Composite Dark Matter and Puzzles of Dark Matter Searches
DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中暗物质搜索的积极结果，与其他小组的结果放在一起，可能意味着宇宙学暗物质的非平凡粒子物理解决方案。带-2电荷的稳定粒子，在O-氦“原子”（OHe）中与原始氦结合，代表了暗物质的一种特定的比冷的核相互作用形式。在地球物质中OHe的速度变慢，因此在低温实验中直接探测地下暗物质的方法是难以实现的。然而，在DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验中，Na和I核对OHe的辐射俘获会导致能量释放在2-5 keV区间内的年变化。
2010-03-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: II. scalar, vector and spin-3/2 dark matter
通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了标量、矢量和自旋3/2暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件.采用模型无关的方法，构造了6维的一般4粒子算符，研究了暗物质与标准模型粒子的有效相互作用.我们发现，从不同的实验的约束是互补的。这些约束条件之间的比较可能会排除一些有效的暗物质模型，并限制其他一些参数。与自旋无关的直接探测对某些算子有很强的约束，而反质子到质子数据的间接探测在某些情况下比直接探测或轻暗物质（其质量小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。自旋为3/2的暗物质的一些运营商的约束被证明是类似的狄拉克费米子暗物质的类似运营商。目前的暗物质直接和间接搜索实验中仍有一些操作员不敏感。
2012-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Focusing of Wave Dark Matter
一个巨大的天体使局部的暗物质分布变形，导致局部的暗物质密度过高。这种现象通常被称为引力聚焦。在太阳系中，由于太阳的引力聚焦导致地面实验中暗物质信号的调制。我们考虑质量小于10 eV的轻玻色暗物质的引力聚焦。这种暗物质候选者的波动性质导致了局部超密度和光谱中的独特特征，这两者都可以通过实验相关。我们提供了一个形式主义，捕捉引力聚焦和波暗物质的随机性，特别注意粒子暗物质的相似性和差异。当暗物质的德布罗意波长变得与系统的大小相当或小于系统的大小时，和/或当暗物质的速度色散足够小时，观察到密度对比度和光谱中的独特图案。虽然引力聚焦效应对于松弛的晕暗物质成分通常保持在百分之几的水平，但对于暗物质子结构，它们可能要大得多。有几个动机良好的暗物质子结构，我们调查如何每个子结构响应太阳的引力势。讨论了波动暗物质与粒子暗物质行为相似的极限。
2022-04-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dark Matter Deficient Galaxies as Probes of Dark Matter
Vanderbilt University（范德堡大学）；Harvard University（哈佛大学）
该研究提出暗物质-重子可分离性条件，利用暗物质缺失星系约束晚期暗物质相互作用、耗散及暗物质晕稳定性，补充宇宙学与实验室探针。
2026-07-30 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Unified description of dark energy and dark matter in mimetic matter model
宇宙学中暗物质和暗能量的存在被各种观测所暗示，然而，它们仍然不清楚，因为它们还没有被直接探测到。本文提出了一个暗能量和暗物质的统一模型，该模型可以解释宇宙在暴胀时代以后的演化历史、物质密度差增长率函数的时间演化、螺旋星系的平坦自转曲线以及太阳系的引力实验。
2016-10-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dynamical Dark Matter: II. An Explicit Model
在最近的一篇论文（arXiv：1106.4546）中，我们介绍了“动态暗物质”，这是一个新的暗物质物理学框架，并概述了其基本理论原理和现象学可能性。与大多数传统的暗物质问题的方法，假设存在一个或多个稳定的暗物质粒子，我们的动态暗物质框架的特点是，稳定性的要求被取代的宇宙学丰度和寿命之间的微妙的平衡，在一个巨大的合奏个别暗物质组件。因此，这种设置共同产生了随时间变化的宇宙学暗物质丰度，不同的暗物质成分可以在整个当前时期相互作用和衰变。虽然我们以前的文件的目标是介绍这个框架的广泛的理论方面，目前的文件的目的是提供一个明确的动力学暗物质模型，并证明该模型满足所有的对撞机，天体物理和宇宙学的约束。因此，本文的结果构成了我们的整体动态暗物质框架的现象学可行性的“存在证明”，并表明动态暗物质确实是一个可行的替代传统的暗物质物理学的范式。因此，动力学暗物质必须与其他研究暗物质问题的方法一起考虑，特别是在涉及大额外维度或弦论的情况下，其中存在大量在标准模型对称性下是中性的粒子。
2012-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A model of light dark matter and dark radiation
我们提出了一个暗物质和暗辐射的模型，基于强耦合的暗${\rm SU}(5)$规范理论与基本和十重态暗夸克。该模型支持轻暗重子，尊重手征对称性，这是电中性的，但具有电磁形状因子，也是一个轻暗轴子。由于暗重子与标准模型粒子的耦合与禁闭尺度的平方成反比，暗重子会变成热的暗物质或冷的暗物质，这取决于暗物质的禁闭时间。对于禁闭尺度$Λ\sim 10-10^3~{\rm GeV}$，质量约为$ 1~{\rm GeV}-1~{\rm MeV}$的暗重子变成自然小磁矩的冷暗物质，并给出正确的残余丰度。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Testing Modified Dark Matter with Galaxy Clusters: Does Dark Matter know about the Cosmological Constant?
