511 keV line constraints on feebly interacting particles from supernovae
核心坍缩超新星（SNe）可以大量产生质量为O（10-100）MeV的弱相互作用粒子。在本文中，我们考虑的情况下，MeV的不育中微子和暗光子混合的普通中微子和光子，分别。此外，无菌中微子和暗光子都可能在到达地球的途中衰变为正电子。这些正电子会在银河系介质中与电子湮灭，并对511 keV谱线中的光子通量做出贡献。使用SPI（SPectrometer on INTEGRAL）观测这条谱线，将这些粒子的混合参数的界限提高了几个数量级，低于SN 1987 A能量损失参数已经排除的范围。
2022-03-29 astro-ph.HE hep-ph
Robust constraints on feebly interacting particles using XMM-Newton
利用XMM-Newton X射线数据，首次对银河系超新星产生的MeV级亲电性弱相互作用粒子给出最强约束，通过逆康普顿散射导致的X射线超出进行限制。
2024-05-27 astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Waves from Feebly Interacting Particles in a First Order Phase Transition
Instituto de Física Teórica UAM/CSIC（马德里自治大学/西班牙国家科学研究委员会理论物理研究所）；Research Center for the Early Universe, The University of Tokyo（东京大学宇宙早期研究中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Institute for Theoretical Physics, Utrecht University（乌得勒支大学理论物理研究所）
本文研究了弱相互作用粒子在第一阶相变中产生引力波的机制，提出其信号特征与传统来源不同，可能被未来引力波探测器观测到。
2026-02-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational Wave as a Probe of Light Feebly Interacting Dark Matter
本研究提出通过原初引力波谱中的扭折特征探测轻子弱相互作用暗物质，发现熵稀释机制产生的谱扭折频率与暗物质质量相关，CE和BBO等探测器可测量此特征，为暗物质探测提供新途径。
2024-06-02 hep-ph
Prompt searches for feebly interacting particles at the LHC
该研究汇总ATLAS与CMS利用13 TeV、约140 fb⁻¹质子-质子碰撞数据对暗介子、重中性轻子、暗物质和暗光子等弱相互作用粒子即时信号的搜寻，显著扩展并首次给出部分模型的对撞机约束。
2024-12-09 hep-ex hep-ph
Leptogenesis from a feebly interacting dark matter sector
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Concordia University（康考迪亚大学）
通过在标准模型中引入两个费米子（一个带电χ和一个中性ψ）以及三个右手中微子Ni，并通过带电规范单态标量S相互作用，研究了轻子生成机制，表明即使右手中微子质量在10 TeV量级且非简并，也能产生所需的宇宙重子不对称性。
2022-02-01 hep-ph
Massive Gravitons as Feebly Interacting Dark Matter Candidates
我们详细介绍了我们发现的手征增强大质量自旋2引力子的生产截面，低于电弱对称性破缺标度，使他们成为理想的暗物质候选人的冻结机制。结果是独立的物理在高尺度，并指向质量在keV-MeV范围。因此，引力子是一种亚MeV的暗物质粒子，受到小尺度星系结构的青睐。我们应用新的计算与多膜的Randall-Sundrum模型，显示了一个显着的参数空间的前两个大质量引力子饱和的暗物质遗迹密度。
2023-03-09 hep-ph
