Probing the Scotogenic Dirac Model with FIMP Dark Matter and $ΔN_{\rm eff}$
本研究探究Scotogenic Dirac模型的FIMP实现方案,以最轻中性费米子为暗物质候选,分析其暗物质遗迹密度与$ΔN_{\rm eff}$影响,通过参数扫描确定了满足多类物理约束的可行参数空间。
2025-10-29 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
Dirac neutrinos and gauged lepton number
Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚技术大学);Centro Científico-Tecnológico de Valparaíso(瓦尔帕莱索科技中心);Millennium Institute for Subatomic Physics at High-Energy Frontier (SAPHIR)(高能前沿子物理千年研究所(SAPHIR));Universidad de Guanajuato(瓜纳华托大学);Universidad Andres Bello(安德烈斯·贝略大学);Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学);Secretaría de Ciencia, de Humanidades, Tecnología e Innovación(科学、人文、技术与创新秘书处)
本文提出首个基于规范化的轻子数U(1)_L的中微子质量模型,通过自发破缺产生Dirac质量,同时稳定最轻的电中性粒子,并探讨其与暗物质实验数据的兼容性。
2026-03-25 hep-ph
Singlet-Doublet Self-interacting Dark Matter and Radiative Neutrino Mass
自相互作用暗物质(SIDM)与光介质是一个有前途的方案,以减轻小规模的问题,冷暗物质的范例,而在大尺度上与后者一致,建议由天体物理观测。然而,这导致了一个下丰富的SIDM遗迹,由于大湮灭率介质粒子,往往需要一个最简单的热或非热遗迹生成机制的扩展。在这项工作中,我们考虑了单重态-二重态费米子暗物质的情况下,单重态费米子与轻标量介体引起的速度依赖的暗物质通过汤川型吸引势的自相互作用。双态费米子,凭借其与单态的微小混合,可以是长寿命的,并且可以在后期为单态残留物提供非热贡献,填补了单态SIDM热残留物的不足。光标量介体,由于其混合的标准模型希格斯粒子,铺平了道路,用于检测这样的SIDM在地面实验室导致约束模型参数CRESST-III和XENON 1 T实验。通过两个以上的单线态费米子和一个标量二重态来扩大暗扇形粒子,在完整的$\mathcal{Z}_2$对称性下都是奇数,也可以用暗生的方式解释非零中微子质量。
2022-04-23 hep-ph
Long-range self-interacting dark matter in the Sun
我们研究了长程自相互作用对太阳中自相互作用暗物质(SIDM)的自俘获和湮灭的影响。我们的讨论是基于一个特定的SIDM模型,其中DM粒子通过光标量介体,或汤川势,在量子力学的背景下,自相互作用。在这个框架内,我们计算了整个参数空间的广泛区域的自捕获率。虽然自俘获率可以分别在Born区用微扰方法得到,经典极限用卢瑟福公式得到,但我们的计算以非微扰的方式覆盖了两者之间的差距。此外,我们还讨论了太阳SIDM中的Sommerdos增强的s波和p波湮灭现象。此外,通过结合分析的Super-Kamiokande(SK)的数据和观察到的DM遗迹密度,我们约束的DM粒子的核捕获率在暗汤川势的存在。当力载体比DM粒子轻得多时,长程暗力对探测太阳SIDM的影响是显著的,并给出了定量分析。
2015-12-11 hep-ph
Self-interacting Dark Matter via Right Handed Neutrino Portal
提出了一个自相互作用的暗物质(DM)方案,其中右手中微子(RHN)进入标准模型(SM)。暗扇区由一个粒子DM,假设是一个狄拉克费米子,和一个光介体的暗阿贝尔矢量玻色子,以产生所需的速度依赖的自相互作用与天体物理观测。不管这种DM的热或非热生产,其最终遗迹仍然不足,由于DM到光介质的有效湮灭率凭借大的自相互作用耦合。然后,我们表明,通过RHN的DM-SM相互作用的一个微弱的门户提供了一种可能性,以填补通过RHN的后期衰变的DM的遗迹赤字。由于RHN也自然出现在解释轻中微子质量起源的跷跷板模型中,我们概述了两个紫外线完整实现的最小设置在暗生和衡量的B-L框架,其中连接到中微子质量和其他现象学,如互补的发现前景进行了讨论。
