Heavy states of hadron string as weak interacting massive particles for Dark Matter
强子弦（尺度为1 Gev）的大质量态（10 Gev或更高）与宇宙中常见的重子的耦合常数可以非常小。它们对应的平均时间是有序的，甚至比宇宙的年龄还要大。它们被认为是暗物质的弱相互作用大质量粒子（WIMP）的可能候选者。
2013-06-19 hep-ph
Strongly-interacting massive particle and dark photon in the era of intensity frontier
强相互作用大质量粒子（SIMP）是暗物质（DM）的一个有趣的候选者，因为它的自相互作用截面可以自然地强到足以解决小尺度结构形成的天体物理问题。通过假设一个非线性凝聚，提出了一个简单的模型，其中复合SIMP来自“强相互作用”U（1）$_{\rm d}$规范理论.在原始模型中，DM遗迹丰度由$3\to2$湮灭过程通过Wess-Zumino-Witten项确定。在这封信中，我们讨论了DM遗迹丰度也是通过超荷规范玻色子和暗U（1）$_{\rm d}$规范玻色子（暗光子）之间的动力学混合的半湮灭过程自然确定的。在不久的将来，可以通过LDMX式的丢失动量实验发现暗光子。
2020-06-04 astro-ph.CO hep-ph
On the renormalization group for the interacting massive scalar field theory in curved space
利用热核方法导出了弯曲时空中相互作用质量标量场的有效作用量。从这一有效作用量出发，我们建立了四标量耦合常数和非最小相互作用参数的低能解耦的光滑二次型。在两个玩具模型与负和正的四标量耦合常数，这个参数的演变从共形值1/6在高能量下的IR制度进行了研究。
2003-11-24 gr-qc hep-ph hep-th
SIMP (Strongly Interacting Massive Particle) Search
我们考虑实验室实验，可以检测稳定的，中性的强相互作用大质量粒子（SIMPs）。我们探索SIMP湮灭截面从其最小值（宇宙学边界的限制）谷仓范围内，并改变质量值从GeV到TeV。我们还考虑了在Tevatron探测这种粒子的前景和问题。
2000-02-10 hep-ph
SIMP (Strongly Interacting Massive Particle) Search
我们考虑实验室实验，可以检测稳定的，中性的强相互作用大质量粒子（SIMPs）。我们探索SIMP湮灭截面从其最小值（宇宙学边界的限制）谷仓范围内，并改变质量值从GeV到TeV。我们还考虑了在Tevatron探测这种粒子的前景和问题。
2000-05-11 hep-ph
iTIMP: isotriplet Technicolor Interacting Massive Particle as Dark Matter
我们认为，一个弱的等重态复合标量具有完整的U（1）的整体对称性自然出现在人工色模型导致一个有趣的类型的暗物质候选人：iTIMP。我们提出了明确的iTIMP模型，研究基于地球的约束，并提出可能的碰撞信号。
2009-12-10 hep-ph
Effective theory for self-interacting dark matter and massive spin-2 mediators
我们考虑了任意自旋自相互作用暗物质的有效理论，通过引入一个质量为2的自旋粒子作为暗物质自散射的介质，超越了文献中的讨论.我们给出了暗物质的有效自相互作用在首阶展开中的动量转移和暗物质速度。在有效汤川相互作用的首级近似下，我们比较了玻恩截面和非微扰截面。结果表明，对于速度依赖的自散射，在满足星系团边界条件的同时，还可以在很宽的暗物质和自旋2粒子质量范围内解决星系中的小尺度问题.