Probing feebly interacting dark matter with monojet searches
本文提出利用LHC单喷注与大缺失能量事件搜寻，探测通过Z'门户模型由胶子湮灭产生的弱相互作用大质量粒子（FIMPs），发现LHC Run 3有望发现MeV-TeV质量范围内的暗物质新物理。
2023-04-06 hep-ph
Circumstellar Medium of Supernovae as New Probes for Feebly Interacting Particles
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Academia Sinica（中央研究院）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
利用超新星周边介质中的能量注入现象，通过观测前导黑体辐射来探测弱相互作用粒子，为暗物质研究提供了新的方法和约束。
2026-09-15 astro-ph.HE hep-ph
Energy transfer by feebly interacting particles in supernovae: the trapping regime
研究显示，在超新星中弱相互作用粒子的能量转移受耦合强度影响，大耦合时能量转移呈扩散而非球形，从而降低能量沉积，影响粒子探测参数空间和暗物质模型。
2025-11-20 astro-ph.HE hep-ph
The Search for Feebly-Interacting Particles
在新的十年到来之际，粒子物理学面临着解释暗物质之谜、宇宙中物质相对于反物质的起源、电弱尺度的明显微调以及基础物理学的许多其他方面的挑战。也许在寻找答案的过程中出现的最引人注目的前沿是新物理学，其质量尺度与熟悉的物质相当，低于GeV尺度，但相互作用强度非常微弱。解决暗物质和其他基本问题的新理论思想预测了这些尺度下的弱相互作用粒子（FIP），事实上，现有数据甚至可能提供这种可能性的暗示。在大型强子对撞机的教训鼓舞下，一个充满活力的实验计划正在进行中，以发现这种物理学，并以牢固建立在标准模型基础上的系统理论方法为指导。我们概述了这些努力，他们的动机，以及十年的目标，动画社区参与寻找FIPs，特别关注基于加速器的实验。
2020-11-04 hep-ph
Sensitivities to feebly interacting particles: public and unified calculations
针对长寿命粒子搜寻实验灵敏度估算假设不统一、难以横向比较的问题，研究推出基于Mathematica的SensCalc代码，以半解析方法计算GeV量级长寿命粒子的事例数，提供统一的灵敏度估算工具并给出案例研究。
2023-11-01 hep-ex hep-ph
Multimessenger search for electrophilic feebly interacting particles from supernovae
本研究通过多信使分析，利用超新星产生的MeV尺度弱相互作用粒子衰变注入的轻子对光子与宇宙射线的影响，模型无关地约束了此类粒子与电子的相互作用。
2024-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Sensitivities to feebly interacting particles: public and unified calculations
本文推出开源工具SensCalc，统一计算费米实验室及CERN多个实验对弱相互作用粒子的探测灵敏度，以一致比较其探索参数空间的潜力。
2023-10-30 hep-ex hep-ph
Flavour anomalies and the muon $g-2$ from feebly interacting particles
我们对轻弱相互作用粒子~（FIPs）的简化模型进行了唯象分析，它可以对LHCb的$b\to s l^+ l ^-$跃迁异常和μ子的反常磁矩提供一个综合的解释。根据FIP耦合到$b-s$和$μ-μ$矢量电流的明确动量依赖性对不同的情况进行分类，并且它们受到来自味道和精确物理的几个约束。我们表明，可行的组合解决方案的μ子$g-2$和风味异常存在与交换的矢量FIP的质量大于$4 \,\textrm{GeV}$。有趣的是，大型强子对撞机有可能通过提高$Z\to 4μ$横截面测量的精度来探测参数空间的这一区域。相反，我们发现，解决方案的基础上交换一个更轻的矢量，在$m_V < 1\,\textrm{GeV}$范围内，基本上被排除的组合的$B\to K +\textrm{invisible}$和$W$衰减精度界限。