我们讨论的可能性，冷暗物质的质量分布包含信息的宇宙学常数，这样的信息约束冷暗物质（CDM）的性质。我们称这种方法为修正的暗物质（MDM）。特别是，我们研究的能力MDM解释观测到的质量分布的13个星系团。从引力热力学的一般参数，我们提供了一个理论上的理由，我们的MDM质量配置文件，并成功地比较它的NFW质量配置文件在集群和星系尺度。我们的研究结果表明，CDM质量分布确实包含信息的宇宙学常数在一个非平凡的方式。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the interaction strength between dark matter and visible matter: I. fermionic dark matter
本文通过对暗物质遗迹密度的观测、CDMS和XENON的直接探测实验以及PAMELA对反质子质子比的间接探测，研究了暗物质与标准模型粒子相互作用的约束条件。通过构造暗物质与标准模型粒子之间的有效相互作用算符，采用了与模型无关的研究方法。研究了最一般的4-费米子算符。我们发现，来自不同观测的约束是互补的。特别是自旋无关散射给出了非常强的约束相应的运营商。在某些情况下，反质子到质子数据的间接探测实际上比直接探测或轻暗物质（小于70 GeV）的遗迹密度更灵敏。
2011-09-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Celestial Objects as Dark Matter Colliders
本研究探索银河系中心附近中子星通过暗物质-核子相互作用积累暗物质并产生中微子信号，结合实验限制在简化模型中建立截面约束，为暗物质与天体相互作用提供新见解。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for dark matter in X-rays: how not to check the dark matter origin of a spectral feature
在最近题为“在X射线中寻找暗物质：如何检查光谱特征的暗物质起源”的预印本[arXiv：1001.0644v1]中，作者声称，一些存档的X射线数据可以用来排除暗物质在20 sigma水平上以5 keV无菌中微子的形式存在。不幸的是，极限推导得不正确。我们指出这种分析的缺点，并表明，与5千电子伏的无菌中微子的光谱特征相一致的试探性检测与现有的限制并不矛盾。未来对矮球状星系的观测将验证这一假设。
2010-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Signatures of Self-Interacting Dark Matter in the Matter Power Spectrum and the CMB
我们考虑一个自相互作用的暗物质模型，在这个模型中，介导自相互作用的大质量暗光子衰变为亮暗费米子，以避免宇宙的过度封闭。我们发现，如果该模型被约束，以解释暗物质晕推断的螺旋星系和星系团同时，有一个强有力的迹象表明，暗物质产生不对称的早期宇宙。这也意味着暗辐射的存在，后期动力学解耦的暗物质，和抑制的线性功率谱由于暗声阻尼。Lyman- $α$森林功率谱测量对阻尼尺度提出了一个很强的上限，模型几乎没有减少卫星星系丰度的空间。未来在物质功率谱和宇宙微波背景中的观测，再加上星系晕中自相互作用的影响，使得即使在传统的暗物质搜索信号不存在的情况下，也有可能测量暗扇区粒子的规范耦合和质量。
2018-07-02 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Analyzing Planar Galactic Halo Distributions with Fuzzy/Cold Dark Matter Models
我们进行了模糊暗物质模型和冷暗物质模型之间的数值比较，侧重于大质量星系周围的卫星星系平面的形成。这样的星系动力学与控制的初始subhalo配置使用GADGET 2的冷暗物质和PyUltraLight的模糊暗物质，分别进行了研究。我们证明，卫星星系的模糊暗物质侧有一种倾向，形成更多的扁平和共转的卫星系统比在冷的暗物质侧，主要是由于耗散的引力冷却效应的模糊暗物质。我们的模拟与模糊的暗物质通常显示的卫星星系平面的短轴长轴比$c/a$是$0.21 \sim 0.30$，这很好地匹配目前观测值的银河系。
2022-12-07 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Assessment of Dark Matter Models Using Dark Matter Correlations across Dwarf Spheroidal Galaxies