2021-02-12 astro-ph.GA hep-ph hep-th
Small-scale Cosmic Signatures of Feebly Interacting Massive Particles
弱相互作用大质量粒子（FIMPs），如果它们存在的话，应该是非常难以检测的，即使是间接的。为了约束它们，我们通过研究它们关于小尺度结构形成的预测签名，推导出通过标准模型场来源的弱理论的界限。为了实现这一点，我们得到一个通用的尺寸$\ell$散射算子的相空间分布函数的解析近似。作为概念的证明，实现这样的理论进行了讨论，它提供了一个可行的热演化，并能够扎实地解决持久的小尺度结构的挑战出现在$Λ$ CDM宇宙学。
2021-02-17 hep-ph
Massive neutrinos and interacting dark matter look alike through the lens of lensing
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）
研究指出大规模中微子对宇宙微波背景辐射引力透镜功率谱的抑制效应可通过暗物质-重子相互作用模拟，可能影响中微子质量的测定。
2026-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Renormalization Effects on Electric Dipole Moments in Electroweakly Interacting Massive Particle Models
本文研究了具有新的电弱相互作用的大质量费米子模型中电偶极矩的重整化效应。电偶极矩是由有效算符产生的，有效算符是在模型中以一定尺度积分出重粒子而产生的。给出了从算符产生的尺度到电弱尺度的有效算符Wilson系数的重整化群方程。我们的数值研究主要集中在超对称小劈裂情形和大质量粒子暗物质弱相互作用情形下的电偶极矩。结果表明，重整化效应可以得到一个增强因子的数量级为O（10）%的最小分裂的情况下，并在最小的暗物质模型是超过2。
2019-05-23 hep-ph
Superweakly Interacting Massive Particles
我们研究了一类新的暗物质：超弱相互作用大质量粒子（superWIMPs）。与传统的WIMP一样，超级WIMP出现在动机良好的粒子理论中，自然具有正确的残余密度。然而，与WIMP相反，超级WIMP不可能在所有传统的暗物质搜索中被检测到。我们考虑的具体例子的引力子和引力子冷暗物质的模型与超对称性和普遍的额外的维度，分别，并表明，superWIMP暗物质满足严格的约束，从大爆炸核合成和宇宙微波背景。
2003-06-30 astro-ph hep-ph
Hidden strongly interacting massive particles
我们认为暗物质作为强相互作用大质量粒子（SIMPs）在一个隐藏的部门，热解耦的标准模型热浴。由于其强相互作用，SIMP的数量变化过程导致其在不同于可见扇区温度$T$的温度$T_{\rm{D}}$下热化，随后随着宇宙膨胀而去耦。我们详细研究了暗SIMP丰度的演化，发现一个隐藏的SIMP为自相互作用的暗物质提供了一个一致的框架。复合SIMP的热化和去耦可以在手性微扰理论的有效性范围内处理，这与SIMP的最简单实现不同，其中SIMP与标准模型处于热平衡。
2018-05-25 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 Electroweakly Interacting Massive Particles with Drell-Yan Process at 100 TeV Hadron Colliders
除了标准模型之外，还有许多模型包含了大质量的电弱相互作用粒子（EWIMPs），通常是在暗物质的背景下。本文研究了在未来的$100\,{\rm TeV}$强子对撞机上利用精确测量Drell-Yan截面间接寻找EWIMP。结果表明，这种搜索策略特别适用于Higgsino，并且在$95\,\%$ C.L.将覆盖质量达到约$1.3\,{\rm TeV}$的Higgsino。不管电荷伴子和中性伴子的质量差。我们还表明，Drell-Yan过程的研究提供了重要的和独立的信息，每一种EWIMP除了Higgsino。
2019-02-16 hep-ph
Magnetic field generation in dense gas of massive electrons with anomalous magnetic moments electroweakly interacting with background matter
本文描述了在具有反常磁矩的大质量带电费米子系统中，沿外磁场流动的电流与背景物质的弱相互作用的产生。该电流被示出导致磁场的不稳定性，从而导致其增长。一些天体物理的应用进行了讨论。
2017-12-16 astro-ph.HE hep-ph
Resolving phenomenological problems with strongly-interacting-massive-particle models with dark vector resonances
我们考虑了一种由$3\rightarrow2$湮灭的冻结机制产生的轻暗物质候选者，即所谓的强相互作用大质量粒子（SIMPs）。SIMPs在暗手征微扰理论（ChPT）中被确定为暗π子，其中SIMPs所需的轻质量和强耦合都可以通过强动力学实现。在具有$SU(3)_L \times SU(3)_R /SU(3)_V$味对称性的类QCD理论中，在隐局域对称性方案中包含暗矢量介子，我们证明了暗矢量介子有效地使暗ChPT幺正化，从而在暗ChPT的有效性范围内确定了正确的残余密度条件.