2022-03-20 hep-ex hep-ph
Two Component Feebly Interacting Massive Particle (FIMP) Dark Matter
我们探索的想法，即弱相互作用的大质量粒子（FIMP）的框架下的两个组件的单重标量模型的粒子暗物质的替代候选人。单重标量暗物质已被证明是弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的可行候选者。在FIMP方案中，暗物质粒子在早期宇宙中通过“热熔入”机制缓慢产生，并且由于其极小的耦合，它们永远不足以达到热平衡或在宇宙等离子体内部经历对湮灭。我们证明，对于较小的耦合，所需的冻结过程中，两个组件的标量暗物质模型在这里考虑可能是一个可行的候选人FIMP。在这种情况下，粒子物理学的标准模型是由两个规范单态实标量扩展的，它们的稳定性受到未破缺的$Z_{2}\times {Z'}_{2}$对称性的保护，并且假设它们在自发对称性破缺之后没有获得VEV。我们探讨了可行的质量区域，在目前的两个标量DM模型，是根据FIMP的情况。我们还探讨了这两个组件的质量上限从考虑他们的自我相互作用。
2017-10-11 hep-ph
Feebly Interacting Dark Matter Particle as the Inflaton
我们提出了一个方案，$Z_2$ -对称标量场$ϕ$首先驱动宇宙暴胀，然后再加热宇宙，但仍然不平衡本身，最后包括观测到的暗物质丰度，由粒子衰变产生的LA冻结机制。我们的工作模型无关，没有指定的相互作用的标量场除了其自相互作用耦合，$λϕ^4$，非最小耦合到重力，$ξϕ^2R$，耦合到另一个标量场，$gϕ^2σ^2$。我们发现标量场$ϕ$既是暴胀子，也是暗物质的候选者，如果$10^{-9}\lesssim λ\lesssim g\lesssim 10^{-7}$和$3 \rm{keV} \lesssim m_{\rm ϕ}\lesssim 85 \rm{MeV}$是$ξ=\mathcal{O}(1)$的话。这样一个小的值的非最小耦合也被发现是正确的大小，以产生所观察到的曲率扰动幅度的情况下。我们还讨论了如何从其他同类型的暴胀模型的下一代CMB卫星的模型可能区分。
2016-09-08 astro-ph.CO hep-ph
Imprint of the seesaw mechanism on feebly interacting dark matter and the baryon asymmetry
我们表明，I型跷跷板，负责产生轻中微子质量，本身是能够容纳的三个右手中微子之一，作为一个冻结在类型的暗物质（DM），其中所需的相关耦合的小连接到（最小的）活动中微子质量的亮度。结果表明：（a）具有$\lesssim \mathcal{O}(1)$ MeV质量的DM的非热产生（通过$W, Z$玻色子和SM希格斯粒子的衰变）与遗迹密度一致，以及（b）它的稳定性决定了这个最小的活性中微子质量唯一的$\sim {\mathcal{O}}(10^{-12})$ eV。另一方面，在这种情况下（考虑到最新的中微子数据和希格斯真空稳定性问题）的味道leptogenesis的研究固定了另外两个右手中微子的规模。
2021-10-26 hep-ph
Searching for feebly interacting dark matter at colliders and beam-dump experiments