预测的暗物质子结构在千秒差距尺度的大小是依赖于模型。因此，如果通过观测测量出暗物质质量密度之间的相关性作为它们之间距离的函数，我们就可以仔细研究暗物质的情况。在本文中，我们提出了一个评估程序的暗物质的情况。首先，我们使用盖亚的数据来推断在天炉座矮球状星系的恒星的单体相空间密度。后者与Jeans方程一起，在使用泊松方程消除引力势之后，揭示了暗物质的质量密度作为其在星系中位置的函数。我们推导出了暗物质质量密度之间的相关性，作为它们之间距离的函数。未观察到统计学显著相关性。其次，为了与标准冷暗物质进行比较，我们还计算了Eagle流体动力学模拟的小晕中暗物质质量密度之间的相关性。我们表明，从模拟和盖亚的相关性是一致的。第三，我们表明，盖亚观测可以用来限制参数空间的金兹伯格-朗道统计场论的暗物质质量密度和随后收缩的参数空间的任何暗物质模型。作为两个例子，我们展示了如何留下限制（i）一个经典的气体暗物质和（ii）超流暗物质。
2022-08-01 astro-ph.CO astro-ph.GA cond-mat.other
Dark sector unifications: dark matter-phantom energy, dark matter -- constant $w$ dark energy, dark matter-dark energy-dark matter
本文提出了一种新的方法，统一的暗物质和暗能量的宇宙流体。介绍了一个模型，其中宇宙流体声速平方被定义为状态方程（EoS）参数的函数。它示出了如何对数的一部分，这个函数的结果在动力学制度以前没有观察到的宇宙流体模型。结果表明，在一个特定的动力学制度的模型表现为统一的暗物质和幻影暗能量。此外，它表明，该模型可以描述暗物质-暗能量统一，其中暗能量渐近行为的暗能量与一个常数EoS参数大于-1。在特定的参数范围内，统一流体模型也再现了类似于$Λ$ CDM模型的全局扩展，其中流体声速对于小的标度因子值为零，并且对于大的标度因子值为小的，甚至为零。最后，它显示了如何该模型可能有助于描述宇宙流体暗物质-暗能量-暗物质统一。得到了产生这种瞬态暗能量行为的模型参数的物理约束。
2019-08-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Electroweak Axion as the Fuzzy Dark Matter -- A Proposal for the Mixed Fuzzy and Cold Dark Matters
电弱轴子与质量为$m\simeq 10^{-20}$ -- $10^{-19}\,{\rm eV}$的模糊暗物质相同。该模型预测了暗物质的两种成分，一种是超轻物质，另一种是类似WIMP的物质。预言了模糊暗物质与光子之间的Chern-Simons型相互作用和质子的$B+L$破缺衰变。
2022-11-29 astro-ph.CO 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
Quintessence Dark Matter
针对观测提示的动力学暗物质及其与动力学暗能量共存信号，本文提出精质暗物质模型解释暗物质的宇宙时间演化，并指出指数精质可能是其起源。
2025-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Impact of semi-annihilations on dark matter phenomenology - an example of Z_N symmetric scalar dark matter
本文研究了半湮灭x_i x_j <->x_k X（其中x_i为任意暗物质，X为任意标准模型粒子）对暗物质唯象的影响.我们建立了一个包含一个额外的双重态和一个复杂的单重态的最小标量暗物质模型，预测了不同离散阿贝尔对称性Z_N，N>2下具有半湮灭过程的非平凡暗物质现象。我们实现了两个这样的例子模型与Z_3和Z_4对称的micrOMEGA和工作的现象。我们发现，这两个半湮灭和湮灭只涉及粒子从两个不同的暗物质部门显着修改这种类型的模型中的暗物质遗迹丰度。我们还研究了在这些模型中在XENON 100中直接检测暗物质的可能性。
2012-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Light Dark Photon Dark Matter from Inflation
讨论了暗光子场与暴胀子耦合产生亮暗光子暗物质的可能性。在暴胀过程中，暴胀子的运动有效地产生了大波长的暗光子，并在物质辐射相等之前变为非相对论性的。我们用分析的方法计算产量.正确的遗迹丰度是通过暗光子质量向下延伸到$10^{-21} \, \rm eV$来实现的。
2020-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Linear scale bounds on dark matter--dark radiation interactions and connection with the small scale crisis of cold dark matter