2018-07-17 hep-ph
Theory and Phenomenology of Planckian Interacting Massive Particles as Dark Matter
普朗克相互作用暗物质（Planckian Interacting Dark Matter，PIDM）是暗物质的一个最小场景，假设只有与标准模型的引力相互作用，并且只有一个自由参数，PIDM质量。如果再加热温度足够高，在膨胀后的标准模型扇区的热等离子体中，通过引力散射可以成功地产生PIDM，PIDM的质量范围从TeV到GUT尺度。最小假设的一个大统一体规模PIDM质量可以在未来测试的原始张量标量比的测量。当大的原始张量模在大质量范围内与作为暗物质的QCD轴子处于紧张状态时，它将有利于PIDM作为WIMP的最小替代品。在这里，我们概括了以前研究的标量PIDM方案的费米子，矢量和张量PIDM方案的情况下，并表明，现象几乎是相同的，独立的自旋的PIDM。我们还考虑具体实现的PIDM的卡鲁扎克莱因激发的引力子在轨道紧化的弦论，以及在模型的单值膨胀和希格斯膨胀。最后讨论了通过非微扰衰变间接探测PIDM的可能性。
2018-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Response of Mica to Weakly Interacting Massive Particles
我们计算了假设的弱相互作用暗物质粒子（如中性伴子）从云母散射的自旋相关截面。云母中最丰富的奇A同位素Al 27和K39需要不同的壳模型处理。计算出的截面将允许解释正在进行的实验，寻找由于暗物质粒子与古代云母中的原子核相互作用而产生的轨道。
1995-04-18 astro-ph hep-ph nucl-th
Self-heating of Strongly Interacting Massive Particles
最近有人指出，半湮灭的暗物质（DM）可能会经历一种被称为自加热的新的温度演化。放热半湮灭将DM质量转化为动能。这产生了一个独特的DM温度演化，$T_χ \propto 1 / a$，与自由流动的非相对论粒子的$ T_χ \propto 1 / a^{2}$相反。只要自散射充分地重新分配DM粒子的能量，自加热就会继续。本文研究了自加热DM中宇宙学扰动的演化。我们发现当自散射截面为$σ_{\rm self} / m_χ \sim {\cal O} (1) \,{\rm cm}^{2} /{\rm g}$时，亚GeV自加热DM在亚星系尺度的物质功率谱上留下了一个截止。然后，我们提出了一个粒子物理实现的自加热DM方案。该模型是基于最近提出的强相互作用的大质量粒子与类π粒子在一个QCD的部门。类π介子粒子半湮灭成类轴子粒子，后者被暗辐射热化。暗辐射温度小于标准模型温度，避开了中微子有效自由度数的约束。当通过小耦合从标准模型扇区填充暗扇区时，很容易实现。
2018-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Generalized elastic positivity bounds on interacting massive spin-2 theories
我们用广义弹性正界来约束多场自旋2有效场论的参数空间。这些广义边界涉及具有不同质量的粒子之间的非弹性散射振幅，即使在$t=0$极限中也包含运动学奇异性。我们将这些边界分别应用于赝线性自旋2理论、循环自旋2理论和线自旋2理论。对于伪线性理论，我们排除了其余的运营商是不受约束的通常的弹性正界，从而排除了所有的领导（或最高截止）在理论中的相互作用的运营商。对于循环和线理论，我们的方法还提供了关于先前未受约束的Wilson系数的新界限，将两个理论中的参数空间限定为有限区域（{ \it，即}，每个威尔逊系数都受到两侧的约束）。为了帮助可视化这些有限区域，我们对它们的各种截面进行采样并估计总体积。
2020-11-10 gr-qc hep-ph hep-th