2021-12-21 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Two-sector leptogenesis in a two-Higgs-doublet model with spontaneous CP violation
本研究在含惰性希格斯二重态和右手中微子的Scotogenic模型基础上引入暗区,结合A₄对称性与味子场复真空期望值诱导的自发CP破坏,在双区轻子生成框架下实现了与观测一致的暗物质与重子遗迹密度比值。
2025-09-03 hep-ph
Gravity-Mediated Dark Matter Annihilation in the Randall-Sundrum Model
暗物质的观测证据源于它的引力相互作用,到目前为止还没有证据表明暗物质通过其他方式相互作用。我们研究的模型中,暗物质的相互作用是纯粹的引力在兰德尔Sundrum的背景。特别是,从扭曲的第五维产生的卡鲁扎-克莱因塔引力子可以提供可行的湮灭通道到标准模型的最终状态,我们发现,我们可以实现的湮灭截面,$\left< σv \right>$,这是与自旋1暗物质的情况下观察到的遗迹丰度一致的值。我们研究这些模型采用当前的光子线和连续间接暗物质搜索的约束,并评估狩猎的信号,这些模型在未来的直接和间接探测实验的前景。
2017-10-12 hep-ph
Dark matter in the Randall-Sundrum model
在参考文献\cite{Goyal:2019vsw}中,我们考虑了简化的暗物质模型,在兰德尔-桑德拉姆框架中与标准模型粒子的引力相互作用,其中模型被认为具有非万有耦合。在亲顶引力子模型中,右手顶夸克与引力子有强相互作用,而在亲轻子模型中,只有右手带电轻子与引力子有强相互作用。我们将研究扩展到不仅包括标量、矢量和自旋为1/2的费米子,而且包括自旋为3/2的费米子暗物质。我们发现,有一个大的参数空间,在这些基准模型中,它是可能的,以实现观察到的遗迹密度与直接和间接的搜索,这也是一致的数据从大型强子对撞机。
2019-08-27 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
A Solar System Test of Self-Interacting Dark Matter
暗物质(DM)自相互作用对太阳和地球中DM的引力捕获的影响不同,这是两个势阱中碰撞的不同运动学的简单结果:太阳中自相互作用的主导效应是提供额外的捕获通道,而地球中的主导效应是喷射先前捕获的DM。我们指出,这个简单的观测可以用来推断DM自相互作用的存在,通过比较的DM引力束缚在太阳和地球的湮灭率。我们计算太阳和地球湮灭通量DM与自旋无关的核横截面和热湮灭横截面,并证明,对于直接检测允许的横截面,自相互作用可以很容易地抑制预期的地球通量的多个数量级。这种抑制是潜在的显着的,即使是自相互作用截面的数量级低于子弹星系团的界限,使这个太阳系的比较领先的测试暗物质自相互作用。此外,我们认为热化的捕获DM人口与核的捕获机构的一些细节,占核和自我相互作用,并指出一些相应的和广泛适用的考虑。
2019-06-12 astro-ph.HE hep-ph
Can a minimal radiative seesaw explain the LZ 248 keV event?
Henan Normal University(河南师范大学)
本文用最小Scotogenic模型结合隐藏U(1)_X对称性,通过非弹性散射和共湮灭解释LZ 248 keV事件,并解决IceCube冲突,提供可检验的暗物质方案。
2026-09-14 hep-ph
Leptophilic Dark Matter in Direct Detection Experiments and in the Sun
暗物质主要与轻子而不是核物质相互作用,最近引起了人们的极大兴趣。在这次演讲中,我们将研究在直接探测实验和寻找太阳中暗物质湮灭为中微子的实验中,这种“亲轻子暗物质”所预期的信号。在一个模型无关的框架中,我们计算了不同散射过程的预期相互作用率,包括原子电子壳层的弹性和非弹性散射,以及原子核的环诱导散射。在最后一种效应占主导地位的情况下,亲轻子暗物质无法与传统的WIMP区分开来。另一方面,如果电子壳层的非弹性散射占主导地位,则直接探测实验中的预期事件谱是不同的,并且将提供不同的信号。然而,我们发现DAMA和/或CoGeNT中的信号不能通过调用亲轻子DM来解释,因为预测和观察到的能谱不匹配,并且因为来自太阳的中微子束缚。
2010-11-05 hep-ph
Complementary Test of the Dark Matter Self-Interaction by Direct and Indirect Detections