现代宇宙学中的一个悬而未决的问题是冷暗物质范式的小尺度危机。越来越多的注意力最近致力于自相互作用的暗物质模型作为一个可能的答案。然而，解决所谓的“失踪卫星”问题还需要存在额外的相对论性粒子（称为暗辐射），与早期宇宙中的暗物质散射。在这里，我们调查的影响，不同的理论模型设计的暗物质暗辐射相互作用的大尺度宇宙学观测。我们使用宇宙微波背景数据，把约束的暗辐射成分和它的耦合到暗物质。我们发现，数据所允许的耦合值意味着一个截止尺度的晕质量函数与银河系中的卫星观测相匹配。
2017-06-26 astro-ph.CO hep-ph
A dark matter scaling relation from mirror dark matter
镜像暗物质和其他类似的耗散暗物质候选者需要一个能量源来稳定螺旋星系中的暗物质晕。以前曾有人提出，普通超新星可能提供所需的能量。通过将超新星提供给晕的能量与辐射冷却损失的能量相匹配，我们在这里导出了一个粗略的标度关系$R_{SN} \propto ρ_0 r_0^2$（$R_{SN}$是超新星速率，$ρ_0, \ r_0$是暗物质中心密度和核心半径）。这种关系与从晕质量大于$3\times 10^{11} M_\odot$的螺旋星系的研究中推断出的暗物质特性是一致的。我们推测，其他观测到的星系的星系团可能会解释这种耗散的暗物质的框架内。
2013-12-26 astro-ph.CO hep-ph
Stimulated Emission of Dark Matter Axion from Condensed Matter Excitations
我们讨论了探测星系晕中暗物质轴子的一种可能原理。如果轴子构成银河系中的凝聚体，那么来自凝聚体中的一种激发的轴子的受激发射是可以检测到的。我们提供了暗物质发射的一般机制，并作为一个具体的例子，暗物质轴子的发射从磁涡弦在第二类超导体的研究与可能的实验签名。
2017-01-27 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
A New Direction in Dark-Matter Complementarity: Dark-Matter Decay as a Complementary Probe of Multi-Component Dark Sectors
在暗物质的单组分理论中，暗物质产生、湮灭和散射的$2\to 2$振幅可以通过各种交叉对称性相互关联。这些交叉关系是著名的互补性的核心，而互补性是现有不同暗物质搜索技术和策略的基础。相比之下，在暗物质的多组分理论中，可能有许多不同质量的不同暗物质组分。这就为暗物质的互补性开辟了一个新的“对角线”方向：暗物质从较重的成分衰变到较轻的暗物质成分的可能性。在这项工作中，我们讨论了这个新的方向可能与其他相关，并表明，增强互补性出现可以是一个重要的成分，在探测和约束参数空间的这种模型。
2015-02-13 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark matter in a bouncing universe
我们研究了弹跳宇宙中暗物质产生的新场景，其中暗物质在收缩和膨胀阶段完全脱离平衡产生。我们探讨了利用暗物质作为跳跃宇宙探测器的可能性，重点研究了跳跃宇宙的临界温度与当前暗物质遗迹丰度之间的关系。
2014-11-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The effect of hydrodynamical simulation inspired dark matter velocity profile on directional detection of dark matter
定向探测是探测暗物质的重要途径。这些实验的输入是暗物质的速度分布。最近的流体动力学模拟表明，暗物质速度分布与标准光环模型有很大不同。我们研究的影响，这些更新的速度分布在暗物质定向探测实验。我们计算的事件所需的比率，以确认的前向后不对称性和最大反冲率的环的存在，使用不同的暗物质速度分布的$^{19}$ F和ESTA目标。我们表明，使用更新的暗物质速度剖面，前向后不对称性和最大反冲率的环可以确认使用的$\sim$ 2 - 3少的事件相比，使用标准Halo模型的一个因素。
2018-02-08 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ex
Detecting Dark Matter with Imploding Pulsars in the Galactic Center
在银河系的星系中心观测到的古老的毫秒星的缺乏可能是暗物质积累并摧毁中子星的结果。在高暗物质密度的区域，聚集在脉冲星中的暗物质可以超过史瓦西极限，坍缩成一个出生的黑洞，摧毁脉冲星。我们研究什么样的暗物质模型与这一假设是一致的，并找到参数空间区域的暗物质积累可以显着降低银河系中心内的中子星人口，同时保持一致的观测老毫秒恒星在球状星团和太阳附近的位置。我们确定了什么样的暗物质耦合和质量可能会导致银河系中心的年轻脉冲星意外熄灭。最后，我们发现脉冲星坍缩年龄与暗物质密度成反比，与暗物质速度色散成线性关系。这意味着脉冲星的最大年龄在空间上依赖于银河系暗物质晕内的位置。反过来，这种脉冲星年龄的空间依赖性将是暗物质模型依赖性。
