测实验中探测这种暗物质候选者的前景。虽然一级希格斯玻色子玻色子是一种典型的弱相互作用大质量粒子,但在任何常规实验中观测都是非常具有挑战性的。
2012-08-14 astro-ph.CO hep-ph
Comment on A dark matter interpretation of excesses in multiple direct detection experiments [arXiv:2002.06937]
在他们最近的预印本[arXiv:2002.06937]中,Kurinsky、Baxter、Kahn和Krnjaic假设了等离子体激元激发的非物理电离产率,以声称可能存在暗物质信号。基于已知的物理学,他们提出的信号是不可能的,但他们提出的检测方法值得进一步研究。
2020-02-20 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ex
Implications of the XENON1T Excess on the Dark Matter Interpretation
暗物质解释最近在XENON 1 T探测器上观察到的过量电子反冲事件似乎具有挑战性,因为它的速度不足以引起$\mathcal{O}({\rm keV})$的反冲电子。快速移动或增强的暗物质场景正在受到关注,作为对这个问题的补救措施,使暗物质解释成为解释异常的可能性。我们研究了各种情况下,这种暗物质的自旋0和1/2通过交换矢量,赝标量,或标量介质与电子相互作用。我们发现参数值不仅要再现过剩,但要与现有的界限一致。我们的研究表明,规模的质量和耦合参数的首选过剩可以主要受介质的类型,并显着提高暗物质可以解释过剩取决于介质的类型和质量的选择。本文提出的方法具有通用性,可用于暗物质直接探测实验中观测数据的解释。
2020-12-11 hep-ex hep-ph
The Diphoton and Diboson Excesses in a Left-Right Symmetric Theory of Dark Matter
我们探讨的可能性,最近报道的双光子过剩ATLAS和CMS可以容纳在一个最小的扩展左右对称模型。我们的设置是能够同时解释运行2双光子和运行1双玻色子过剩,同时提供了一个标准的热冻结出弱尺度暗物质。在这种情况下,750 GeV的中性右手希格斯三重态是造成双光子过剩的原因。这种状态与暗物质多重态的中性和带电成分的相互作用提供了产生和衰变的主要机制。这个模型的一个显著特征是在双光子通道中额外存在丢失的能量。
2016-01-07 hep-ex hep-ph
Prospects for Searching Axion-like Particle Dark Matter with Dipole, Toroidal and Wiggler Magnets
在这项工作中,我们认为搜索的暗物质的轴子或轴子状粒子(ALP)使用共振射频腔插入到偶极磁铁从粒子加速器,摆动磁铁加速器为基础的先进光源,和环形磁铁类似于粒子物理探测器中使用的。我们调查预期的灵敏度,这样的ALP暗物质探测器,并讨论工程方面的建设和调整。还简要提及由于磁性技术的改进而变得可用的甚至更强的场磁体。结论是,利用现有的磁铁进行新的实验,可以大大扩大寻找类轴子暗物质粒子的质量区域。
2011-10-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Dark Neutrino Portal to Explain MiniBooNE excess
我们提出了一个新的框架,提供了一个解释的MiniBooNE实验在费米实验室的长期过剩的类电子事件。我们提出了一个新的暗扇区包含一个暗中微子和一个暗规范玻色子,两者的质量都在几十到几百兆电子伏之间。暗中微子是通过中微子-原子核散射产生的,然后衰变为暗规范玻色子,这反过来又产生了类似电子的事件。这种机制提供了一个很好的适合MiniBooNE能谱和角分布。
2019-01-21 hep-ex hep-ph
Detection prospects of singlet fermionic dark matter
单态费米子只与一个新的单态标量相互作用,这提供了一个可行的和最小的方案,可以解释暗物质。单态费米子是暗物质粒子,而新的标量与希格斯玻色子混合,提供了暗物质部门和标准模型之间的联系。在本文中,我们提出了一个更新的分析,这个模型的重点是它的检测前景。这两种情况下,宇称守恒的情况下,最一般的情况下被认为是。首先对模型的全参数空间进行分析,得到与暗物质约束相容的区域并进行特征化。然后,考虑到当前和未来的直接检测实验的影响。具体来说,我们确定目前被排除的多维参数空间的区域和下一代实验将要探测的区域。最后,间接探测的前景进行了讨论和预期的信号在中微子望远镜的计算。
2013-08-19 hep-ph
Detection Prospects of Dark Matter in Einstein Telescope
本文改进了暗物质撞击装有引力波探测干涉仪的反射镜表面所引起的弹性运动的计算。我们关注的是在欧洲第三代引力波探测器--爱因斯坦望远镜上发现这种暗物质信号的潜力。通过考虑反射镜的厚度,预测了高频干涉仪灵敏区的多个共振。当暗物质的质量超过几个PeV或被高度提升时,信噪比可能超过1,爱因斯坦望远镜应该即将检测到这种暗物质信号。
2021-11-22 astro-ph.IM hep-ph
A Dark Matter Interpretation of Excesses in Multiple Direct Detection Experiments
我们提出了一个新的统一的解释,在几个暗物质直接检测实验中观察到的过量事件率,利用单电子阈值半导体探测器。尽管它们的位置、曝光、读出技术、探测器组成和操作深度不同,但这些实验都观察到$\sim$ 10 Hz/kg的统计学显著的过量事件率。然而,这些持续的过量还没有被报告为暗物质信号,因为单独地,每一个都可以归因于不同的动机良好但未建模的背景,并且放在一起,它们不能用暗物质粒子弹性散射探测器核或电子来解释。我们表明,这些结果可以调和,如果半导体探测器看到一个集体的非弹性过程,与激发等离子体激元一致。我们进一步表明,等离子体激元激发可能会出现在两个引人注目的暗物质的情况下,这两个都可以解释现有的信号过剩率在锗,至少在数量级水平,在几个单电子阈值探测器。至少有一种情况下,也产生正确的文物密度从热冻结。这两种暗物质场景都激发了人们对最近实验中暗物质-电子散射的标准解释的彻底重新思考。
2020-03-24 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ex