晕暗物质(DM)可以被太阳引力捕获。对于自相互作用的DM(SIDM),我们表明,即使DM-核子截面可以忽略不计,被困在太阳内部的DM的数量仍然不受抑制。我们考虑一个SIDM模型,其中引入$U(1)$规范对称性来解释DM自相互作用。这样的模型自然会导致DM-核子相互作用的同位旋破坏,尽管同位旋对称性仍然被允许作为一种特殊情况。我们发现,从DM湮灭在太阳中微子签名的检测可以探测那些SIDM参数范围无法达到直接检测。这些参数范围要么是具有非常小的$m_χ$的区域,要么是由于同位旋破坏而打开的区域。
2015-09-28 hep-ph
Tracing Tau-Neutrinos from WIMP-Annihilation
弱相互作用大质量粒子(WIMP)在地球和太阳中的积累和湮灭可以通过由此产生的中微子信号来观察。我们表明,对于某些部分的超对称参数空间,目前和未来的中微子望远镜可以预期更高的事件率,由于τ中微子比由于μ子中微子的事件。我们展示了如何$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡,并在太阳散射,吸收和再生的情况下,修改信号的期望。我们发现,大多数目前提出的中性伴子模型预测相等或增加的μ子通量,如果$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡包括在内。
2001-05-10 hep-ph
Dark matter in the Randall-Sundrum model with non-universal coupling
在Randall-Sundrum(RS)框架下,考虑了简化的暗物质模型(DM)与标准模型(SM)粒子的引力相互作用.在这个框架中,DM粒子通过交换自旋为2的Kaluza-Klein(KK)引力子与SM粒子在$s$ -通道中相互作用。已知具有与SM粒子的普遍耦合的RS模型的参数空间受到LHC数据的强烈约束。因此,我们不得不考虑具有非万有耦合的模型。我们考虑的第一个模型是一个亲顶引力子模型,其中只有右手顶夸克与引力子发生强相互作用。在第二个模型中,我们假设只有右手带电的轻子与引力子有强烈的相互作用。我们将研究扩展到不仅包括标量、矢量和自旋为1/2的费米子,而且包括自旋为3/2的费米子暗物质。我们发现,有一个大的参数空间,在这些基准模型中,它是可能实现的观测到的遗物密度与直接和间接的搜索一致,但不受约束的LHC数据。
2019-09-17 hep-ph
Search for Dark Matter Annihilation to Neutrinos from the Sun
弱相互作用大质量粒子(WIMP)可以被太阳引力捕获并被困在其核心。这些WIMP湮灭成标准模型粒子会产生中微子光谱,其能量分布与暗物质质量有关。在这项工作中,我们提出的理论框架,有关观测到的中微子通量的WIMP-核子截面和总结以前的太阳WIMP搜索冰立方进行。然后,我们概述了一个正在进行的更新的太阳WIMP搜索,重点是在以前的搜索改进。
2019-09-19 astro-ph.HE hep-ph
Singlet-doublet Dirac fermion dark matter from Peccei-Quinn symmetry
本文提出一个基于 Peccei-Quinn 对称性的模型,通过单圈辐射产生 Dirac 中微子质量并构建多组分暗物质,重新开放了低于 100 GeV 的单态-双态 WIMP 暗质量参数空间,并通过直接探测、中微子振荡及轻子味破坏数据进行了唯象分析。
2024-07-26 hep-ph
WIMP Mass Determination with Neutrino Telescopes
弱相互作用大质量粒子(WIMPs)在太阳或地球的中心湮灭可能产生高能中微子,而高能中微子可能被天文中微子探测器发现。通过蒙特卡罗模拟详细地考虑了中微子诱导的μ子的角分布。它表明,大型地下切伦科夫中微子望远镜可能能够提取的μ子角分布的宽度的WIMP质量。
1995-04-11 hep-ph
Neutrinos From Particle Decay in the Sun and Earth
弱相互作用大质量粒子(WIMPs)可以通过观测在太阳和/或地球中积累的WIMPs湮灭产生的高能中微子诱导的向上μ介子来间接检测。高能μ介子中微子来自于$τ$轻子、$c$、$b$和$t$夸克、规范玻色子和由WIMP湮灭产生的希格斯玻色子的衰变。我们提供的解析表达式,适合于计算向上的μ子的通量,中微子的能量谱从所有这些粒子在太阳和地球的中心衰变。这些解析表达式应该满足蒙特卡罗计算向上μ子通量的需要。我们研究了规范玻色子的极化对中微子谱的影响,发现它们是很小的。我们还提出了简单的表达式的中微子分布的二阶矩,可用于估计的中微子诱导的μ子从WIMP湮灭的观察率。