2014-10-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Cosmological Dark Matter: a Review (the April Fool Edition)
在过去的几十年里，关于暗物质的存在和性质的证据不断积累。根据候选粒子的不同，暗物质可以呈现出几种宇宙学定义的模型之一：热暗物质、冷暗物质、暖暗物质、自相互作用暗物质和模糊暗物质。在本文中，我回顾了这些模型的相关性和地位，是否有可能为一个以上的这些模型，每个构成的暗物质的一部分，并讨论了确定这些模型中的任何一个是否可以成功地描述我们自己的宇宙的属性和演化的前景。
2020-04-09 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological constraints on the velocity-dependent baryon-dark matter coupling
利用普朗克微波宇宙微波背景辐射（CMB）和斯隆数字巡天（SDSS）Lyman- $α$ forest数据，给出了MeV以下暗物质质量的重子-暗物质相互作用截面的宇宙学约束.为了探索暗物质质量$m_χ\lesssim 1$ MeV的暗物质的自由流效应可以抑制可观察到的小尺度密度波动，除了存在重子-暗物质耦合的声振荡阻尼，我们应用类似于传统的暖暗物质的近似处理暗物质的自由流。我们还证明了重子-暗物质横截面边界的质量依赖性（对于暗物质质量下降到$m_χ \sim 5~{\rm keV}$），相反，暗物质质量独立的横截面约束的光暗物质在以前的文献中声称的MeV尺度以下。
2019-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter directional detection in non-relativistic effective theories
我们将暗物质定向探测的形式推广到任意的单体暗物质-核子相互作用。新的理论框架推广了目前所使用的理论框架，该框架仅基于两种类型的暗物质-核子相互作用。它包括14个暗物质-核子相互作用算符，8个同位素相关的核响应函数，以及暗物质速度分布前2阶矩的Radon变换。利用最近通过数值原子核结构计算得到的核响应函数，计算了由CF $_4$、CS $_2$和$^{3}$ He构成的暗物质定向探测器对14个暗物质-核子相互作用的反冲能谱.我们突出了新的功能，提出的理论框架，并提出了我们的球形暗物质晕和流的暗物质粒子的结果。该研究为暗物质定向探测实验的模型无关分析奠定了基础。
2015-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric WIMP dark matter
在现有的具有全局对称性的暗物质模型中，暗物质的残余丰度要么等于反暗物质（热WIMP）的残余丰度，要么大得多，基本上没有剩余的反暗物质（非对称暗物质）。通过探索耦合的暗物质和反暗物质玻尔兹曼方程的原始不对称性的后果，我们发现在这两个极端之间插值的参数空间的大区域。有趣的是，这种新的非对称WIMP框架可以容纳广泛的暗物质质量和湮灭截面。现今的暗物质数量通常是不对称的，但这种不对称性很弱，以至于暗物质湮灭的间接信号没有被完全抑制。我们将我们的结果应用于现有模型，并指出即将到来的直接检测实验将限制相关参数空间的大范围。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Dark Energy and the Nature of the Graviton
暗能量的存在是否意味着引力子的存在比我们认为的要多？
2003-09-02 astro-ph hep-ph hep-th
Asymmetric Dark Matter from Leptogenesis
我们提出了一种新的实现的非对称暗物质，其中的暗物质和轻子的不对称性同时产生通过两个部门leptogenesis。右手中微子既与标准模型耦合，又与暗物质所在的隐藏扇区耦合。这个框架同时解释了轻子不对称性、暗物质丰度和中微子质量。与以前实现的不对称暗物质，该模型允许范围广泛的暗物质质量，从千电子伏到10 TeV。特别是，非常轻的暗物质可以在不违反实验限制的情况下被容纳。我们讨论了我们的模型，突出有趣的现象学的可能性的几个变种。其中之一是，晚期衰变重新填充了对称的暗物质成分，提供了一种新的机制，可以在当前时期产生大的湮灭率，并允许混合的暖/冷暗物质。在第二种情况下，暗物质与活跃的中微子混合，从而提出了一种独特的方法，通过稀薄生成来填充无菌中微子暗物质。在后期，振荡和暗物质衰变导致有趣的间接探测信号。
2011-02-14 astro-ph.CO hep-ph