尽管暗物质存在的证据令人信服，但它的确切性质仍然是现代物理学中的主要开放问题之一。对于最受欢迎的暗物质候选者之一--弱相互作用大质量粒子（WIMP），人们已经进行了大量的实验研究，但是还没有任何结论性的探测。因此，这些搜索对WIMP范式有很强的约束。因此，社会开始考虑能够避开强大的实验限制的替代品。这样的候选人，已经获得了很多的关注，在最近几年是弱相互作用的大质量粒子或FIMP。与WIMP不同，FIMP具有非常弱的相互作用。因此，它不能达到需要通过冻结产生的平衡状态。尽管有这些微弱的相互作用，仍然有各种各样的机制能够在我们的宇宙中产生观测到的暗物质。在这项工作中，选择这些机制，如冻结或转换驱动的冻结，进行了详细讨论。由于这些FIMPs与标准模型粒子的相互作用非常微弱，因此难以通过常规的直接和间接检测搜索来探测这些粒子。相比之下，微弱的耦合产生与DM耦合的长寿命粒子，因此这可以是FIMPs的确凿证据。因此，本论文将集中在寻找长寿命的粒子，无论是在强子对撞机和束流转储实验。为了做到这一点，FIMP模型的分类已经提出了本博士学位的背景下，其中潜在的生产机制，以确定一个可行的参数空间。在这个框架内，现有的和潜在的未来的搜索长寿命粒子进行了讨论，并适用于一个子集的建议的分类。
2022-12-19 hep-ph
Search for hadronic decays of feebly-interacting particles at NA62
本文利用NA62实验束流倾卸模式下的1.4×10^17个质子数据，搜寻暗光子、暗标量及类轴子粒子在飞行中的强子衰变，未发现信号并排除了多个模型的新参数空间。
2025-06-03 hep-ex hep-ph
Mechanism for baryogenesis via feebly interacting massive particles
我们提出了一个简单的机制，它允许同时产生的重子不对称的宇宙随着其暗物质的内容。为了实现这个目标，我们采用了重浴态的非平衡衰变到弱耦合的暗物质粒子和标准模型带电费米子。这些衰变通过冻结机制导致暗物质的产生，假设它们进一步违反$CP$，可以在共振区产生可行的物质-反物质不对称性。我们说明了这种机制，通过研究一个特定的实现这个一般的情况下，重浴粒子的作用是发挥$SU(3)_{\text{c}}\times SU(2)_{\text{L}}$ -单重态矢量费米子与非零超荷和暗物质被确定与规范单重态实标量场。我们表明，在这个简单的模型的背景下，宇宙学约束的暗物质丰度和重子的不对称性是满意的质量的重矢量费米子状态的几个TeV，可能达到的高亮度运行的大型强子对撞机。反过来，暗物质被预测为相当轻，质量为几keV。
2022-02-16 hep-ph
Probing Feebly Interacting Particles with 511 keV Line from Circumstellar Medium of Supernovae
University of Chicago（芝加哥大学）；Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Academia Sinica（中央研究院）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；Kyungpook National University（庆北国立大学）
提出利用超新星星周介质中511 keV谱线探测微弱相互作用粒子，以暗光子为基准计算信号，并指出与多波长转变的关联特征。
2026-09-17 astro-ph.HE hep-ph
Feebly-Interacting Particles:FIPs 2020 Workshop Report
随着在大型强子对撞机上寻找具有相当大耦合的新物理学的实验计划的建立和成熟，人们对更广泛的粒子和天体物理学社区越来越感兴趣，以探索光和弱相互作用粒子的物理学，作为TeV尺度及更高尺度的新物理学领域的补充范例。FIPs 2020是第一个完全致力于弱相互作用粒子物理学的研讨会，于2020年8月31日至9月4日举行。研讨会聚集了来自对撞机，束流收集器，固定目标实验，以及天体物理学，轴子/ALP搜索，当前/未来中微子实验和暗物质直接探测社区的专家，讨论FIPs物理学实验搜索和基础理论模型的进展，并加强不同领域的交叉交流。2020年6月7日至9日在CERN举行的专题研讨会“超越对撞机的物理学与理论”对FIPs 2020进行了补充。本文件介绍了讲习班上的会谈摘要以及随后立即举行的讨论结果。它的目的是提供一个清晰的图片，这个蓬勃发展的领域，并提出了一些建议，为下一轮的实验结果。
2022-01-03 hep-ph
Light and Feebly Interacting Non-Abelian Vector Dark Matter Produced Through Vector Misalignment