1994-07-22 astro-ph hep-ph
Self-interacting dark matter constraints in a thick dark disk scenario
在冷暗物质模拟中,我们预测了一个厚的暗物质盘,它是银河系大小的晕中吸积卫星与恒星盘相互作用的结果。本文研究了自相互作用的厚暗盘对来自太阳的高能中微子流的影响。我们发现,粒子质量之间的100 GeV和1 TeV和暗物质湮灭重轻子的自相互作用可能不够强,以解决小尺度结构的动机或暗盘不能在银河系中存在。
2018-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
FIMP Dark Matter in Clockwork/Linear Dilaton Extra-Dimensions
本文研究了暗物质(DM)是由弱相互作用大质量粒子(FIMP)在发条/线性膨胀(CW/LD)模型框架下与标准模型粒子引力相互作用的可能性。这里我们只限于DM粒子是标量场的情况。本文扩展了我们以前对Randall-Sundrum(RS)翘曲额外维中FIMP的研究。正如它是在RS的情况下,也在CW/LD模型中,我们发现一个显着的区域的参数空间中,所观察到的DM遗迹丰度可以再现与标量DM质量在兆电子伏范围内,与再加热温度从10 GeV到$10^{9}$ GeV。我们评论的相似之处,在这两个额外的维模型的结果。
2021-03-08 hep-ph
The Detection of Cold Dark Matter with Neutrino Telescopes
高能中微子是由银河系中的暗物质粒子湮灭而产生的。目前正在用大面积的、深埋地下的中微子望远镜寻找这些中微子。困在太阳内部的冷暗物质粒子是这种中微子的丰富来源。在寻找弱相互作用的大质量冷暗物质粒子方面,粗略的计算足以证明中微子望远镜如何与现有和未来的粒子对撞机(如LHC)竞争。我们将强调,$1\,\rm km^2$区域是未来仪器的自然尺度,该仪器能够通过寻找在太阳中湮灭产生的高能中微子来探测冷暗物质候选粒子的全部GeV-TeV质量范围。我们推测这样的探测器可能是什么样子。
1994-06-14 hep-ph
Indirect detection of a subdominant density component of cold dark matter
我们通过弱相互作用的暗物质候选者,可能构成不是所有的,但只有一个次主导的组成部分,银河系冷暗物质间接手段检查的可探测性。我们表明,间接检测中性伴子在地球和太阳的湮灭的可能性并没有严重阻碍减少中性伴子遗迹密度。在地下探测器中,太阳中性伴子湮灭产生的上行μ子通量可以保持在10 μ子/km^2/yr的可探测性阈值之上,因为中性伴子构成了1%或更多的晕暗物质。类似地,地球中中性伴子湮灭的信号也可以在中性伴子密度为晕的1%时保持高密度,实际上只有在接近这个低密度时才能观察到轻于150 GeV的中性伴子。我们还表明,有许多模型,同时具有很高的直接和间接的检测率,使一些模型的歧视可能,如果一个信号被认为是在任何当前的暗物质搜索。
2002-09-23 hep-ph
A Solar Investigation of Multicomponent Dark Matter
本文研究多种热WIMP候选者在太阳内的捕获与湮灭,通过修正DM数量丰度的时间演化,揭示湮灭通量受截面、内部转换及遗迹丰度贡献的显著影响。
2023-04-24 astro-ph.SR hep-ph
Effect of low mass dark matter particles on the Sun
我们研究了太阳中的暗物质(DM)粒子的效应,特别关注由于DM粒子从太阳最内部区域带走的能量而可能减少的太阳中微子通量,以及由此导致的太阳核心温度的降低。我们发现,在4和10 GeV之间的非常低的质量范围内,最近提倡解释DAMA和CoGent实验的发现,对中微子通量的影响只有在具有非常小或消失的自湮灭截面的DM模型中才能检测到,例如所谓的非对称DM模型,研究了DM质量和自旋相关截面的组合,这些组合可以被目前的太阳中微子数据所排除。最后,我们重新审视最近的索赔,DM模型与大的自相互作用的截面可以导致对流区的位置的修改,减轻或解决太阳的组成问题。我们表明,当捕获率的“几何”上限被正确考虑,DM的影响减少了数量级,对流区的位置保持不变。
2010-09-07 astro-ph.CO 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
Does Solar Physics Provide Constraints to Weakly Interacting Massive Particles?