Directional Direct Detection of MeV Scale Boosted Dark Matter in Two Component Dark Matter Scenario via Dark Photon Interaction
本研究针对双组分暗物质模型中较重暗物质湮灭产生的MeV尺度助推轻暗物质，探索定向直接探测（如核乳胶探测器NEWSdm）的有效性，聚焦质子、碳等轻核靶，为探测常规方法无法覆盖的低质量暗物质参数空间提供新途径。
2025-04-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A comprehensive analysis of the dark matter direct detection experiments in the mirror dark matter framework
镜像暗物质提供了一个框架来解释现有的暗物质直接探测实验。在这里，我们面对这个理论与最新的实验数据，注意各种已知的系统的不确定性，在淬火因子，探测器分辨率，银河系的旋转速度和速度色散。我们进行了详细的分析DAMA和CoGeNT实验假设一个可以忽略不计的通道分数，并发现数据可以完全解释内的镜像暗物质的框架。我们还表明，镜像暗物质候选人可以解释最近的数据从CDMS/Ge，EdelweissII和CRESSTII实验，我们指出的方法，在不久的将来，该理论可以进一步测试。
2010-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Derivative Portal Dark Matter
Guangdong Ocean University（广东海洋大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）
导数portal暗物质通过质量媒介与标准模型以导数形式耦合，可规避直接探测限制并自然解释 relic 密度观测。
2026-01-24 hep-ph hep-th
Interacting Dark Matter disguised as Warm Dark Matter
我们探讨了暗物质-光子相互作用对结构形成的影响，重点是宇宙学扰动的演化，并进行了分析和数值研究。我们计算了这类模型中的宇宙微波背景各向异性和物质功率谱。我们发现，作为主要的结果，当暗物质和光子耦合，暗物质扰动可以经历一个新的阻尼制度，除了通常的碰撞丝绸阻尼效应。这种暗物质粒子（具有相当大的光子相互作用）的行为就像冷暗物质或暖暗物质的宇宙微波背景各向异性或物质功率谱而言，分别。这些暗物质-光子相互作用在这两个光谱上都留下了足够小尺度的特定印记，这可能允许对可接受的光子-暗物质相互作用施加新的限制。在保守的假设下，10^12 M_sol星系的丰度是由冷暗物质正确给出的，并且没有任何关于较小天体丰度的知识，我们得到了暗物质-光子截面与暗物质质量之比的极限：sigma_{gamma-DM} / m_DM < 10^-6 sigma_Thomson / 100 GeV \sim 6 * 10^-33 cm ^2 GeV^-1。
2002-09-11 astro-ph hep-ph hep-th
Light Dark Matter and Dark Radiation
轻暗物质（$M\leq20$ MeV）粒子在中微子退耦后冻结。如果暗物质粒子耦合到中微子或电磁等离子体，暗物质湮灭产生的后期熵可以改变中微子与光子的温度比，并同样改变中微子的有效数量$N_{eff}$。我们研究了暗物质湮灭对$N_{eff}$的非平衡效应，并在热平衡近似下研究了这种效应。这两个结果都受到普朗克观测的约束。我们证明了非平衡态下的暗物质湮灭过程对暗物质质量的下限和附加辐射粒子存在的可能性有更强的约束。
2016-02-16 astro-ph.HE hep-ph
Electroweak Symmetric Dark Matter Balls
在具有守恒暗物质数的简单Higgs-portal暗物质模型中，我们证明了暗物质存在非拓扑孤子态.这种状态的每暗物质数的能量比自由粒子状态小，并且其内部在电弱对称真空中。它可能产生于早期宇宙的一级电弱相变，并贡献了大部分的暗物质。这种电弱对称暗物质球是一种新的宏观暗物质候选者，其能量密度为电弱尺度，质量为1克或以上。由于它的电弱对称内部，暗物质球具有一个大的几何散射截面的核子或核。利用Xenon 1 T、BOREXINO和JUNO等大尺寸探测器进行的暗物质和中微子实验具有发现电弱对称暗物质球的巨大潜力。我们还讨论了暗物质球和普通物质束缚态的形成。
2019-06-25 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutron stars with spin polarized self-interacting dark matter