本文研究早期宇宙中由 $SU(2)_{_R}$ 规范对称性产生的轻且弱相互作用的非阿贝尔矢量暗物质，揭示冻结产生机制对 $W^3_{_R}$ 有效但对 $W^{\pm}_{_R}$ 不足，并提出矢量失准机制可同时解释三种暗物质组分的遗迹密度，最终给出参数空间允许区域。
2023-07-06 hep-ph
Feebly Interacting $U(1)_{\rm B-L}$ Gauge Boson Warm Dark Matter and XENON1T Anomaly
最近，XENON1T探测器观测到的电子反冲数据过量引起了人们的广泛关注，这是对标准模型（SM）扩展的一个潜在暗示。质量为$m_{A'}\!\in\!(2\,{\rm keV},\!3\,{\rm keV})$的矢量玻色子的吸收是对过剩的一种可行的解释。在矢量玻色子解释了当今的暗物质（DM）的情况下，由于其可疑的质量状态，矢量玻色子很可能属于一类温暖的暗物质（WDM）。在这种情况下，为过量提供良好的拟合，动力学混合$κ\!\sim\!10^{-15}$要求矢量DM的非热起源。在这封信中，我们考虑的情况下，规范玻色子是什么，但$U(1)_{\rm B-L}$规范玻色子和它的非热起源是由于衰变的相干振荡标量的凝聚诱导自发破缺的$U(1)_{\rm B-L}$。我们讨论了早期宇宙物理学的影响时，温暖的性质的矢量DM作为一个解决方案，$Λ$ CDM模型遇到的小尺度问题和XENON1T异常。
2020-09-06 astro-ph.CO hep-ph
Observational Properties of Feebly Coupled Dark Matter
我们表明，解耦的隐藏部门可以有观测结果。作为一个有代表性的模型的例子，我们研究暗物质生产的希格斯门模型与一个真正的单线标量$s$耦合到标准模型希格斯通过$λ_{\rm hs}Φ^\daggerΦs^2$和演示如何结合的宇宙学等曲率扰动和天体物理学限制暗物质自相互作用的非观测意味着严格的边界上的标量自耦合$λ_{\rm s}s^4$的大小。例如，对于暗物质质量$m_{\rm s}=10$ MeV和宇宙暴胀过程中的哈勃尺度$H_*=10^{12}$ GeV，我们发现$10^{-4}\lesssim λ_{\rm s}\lesssim 0.2$。
2016-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Feebly Interacting Particles: FIPs at LHCb
本文探讨了LHCb利用新触发器技术搜索轻量微弱相互作用粒子的可能性，并更新了相关基准参数空间。
2025-11-20 hep-ph
Towards the optimal beam dump experiment to search for feebly interacting particles
本研究针对对撞机难以探测质量5-10GeV/c²以下弱相互作用粒子（FIPs）的局限，分析束流倾倒实验几何参数对信号产额的影响，提出最大化接收度的最优探测器布局方案。
2023-11-11 hep-ex hep-ph
Dark matter phase-in: producing feebly-interacting particles after a first-order phase transition
研究宇宙一阶相变对非重整化相互作用暗物质冻结机制的影响，提出 DM 相变产生机制，确定其主导条件并发现其丰度与相变引力波峰值频率相关，开辟新观测可能。
2025-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Feebly-Interacting Peccei-Quinn Model
提出一种具有大波函数重整化常数的弱相互作用 Peccei-Quinn 标量场模型，在满足自然性的同时实现大衰变常数，缓解了质量和精细调节问题，并预测了轻质量 PQ Higgs 玻色子及多种暗物质宇宙学场景与实验特征。
2024-12-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
WIMPs with Enhanced Annihilation from a Feebly Interacting Unstable Partner
University of Utah（犹他大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究提出WIMP与可衰变的重伙伴粒子耦合的扩展模型，通过求解玻尔兹曼方程发现伙伴粒子衰变可显著增强WIMP湮灭截面（最高达三个数量级），并可由间接探测实验检验，NMSSM可实现该情景。