我们调查是否目前的日震学和太阳中微子通量的数据可能会限制WIMP-物质相互作用的范围内的WIMP参数在目前的探索WIMP搜索。我们发现,对于一个质量为30 GeV的弱相互作用粒子,一旦在太阳内部的弱相互作用粒子的存在的影响最大化,平方等温声速修改,相对于标准的太阳模型,最多0.4%在太阳的中心。对硼-8太阳中微子通量的最大影响是减少4.5%。质量越大,影响越小。这些结果意味着,目前的灵敏度在测量太阳的属性,虽然在最近几年大大提高,不提供信息或限制WIMP属性的相关暗物质。此外,我们表明,当考虑到直接WIMP搜索的电流边界时,具有主导相干相互作用的WIMP引起的效应与上面引用的值相比大大降低。本文还讨论了最小超对称标准模型中中性伴子的情况。
2002-06-21 astro-ph hep-ex hep-ph
High-energy neutrino fluxes from supermassive dark matter
本文计算了太阳核中超大质量(10^8 GeV < M < 10^16 GeV)强相互作用暗物质粒子湮灭产生的高能(E > 50 GeV)中微子的通量和能谱。我们考虑了中微子通过物质传播的所有重要方面,以及物质和真空中的振荡。我们还计算了理想化的1 km^3冰探测器中的事件发生率。我们发现信号应该远高于背景,并且很容易被下一代中微子探测器如IceCube观察到。
2002-07-26 hep-ph
Bulk Scalar Stabilization of the Radion without Metric Back-Reaction in the Randall-Sundrum Model
考虑了Randall-Sundrum模型的推广,该模型包含一个体标量场$Φ$和曲率$R$通过一般耦合$R f(Φ)$相互作用.我们推导了自旋为零的场的有效四维势的一般形式,并表明在质量矩阵中,Radion与体标量涨落的Kaluza-Klein模混合。我们证明,它是可能的,以选择一个非平凡的背景形式$Φ_0(y)$(其中$y$是额外的维坐标)的散装标量场,使确切的Randall-Sundrum度规被保存(即,使没有反作用)。我们计算了相对于背景组态$Φ_0(y)$的体标量激发的辐射子和KK模式的质量矩阵,发现所得的质量矩阵意味着辐射子的质量为非零值(确定为标量质量矩阵的最低特征值的状态)。我们发现,这个质量是抑制相对于普朗克尺度的标准翘曲因子需要解释的层次之谜,这意味着一个质量$\sim 1\tev$是一个自然的数量级的镭子质量。一般考虑的情况下,包含一个$RΦ^2$相互作用项的模型进行说明。
2003-04-24 hep-ph hep-th
Constraints on Self Interacting Dark Matter from IceCube Results
如果暗物质粒子自我相互作用,它们被天体物理物体捕获的能力应该会增强。因此,它们在物体中心湮灭的速率将增加。如果它们的自散射很强,可以通过增强它们的湮灭产物的通量来间接观察。本文研究了自相互作用对太阳中心暗物质湮灭产生的中微子流的影响。我们认为湮灭分为两个通道:$W^+W^-$(或$τ^+τ^-$,对于质量低于$W$质量的暗物质)和$b\overline{b}$。我们估计在冰立方探测器的事件率,使用其79弦配置,并比较我们的预测,他们的实验结果,从而探测暗物质自相互作用模型。
2014-02-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Light WIMPs in the Sun: Constraints from Helioseismology
我们计算太阳能模型,包括暗物质(DM)弱相互作用的大质量粒子(WIMPs)的质量为5-50 GeV和测试这些模型对日震的声速,对流区深度,对流区氦丰度的限制,和小的分离度低的p模式。我们的主要结论是,直接探测实验和粒子加速器可以补充使用太阳作为探测器的WIMP DM粒子在5-50 GeV的质量范围。对该探针最敏感的DM具有抑制的湮灭和大的自旋相关弹性散射截面。对于这里探索的WIMP横截面参数,最轻的WIMP质量<10 GeV被排除在核心声速和低阶频率间距的限制之外。对于质量为30-50 GeV的WIMP,太阳结构的变化仅限于太阳半径的内部4%,因此不会显著影响太阳的p模。未来的日震观测,最值得注意的是涉及g-模式,和未来的太阳中微子实验可能能够限制允许DM参数空间的质量范围内,是目前感兴趣的直接检测。
2010-10-14 astro-ph.SR hep-ph
Dark matter annihilation and non-thermal Sunyaev-Zel'dovich effect: I. galaxy cluster