暗物质是宇宙的重要组成部分，它可以影响中子星中的可见物质。暗物质的一个重要物理特征是由于暗物质粒子的自旋。本文应用中子星物质的分段多方状态方程和自旋极化自相互作用暗物质的状态方程，研究了自旋极化自相互作用暗物质对中子星结构的影响.考虑了不同暗物质自旋极化和暗物质粒子相互作用值的中子星物质和暗物质部分的行为。此外，我们提出的价值的引力红移的这些恒星在不同的情况下，自旋极化和自相互作用的暗物质。
2018-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Signals of dark matter in a supersymmetric two dark matter model
超对称辐射中微子质量模型通常有两种暗物质候选者。一个是通常最轻的中性粒子与奇R宇称，另一个是一个新的中性粒子，其稳定性是由一个离散的对称性，禁止树级中微子汤川耦合保证。如果它们的遗迹丰度是可比的，那么暗物质现象学可能与最小超对称标准模型（MSSM）有很大不同。我们在具有守恒R宇称和反常效应弱破缺的$Z_2$对称性的超对称辐射中微子质量模型中研究了这一问题。这个新的$Z_2$的奇宇称的第二个暗物质是亚稳态的，并衰变为中性伴子暗物质。与这种衰变相关的带电粒子和光子会导致偏离预期的宇宙射线背景。直接寻找中性伴暗物质也有望显示出与MSSM不同的特征，因为遗迹丰度不仅仅由中性伴暗物质组成。通过对这些信号的定量分析，我们讨论了该模型中暗物质的性质。
2011-06-16 astro-ph.HE hep-ph
Effects of Bound States on Dark Matter Annihilation
我们研究了束缚态的形成对暗物质湮灭率的影响，在模型中，暗物质通过光介质，暗光子相互作用。我们导出了辐射俘获到所有可能束缚态的一般截面，并指出它对暗物质速度和暗光子质量的非平凡依赖性。对于间接探测，我们的研究结果表明，暗物质湮灭内的束缚态可以发挥重要作用，在提高信号率超过直接暗物质湮灭索末菲增强率。当暗光子质量小于星系中暗物质的典型动量时，这种效应在大的暗规范耦合下最强。作为一个例子，我们表明，热暗物质的费米伽马射线约束大幅增加，一旦考虑到束缚态效应。我们还发现，束缚态效应是不重要的暗物质湮灭在冻结和重组的时代。
2016-04-06 astro-ph.HE hep-ph
Quark stars admixed with dark matter
通过求解两种流体的Tolman-Oppenheimer-Schmidoff方程，研究了由无质量夸克物质和费米暗物质组成的致密星.通过引入暗物质粒子间的费米子相互作用，进一步研究了暗物质。通过得到夸克物质粒子、自相互作用和自由暗物质粒子组成的恒星的质量-半径关系，探讨了它们的性质。确定了这种致密恒星的稳定区域，并证明了这种恒星的最大稳定总质量随暗物质分数的增加近似线性地减小。
2015-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Theoretical bounds on dark matter masses
在这封信中，我们表明量子引力导致暗物质候选者的质量上下限。这些界限取决于暗物质候选者的自旋和暗物质扇区中相互作用的性质。例如，对于单重标量暗物质，我们发现质量范围为$10^{-3}{\rm eV} \lesssim m_ϕ\lesssim 10^{7}{\rm eV}$。下限来自第五种力类型相互作用的限制，上限来自暗物质候选者的寿命。
2021-01-05 hep-ph hep-th
Effective description of dark matter self-interactions in small dark matter haloes
自相互作用的暗物质可能具有惊人的天体物理学特征，例如在合并的星系团中星系和暗物质之间可观察到的偏移。数值N体模拟用于预测这些观测值，通常将星系视为无碰撞的测试粒子，这是一个值得怀疑的假设，因为每个星系都嵌入在自己的暗物质晕中。为了使一个更准确的治疗，我们开发了一个有效的描述小暗物质晕考虑到两个主要的影响，由于暗物质自散射：减速和蒸发。我们指出，自散射可以有相当大的影响，星系的轨迹，减少星系和暗物质合并集群之间的分离。这种效应敏感地依赖于底层粒子物理，特别是自散射截面的角度依赖性，并且不能单独从动量传递截面预测。
2020-09-10 astro-ph.CO hep-ph
The impact of the phase-space density on the indirect detection of dark matter
我们研究的间接检测的暗物质时，当地的暗物质的速度分布依赖于位置，预期的银河系及其矮球状卫星，和湮灭截面是不纯粹的s波。使用相空间分布一致的暗物质密度分布，我们目前的宇宙和伽马射线通量的估计从暗物质湮灭。对间接检测暗物质的期望可能与通常的计算有显着不同，通常的计算假设暗物质粒子的速度遵循麦克斯韦-波尔兹曼分布。
2013-06-27 astro-ph.HE hep-ph
A dark matter hail: Detecting macroscopic dark matter with asteroids, planetary rings, and craters