2026-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Big Bang initial conditions and self-interacting hidden dark matter
本文研究了在隐藏扇区与可见扇区热耦合的暗物质模型中，大爆炸初始条件对暗物质自相互作用等可观测量的显著影响，并探讨了其更广泛的应用前景。
2024-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Feebly Interacting Particles: FIPs 2022 workshop report
本报告是2022年在CERN举办的FIPs研讨会成果，介绍了低于GeV甚至亚eV标度的弱相互作用粒子相关理论研究、实验进展及该领域的十年目标，为粒子物理基础难题提供新探索方向。
2023-05-02 hep-ph
Rethinking search signatures: Hadronic decays of GeV-scale feebly coupled particles
Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯舍甫琴科国立大学）；CERN（欧洲核子研究中心）
针对GeV尺度弱相互作用粒子，构建了基于电磁散射数据调优的强子化模型，纠正Pythia在低质量区的不准确性，将搜索特征从两粒子衰变转向多粒子衰变，并可直接集成到实验模拟框架中。
2026-09-16 hep-ph
Revisiting freeze-in dark matter from renormalizable operators
在这篇会议论文中，我们总结了最近一项研究的结果，其中考虑了超相对论性制度对弱相互作用暗物质粒子产生的影响。由于其人口积累的热历史，我们彻底检查了温度窗口$T \gg M$，这是以前被忽视的背景下，暗物质模型与可重整化运营商。在高温下，对于我们工作中考虑的模型，弱相互作用粒子的产生速率是由多个软散射以及$2 \to 2$过程驱动的，这可以对暗物质能量密度做出很大的贡献。
2021-04-29 hep-ph
Upgrading Sterile Neutrino Dark Matter to FI$m$P Using Scale Invariance
本文提出了一类极轻的弱相互作用大质量粒子FI $m$ Ps。它们是具有标度不变性的弱相互作用大质量粒子的组合，DM稳定性、质量起源和遗迹密度之间存在着内在的联系。在具有三个右手中微子的标度不变标准模型（$ν$ SISM）中，最轻的$N_1$实现了FI $m$ P的情形。在该示例中，$ν$ SISM固有的标量单线态同时产生该FI $m$ P的质量和残余密度。此外，它们也是电弱对称性自发破缺所急需的。有趣的是，一个7.1 keV的$N_1$与正确的遗物密度，可以解释最近的3.55 keV的$X-$射线线，位于我们的模型的体参数空间。
2015-10-23 astro-ph.CO 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
Feebly coupled vector boson dark matter in effective theory
讨论了一个暗物质（DM）与标准模型（SM）之间通过压缩的五维算符唯一联系的模型。SM增加了一个对称$U(1)_X \otimes Z_2$，其中$U(1)_X$是衡量和打破一个非常沉重的解耦标量自发。大质量的$U(1)_X$矢量玻色子（$X^μ$）在完整的$Z_2$下稳定为奇数，因此可能作为宇宙的DM分量。暗扇区场强张量$X^{μν}$通过更重的$Z_2$奇实标量$Φ$（即$1/Λ\; X^{μν}B_{μν}Φ$）的存在耦合到SM超荷张量$B^{μν}$，其中$Λ$是新物理的标度。在这项分析中，主张冻结生产的矢量玻色子暗物质弱耦合到SM。讨论了当最大再加热温度$T_\text{RH}$下降到接近DM质量的尺度时出现的所谓UV冻结机制的局限性。确定了与观测到的DM丰度一致的模型参数空间。该模型可以轻松自然地避免直接和间接的DM搜索。在大型强子对撞机（LHC）检测的可能性也被认为是。一个Stueckelberg制定的模型。