本文计算了星系团中暗物质湮灭产生的$e^+e^-$引起的Sunyaev-Zel'dovich(SZ)效应。研究了DM粒子的两个候选者:(1)弱相互作用大质量粒子(WIMP)和(2)轻暗物质(LDM)。对于每一种情况下,我们也考虑了几个DM的个人资料,有和没有中央尖。我们通常发现比以前报道的更小的信号。此外,我们还考虑了电子和正电子在星系团中的扩散,发现这种扩散对具有大空间梯度的DM轮廓的中心电子/正电子分布有重要影响。我们发现,从WIMP的SZ效应几乎总是不可观察的,即使是高度尖形DM配置文件,并使用下一代SZ干涉仪,如ALMA。虽然LDM的信号比WIMP的信号大得多,但由于扩散的平滑效应,最终的SZ效应仍然很小。只有在中心尖点较大、扩散效应极小的情况下,才有可能探测到LDM诱导的SZ效应。
2009-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Neutrinos from the Sun can discover dark matter-electron scattering
本文利用IceCube和DeepCore对太阳中微子的观测,在10 GeV至10^5 GeV质量范围内给出了暗物质-电子散射截面的最强限制,并指出未来中微子望远镜有望发现暗物质-电子相互作用。
2025-07-18 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
High Energy Neutrinos From Superheavy Dark Matter Annihilation
膨胀过程中产生的超重($M>10^{10}$ GeV)粒子可能是暗物质,与它们的相互作用强度无关。强烈相互作用的超重粒子将被太阳捕获,它们在太阳中心的湮灭将产生高能中微子流,中微子望远镜应该可以探测到。根据粒子质量的不同,一个100公里探测器的事件发生率从每小时几个到每年几个不等。该过程的特征是τ中微子占优势,事件的能量谱相对平坦,范围从50 GeV到许多TeV,检测到的τ中微子的平均能量约为3 TeV。
2000-09-03 astro-ph hep-ph
Two-component Dark Matter with co-genesis of Baryon Asymmetry of the Universe
我们讨论的可能性,实现一个两个组件的暗物质(DM)的情况下,两个DM候选人不同,凭借他们的生产机制在早期宇宙。DM候选者之一是热生成的方式类似于弱相互作用大质量粒子(WIMP)的范例,其中DM丰度是由其冻结,而其他候选者只产生类似于冻结机制的非热贡献。我们讨论这一点的标准模型的最小扩展轻中微子质量产生辐射的方式类似于暗生模型与DM粒子内的循环。轻子的不对称性是由WIMP DM湮灭产生的,而对于非热DM,轻子的不对称性部分来自母粒子。这可以实现,同时满足相关的实验界限,并保持规模的leptogenesis或热DM质量低至3 TeV,以及在目前的实验范围内。与TeV尺度的热DM质量相比,非热DM可以低至几keV,从而产生次主导的暖暗物质(WDM)组分的可能性,这可能对结构形成产生有趣的后果。该模型也有诱人的前景,被发现在正在进行的直接检测实验,以及那些寻找带电轻子味违反过程,如$μ\rightarrow e γ$。
2019-10-10 astro-ph.CO hep-ph
Searching for Dark Matter Annihilation into Neutrinos with Super-Kamiokande
这项工作提出了间接搜索暗物质(DM)作为WIMP(弱相互作用大质量粒子)使用超级神冈探测器从1996年到2014年记录的中微子数据。讨论了从太阳和银河系中寻找WIMP诱导中微子的结果。与预期的大气中微子背景相比,我们从太阳/银河系方向寻找过量的中微子。事件样本包括电子和μ子中微子,涵盖了广泛的中微子能量(GeV至TeV),灵敏度下降到几十个GeV的WIMP质量。分析中考虑了各种WIMP湮没模式。
2015-10-27 hep-ex hep-ph
New description of neutrino flavour evolution in solar matter
假设相互作用的中微子和太阳物质可以被视为一个开放量子系统,我们制定了形式主义的中微子状态演化的布洛赫矢量,通过求解拟线性扩展的冯诺依曼方程。我们扩大了经典的Wolfenstein形式主义,通过利用严格的线性冯诺依曼方程和重新解释的结果,在数量方面适合的准线性方法。我们得到类似的预测平均中微子生存概率在地球上测量的两种方法,不同的细节内的太阳准线性演化预测抑制振荡。我们讨论了中微子和太阳之间的能量转移的问题,并在这两种方法的状态演化的速度。
2022-05-23 hep-ph hep-th