本文研究宏观暗物质与太阳系小天体的相互作用，通过分析其对小行星、行星环和类地天体的破坏、蒸发及陨石坑效应，在先前未约束的暗物质参数空间上设置了新的竞争性界限。
2025-08-21 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Originally Asymmetric Dark Matter
我们提出了一个费米子暗物质的方案，其中的暗物质粒子曾经是狄拉克费米子，但它采取的形式马约拉纳费米子在较晚的时间。当暗物质是狄拉克费米子时，暗物质的残留数密度由通过与稀薄发生相同的机制产生的暗物质不对称性决定。在有效的暗物质湮灭过程冻结之后，标量场发生相变，并产生马约拉纳质量项，将暗物质粒子变成马约拉纳费米子。为了详细描述这种情况，我们提出了两个简单的模型。第一种是基于标准模型（SM）规范群和暗物质起源于$SU(2)_L$二重态狄拉克费米子，类似于超对称模型中的类希格斯诺中性伴子。我们估计了这种晚期Majorana暗物质与质子的自旋独立/依赖弹性散射截面，并发现了在不久的将来通过直接和/或间接暗物质搜索实验发现它的可能性.第二个模型是基于$B-L$规范扩展的SM，其中的暗物质是SM单线态。虽然这个模型类似于所谓的希格斯门暗物质场景，但自旋无关的弹性散射截面可以足够大，以在未来的实验中检测到这种暗物质。
2012-09-28 astro-ph.CO hep-ph
Spin-Dependent Light Dark Matter Constraints from Mediators
针对自旋无关的暗物质散射，人们提出了一系列轻暗物质直接探测实验。为了做到详尽无遗，在WIMP窗口中研究的非标准特征，包括自旋相关的暗物质散射，也需要在光暗物质参数空间中进行研究。在这项工作中，我们促进这方面的努力，推导出间接限制子GeV自旋相关的暗物质通过地球和天体物理的限制调解这种散射的力量。
2019-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Decay of multiple dark matter particles to dark radiation in different epochs does not alleviate the Hubble tension
衰变的冷暗物质（CDM）被认为是解决哈勃膨胀率和物质聚集之间紧张关系的一种机制。然而，宇宙微波背景（CMB）的偏振测量严重限制了暗物质在重组前的衰变比例，而大尺度结构对CMB各向异性的透镜效应对暗物质在重组后的衰变有很强的限制。总之，这些限制使得用衰减的暗物质来解释哈勃张力不太可能。针对这种情况，我们研究了一个暗物质系综与CDM粒子衰变成自由流动的暗辐射在不同的时代，可以缓解这个问题。我们发现它没有。
2022-04-25 astro-ph.CO hep-ph
Astrophysical Constraints on Dark Matter
天体物理学为暗物质的存在提供了证据，并对其性质提出了限制。冷暗物质模型已经成为“标准”宇宙学与宇宙学常数的结合。有迹象表明，“冷”的暗物质可能比最初讨论的“热”。本文综述了暗物质冷/暖性质的主要信息。
2011-10-13 astro-ph.CO hep-ph
Superheavy dark matter and IceCube neutrino signals:bounds on decaying dark matter
超重暗物质可能会在地球上探测到的高能中微子信号中显示出它的存在。从冰立方的最新结果来看，我们可以在$10^{28} {\rm sec}$附近设定超过100 TeV的暗物质寿命的最强下限。PeV周围的过量被注意到，并且可以被解释为DM的第一信号，即使邀请进一步的确认和专门的搜索。
2015-07-27 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
IceCube potential for detecting Q-ball dark matter in gauge mediation
我们研究规范介导的超对称破缺中的Q球暗物质，并寻求在冰立方实验中探测的可能性。我们发现Q球是不同于引力子暗物质的暗物质。特别是Q球是一个很好的低再加热温度的暗物质候选者，这可能适合于Affleck-Dine重子生成和/或非热稀薄生成。暗物质Q球可以在未来的IceCube实验中被探测到，这是与引力子暗物质相比的独特之处。
2015-05-21 astro-ph.CO hep-ph
Dilaton-assisted Dark Matter
暗子可能是标准模型场和暗物质之间的主要信使。测量的暗物质遗迹丰度将暗物质质量和自旋与共形破缺标度联系起来。根据核子质量，预测了暗物质-核子自旋无关的截面。我们计算了LEP和Tevatron实验中的电子介子的电流约束，以及费米LAT可以观测到的暗物质湮灭到电子介子的γ射线信号。
2010-01-07 astro-ph.HE hep-ph