2020-11-13 hep-ph
FIMP Dark Matter Freeze-in Gauge Mediation and Hidden Sector
我们探讨了暗物质冻结机制的规范调解框架内，其中涉及一个隐藏的弱相互作用大质量粒子（FIMP）与信使领域微弱耦合，而信使仍然在热浴。FIMP是一般亚稳超对称（SUSY）破缺模型中赝模的费米子分量，位于隐藏扇区中。超对称破碎尺度和弱耦合决定了FIMP的残留丰度和质量。引力伴子是规范调解框架中典型的暗物质候选者，它与FMP的冻结一起贡献了暗物质遗迹的丰度。因此，隐藏扇区变成了两个分量，FIMP和引力伴子都驻留在超对称破坏隐藏扇区中。我们指出，FIMP和引力子之间的比例是由超对称性破缺是如何传达给信使。特别是当FIMP主导隐藏扇区时，引力伴子成为隐藏扇区中的次要贡献者。同时，中性伴子被认为是冻结机制中的弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质候选者和可观测超对称粒子（LOSP）。在冻结规范中介模型的参数空间中，我们进一步发现中性伴子对当前暗物质遗迹密度的贡献是次主导的。我们的结果链接超对称性破坏尺度规范调解框架与FIMP冻结在生产率导致自然和预测的情况下，研究的暗物质在隐藏的部门。
2018-05-10 hep-ph
SHiP experiment at the SPS Beam Dump Facility
SHiP实验利用SPS高强度束流倾卸设施，通过多系统探测器在GeV能标搜寻弱相互作用粒子（如暗区媒介粒子、轻暗物质和毫电荷粒子）并研究中微子，计划运行15年，以补充LHC及未来对撞机的超标准模型物理搜寻。
2025-04-09 hep-ex hep-ph
The Dawn of FIMP Dark Matter: A Review of Models and Constraints
我们提出了一个概述的情况下，所观察到的暗物质（DM）的丰度由弱相互作用的大质量粒子（FIMPs），产生非热的所谓的冻结机制。与通常的冻结情况相反，冻结的FIMP DM与可见光区的粒子相互作用非常弱，并且从未与早期宇宙中的重子光子流体达到热平衡。而不是由它的湮灭强度决定，DM丰度取决于与重子-光子流体平衡的粒子的衰变和湮灭强度，以及DM扇区中的耦合。这使得冷冻DM非常困难，但并非不可能进行测试。在这篇综述中，我们提出的冻结机制和它的变化考虑在文献中（暗冻结出和再湮灭），比较它们的标准DM冻结出的情况下，讨论了几个方面的模型建设，并特别注意这种弱相互作用DM的观测特性和一般的可测性。
2017-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting hidden sector dark matter, small scale galaxy structure anomalies, and a dark force
暗物质（DM）在星系尺度下的短距离行为表现出一些典型的速度无关截面冷暗物质（CDM）所不能解释的特征。我们讨论了一个粒子物理模型，其中暗费米子通过暗力与作为介质的亮暗光子进行自相互作用，暗扇区与可见扇区微弱地相互作用。我们研究耦合玻尔兹曼方程涉及两个温度，一个为每个部门。我们拟合的速度依赖DM截面的数据从矮星系到星团的尺度与遗迹密度约束一致。
2021-04-08 hep-ph
Freeze-In Production of FIMP Dark Matter
我们提出了另一种可计算的暗物质成因机制，“热冻结”，涉及一个弱相互作用大质量粒子（FIMP）与热浴的相互作用如此微弱，它永远不会达到热平衡。与传统的“热冻结”产生机制一样，遗迹丰度反映了初始热分布与粒子质量和耦合的组合，这些都可以在实验室或天体物理学中测量。冷冻产率是由接近FIMP质量的低温主导的IR，并且独立于未知的UV物理，例如膨胀后的再加热温度。弦论紧化的模和模子从弱尺度超对称破缺中获得质量，提供了冻结机制的实现，就像使用狄拉克中微子质量或大统一体尺度抑制相互作用的模型一样。冻结和FIMPs的实验信号可能是壮观的，包括在LHC中产生新的亚稳态有色或带电粒子以及大爆炸核合成的改变。
2009-12-08 astro-ph.CO hep-ph
Is the CMB telling us that dark matter is weaker than weakly interacting?