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
Probing Velocity Dependent Self-Interacting Dark Matter with Neutrino Telescopes
自相互作用的暗物质模型构成了一个有吸引力的解决方案,在小尺度上的结构形成的问题。这些模型的一个简单实现考虑了由轻粒子介导的暗力,轻粒子可以通过与光子或$Z$玻色子的混合耦合到标准模型。在这种情况下,我们调查的IceCube-DeepCore和平谷中微子望远镜的灵敏度相关的μ介子中微子通量产生的暗物质湮灭在太阳。尽管模型很简单,但几种效应自然出现:动量抑制的原子核捕获,速度依赖的暗物质自捕获,索末菲增强的湮灭,以及由于介质晚期衰变而增强的中微子通量。考虑到所有这些影响,我们发现大多数模型相关的参数空间可以通过IceCube-DeepCore已经收集的三年数据进行测试。我们表明,通过中微子的间接检测可以与直接检测实验的强大的现有限制,特别是在同位旋破坏的情况下。
2018-03-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Asymmetric Dark Matter in the Sun and the Diphoton Excess at the LHC
最近有人指出,非对称暗物质(ADM)与核子的动量依赖耦合可以解释日震观测值与标准太阳模型预测值之间的广泛分歧。在本文中,我们提出了一个最小的简化ADM模型组成的标量和赝标量介体,除了狄拉克费米子DM,产生这样的动量依赖的相互作用。值得注意的是,质量约为750 GeV的赝标量可以同时解释太阳异常和最近的双光子过剩观测的ATLAS和CMS实验在早期的$\sqrt s=13$ TeV LHC数据。在这个框架中,共振的总宽度自然很大,正如ATLAS实验所建议的,因为共振主要衰减到ADM对。该模型预测的存在一个新的光标量在GeV范围内,与夸克相互作用,并观察到的双喷流,单喷流和$t\bar{t}$签名的750 GeV的共振在大型强子对撞机。
2016-06-28 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Production rates of dark photons and $Z'$ in the Sun and stellar cooling bounds
本文计算了太阳中多种$U(1)$扩展模型产生的轻规范玻色子(如暗光子)的产生率,发现耦合与光子不一致时抑制消失,并推导了$B-L$、$L_\mu-L_\tau$等模型的恒星冷却界限。
2023-08-30 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
A Module For Boosted Dark Matter Event Generation in GENIE
在大型中微子探测器上产生半相对论或相对论增强暗物质通量的模型是超越最小弱相互作用大质量粒子(WIMP)范式的有充分动机的扩展。当前和即将到来的基于液氩时间投影室(LArTPC)的检测器将具有对这样的模型的改进的灵敏度,但是还需要改进的理论建模以更好地理解它们的信号并优化它们的分析。我提出了第一个完整的蒙特卡罗工具,用于增强暗物质与原子核在LArTPC探测器可访问的能量范围内相互作用,包括深地下中微子实验(DUNE)。该代码使用了GENIE中微子蒙特卡罗事件发生器的核物理和强物理模型,以及暗物质的粒子物理模型。该代码将在GENIE v3中提供。此外,我提出了一个代码,用于生成一个GENIE兼容的通量的增强暗物质来自太阳,是独立释放。
2018-12-13 hep-ex hep-ph
Neutrinos from WIMP Annihilations Obtained Using a Full Three-Flavor Monte Carlo Approach
弱相互作用大质量粒子(WIMPs)是宇宙中暗物质的主要候选者之一。如果这些粒子构成了暗物质,那么它们可以被太阳或地球捕获,沉入各自的核心,湮灭并产生中微子。因此,在朝向太阳和/或地球的中微子望远镜中,这些中微子可能是一个引人注目的暗物质特征。本文从几个方面改进了以往关于计算WIMP湮灭中微子产额的分析。我们包括中微子振荡在一个完整的三味框架,以及所有的影响,从中微子相互作用的方式通过太阳(吸收,能量损失,再生从τ衰变)。此外,我们还研究了混合角$θ_{13}$的非零值以及正常和倒置中微子质量等级的影响。我们的研究是在一个基于事件的设置,这使得这些结果非常有用的理论分析和建设中微子望远镜蒙特卡罗代码。我们所有的中微子产额的结果,以及我们的蒙特卡罗代码,是公开的。我们发现,μ子型中微子的产额从在太阳的WIMP湮灭增强或抑制,取决于占主导地位的WIMP湮灭通道。这种效应是由于中微子振荡引起的有效的味道混合。对于地球内部的WIMP湮灭,从源到探测器的距离太小,不允许中微子望远镜相关的中微子能量的任何显着振荡。