如果模量，或其他长寿的重态，在早期宇宙中部分衰变为轻的和弱相互作用的粒子（如轴子），这些衰变产物可以解释辐射中额外的能量密度，这是最近对CMB的测量所提出的。然而，这些模量衰减也将改变早期宇宙的膨胀历史，可能稀释暗物质的热遗迹丰度。如果是这样的话，那么暗物质粒子湮灭的横截面必须比标准热情景中所需的横截面更小（σ v <3 × 10 ^-26 cm ^3/s），如果它们要构成观测到的暗物质密度的话。这种可能性对直接和间接寻找暗物质具有重要意义。
2013-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Dark Sectors with Neutron Stars
本文探讨中子与介子弱衰变测量中的异常，提出暗扇区新粒子可能性，并利用中子星观测约束这些模型，强调致密物质中粒子过程的影响及其与宇宙起源模型的关联。
2024-02-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
High-energy neutrino signals from supernova explosions: a new window into dark photon parameter space
本文提出利用超新星爆发中200–400 MeV暗光子衰变产生的高能中微子作为新物理信号，以模型无关且稳健的方式探测暗光子等超出标准模型的微弱相互作用粒子。
2024-04-30 astro-ph.HE hep-ph
On the impact of heavy meson production spectra on searches for heavy neutral leptons
本文扩展 ALPiNIST 蒙特卡洛框架以支持重中性轻子等弱相互作用粒子，并强调统一模拟输入对实验参数灵敏度评估的关键作用。
2024-07-11 hep-ph
Supernova cooling from neutrinophilic dark matter
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本文首次研究核心坍缩超新星中微子散射产生暗物质导致的冷却效应，利用模拟数据对亚GeV暗物质-中微子耦合给出严格限制，比间接探测强十个数量级以上，凸显超新星作为轻暗物质探针的潜力。
2026-09-14 hep-ph
Gravitational Waves and Dark Radiation from Dark Phase Transition: Connecting NANOGrav Pulsar Timing Data and Hubble Tension
最近NANOGrav合作报告的脉冲星计时数据可能表明在$f \sim 10^{-8}$ Hz附近存在随机引力波背景。我们探索了从暗扇区相变中产生这种低频引力波的可能性。假设暗区除了引力相互作用外与可见区完全解耦，我们发现一定量的暗辐射应该保留到现在。NANOGrav的数据表明，暗辐射的数量接近目前的上限，这可能有助于缓解所谓的哈勃张力。如果暗辐射的存在在未来的CMB-S4实验中没有得到证实，这将意味着存在新的粒子，它们在O（1-100）MeV的能量尺度上与标准模型扇区发生微弱的相互作用。
2020-09-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
FIMP Dark Matter at the LHC
本文综述了弱相互作用大质量粒子（FIMP）作为暗物质候选者，指出其宇宙历史预示长寿命媒介粒子，并强调LHC与低能实验在搜寻中的互补作用。
2023-12-20 hep-ex hep-ph
Kaluza-Klein FIMP Dark Matter in Warped Extra-Dimensions
我们研究的情况下，暗物质（DM）是由弱相互作用的大质量粒子（FIMP）相互作用的引力与标准模型粒子在额外的维兰德尔Sundrum的情况下，第一次。我们假设暗物质和标准模型都局域在IR膜中，并且只通过引力介质，即引力子，卡鲁扎-克莱因引力子和Radion相互作用。我们发现，在早期宇宙中，DM可以通过两个主要过程产生：直接冻结和顺序冻结。所观察到的DM遗迹丰度产生的区域在很大程度上与宇宙学和对撞机边界兼容。
2020-09-01 astro-ph.CO hep-ph
Cogenesis of visible and dark sector asymmetry in a minimal seesaw framework
本文在最小跷跷板框架下，不引入额外对称性，实现非对称暗物质，统一解释中微子质量、暗物质丰度及可见与暗扇区物质-反物质不对称性的共同起源。
2023-05-11 hep-ph hep-th
Dark matter searches using accelerometer-based networks
暗物质是当今物理学中最大的未决问题之一。众所周知，它与发光物质的引力相互作用，因此基于加速度计的搜索本质上是有趣的。在这篇文章中，我们提出了最近（和未来）的搜索暗物质的候选人，如弱相互作用的物质被困在地球内部，标量物质畴壁和轴子夸克金块，与加速度计网络，并给出了一个新的原子干涉为基础的加速度计网络如何支持暗物质搜索的前景。
2021-03-15 astro-ph.CO 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