2008-03-12 astro-ph hep-ph
DAMA/LIBRA and leptonically interacting Dark Matter
我们考虑了暗物质(DM)只与轻子有树级相互作用的假设。这样一个框架,其中DM反冲对原子中的电子绑定,已被提出作为一个解释每年调制的闪烁信号在DAMA/LIBRA相对于没有一个信号的核反冲在实验中,如CDMS或XENON10。然而,即使在这样一个亲轻子DM的情况下,也存在环诱导的DM-强子相互作用,其中从虚轻子发射的光子耦合到核的电荷。使用一般的有效场论方法,我们表明,如果这样的相互作用是在一个或两个回路的水平,然后DM-核散射占主导地位的DM-电子散射。这是因为后者受到束缚态波函数的抑制。一个得到的情况类似于标准的DM-核散射分析与相当大的张力之间的DAMA和CDMS/XENON10的结果。这一结论不适用于DM和轻子之间的赝标或轴向矢量耦合的情况,在那里,圈图消失。在这种情况下,根据DM电子散射对DAMA信号的解释强烈地不受信号的光谱形状的影响。此外,如果DM可以湮灭为中微子或τ轻子,所需的截面被排除了许多数量级使用的超神冈束缚的中微子从DM湮灭在太阳。
2009-10-02 astro-ph.CO hep-ph
Limits on WIMP-Scattering Cross Sections using Solar Neutrinos with Ten Years of IceCube Data
本研究利用IceCube十年的太阳中微子数据,对20 GeV至10 TeV质量范围内的WIMP散射截面进行搜索,并在大多数通道中实现了世界领先的灵敏度。
2025-07-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino flavor ratios as diagnostic of solar WIMP annihilation
我们认为中微子(和反中微子)的味道到达地球的中微子产生的湮灭弱相互作用的大质量粒子(WIMP)在太阳的核心。在密度矩阵形式下,研究了太阳物质对产生的$\agt$ GeV中微子味传播的影响。物质效应,包括质量态能级交叉,影响的味道通量相当大。这里的论述有点教育性,因为它从太阳中心的单一味道的绝热演化开始,$θ_{13}$设置为零,并进展到从太阳核心到地球的WIMP衰变中预期的味道比率的完全现实的处理。在完全真实的计算中,包括非绝热能级交叉,以及$θ_{13}$和CP破坏相$δ$的可能非零值。由于物质中的共振增强,甚至小于一定程度的$θ_{13}$的非零值可以显著地影响风味传播。正常和倒置的中微子质量层次被认为是。我们的主要结论是,测量$\agt$ GeV太阳中微子的味比(除了能谱)可以提供WIMP模型之间的区分。特别是,我们证明了在地球上的中微子从两个主要类的WIMP最终状态,即$W^+ W^-$和95% $b \bar{b}$ + 5% $τ^+τ^-$的味道差异。相反,如果WIMP的性质是从未来加速器的生产中学习的,那么$\agt$ GeV太阳中微子的风味比可能有助于推断$θ_{13}$和质量等级。
2007-08-08 astro-ph hep-ph
Search for Boosted Dark Matter Interacting With Electrons in Super-Kamiokande
使用161.9千吨年的超级神冈IV数据搜索增强的暗物质。我们在大气中微子背景之上寻找过量的弹性散射电子,其可见能量在100 MeV和1 TeV之间,指向银河系中心或太阳。未观察到此类过量。计算了银河系中心和太阳周围多个角锥体中提升的暗物质事件率的极限。极限也计算了基线模型的增强暗物质产生的冷暗物质湮灭或衰变。
2018-05-31 hep-ex hep-ph
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
Recent advances in neutrino astrophysics
中微子是由各种来源产生的,包括我们的太阳,爆炸性环境,如核心坍缩超新星,地球和早期宇宙。最近发现的超高能中微子的确切来源尚未确定。这些弱相互作用的粒子给了我们关于它们的来源的信息,尽管当中微子穿过天体物理环境时,中微子通量可以被修改。在这里,我们强调了中微子天体物理学的最新进展,并强调了我们在介质中的中微子味转换的理解的重要进展。
2014-11-24 astro-ph.SR hep-ph nucl-th