Destruction of 7Be in big bang nucleosynthesis via long-lived sub-strongly interacting massive particles as a solution to the Li problem
我们确定的反应，破坏7Be和7Li在大爆炸核合成（BBN）的情况下，BBN催化的一个长寿命的次强相互作用的大质量粒子（次SIMP或X粒子）。只有当一个X粒子与一个核子之间的相互作用强度比两个核子之间的相互作用强度弱到一定程度时，与核的非辐射X俘获相关的破坏才能实现，该程度取决于X的质量。以X粒子的质量和与原子核的相互作用强度为输入参数，计算了X粒子与原子核的结合能。与X有关的核反应速率被简单地估计，并被用于计算核丰度的演变。我们认为，7Li的问题，这可能与尚未认识到的粒子过程中操作BBN，可以解决，如果X粒子与原子核相互作用强到足以驱动7Be破坏，但不足以形成一个束缚态与4He的相对角动量L=1。这种情况的理由，严格计算反应速率使用量子力学多体模型是非常可取的，因为这个结果涉及许多重大的不确定性。
2011-02-10 astro-ph.CO hep-ph
Perturbative Unitarity of Strongly Interacting Massive Particle Models
暗π介子是强相互作用大质量粒子暗物质的一个有希望的候选者。大的π介子自耦合$m_π/f_π$往往需要正确的残余丰度，因此，分波振幅可以违反微扰么正性，即使在天真的微扰制度的耦合。为了满足光学定理，我们改进了分波振幅。我们证明了这种改进只适用于半相对论π介子，因此这并不影响宇宙结构的自散射截面。我们还讨论了$πππ\to ππ$散射过程的改善的影响，我们发现，有一个上界$m_π$在正确的遗物丰度是永远不会实现的，即使在大$m_π/f_π$由于光学定理。
2023-03-03 hep-ph
Nucleosynthesis constraints on massive, stable, strongly interacting particles
我们发现约束重，稳定的，强相互作用的大质量粒子（X）从搜索包含它们的异常核，在原始核合成过程中形成。使用现有的数据，我们得到的丰度比$C_X\equiv n_X/n_B$的范围内的$3\times 10^{-8}$的$3\times 10^{-13}$的质量高达10 TeV的限制，如果$X-N$相互作用是足够强的结合在低Z核。我们还发现了一个粗略的$X-N$相互作用的下限，这意味着在大部分的$M_X$范围内的兴趣与$A\geq 200$的核结合，并解决地球上这种异常核的相对丰度。
1998-08-28 astro-ph hep-ph
Nuclear proton and neutron distributions in the detection of weak interacting massive particles
在评价弱相互作用大质量粒子（WIMP）探测率时，通常采用从电荷分布中提取的形状因子来描述WIMP-核截面。在这项工作中，我们使用不同的质子和中子分布从Hartree-Fock计算。我们研究了这种选择对六个具有不同中子过剩的原子核的总探测率的影响，这些原子核取自原子核图的不同区域。如果考虑与同位旋相关的WIMP-核子相互作用，则质子和中子的不同分布的使用变得更加重要。对质子和中子密度的不同描述的需要随着探测能量阈值的降低而减少。
2012-11-08 hep-ph nucl-th
Searching for Strongly Interacting Massive Particles (SIMPs)
我们考虑实验室实验，可以检测稳定的，中性的强相互作用大质量粒子（SIMPs）。我们探索SIMP湮灭截面从其最小值（宇宙学边界的限制）谷仓范围内，并改变质量值从GeV到TeV。我们计算了作为SIMP-核子截面的函数的最小核子数A，在这个核子数下，核中应该有束缚。我们认为加速器质谱与金（A=200）的目标，并计算可能的丰度异常金核，如果稳定的中性SIMPs存在。我们还考虑了在Tevatron探测这种粒子的前景和问题。我们乐观地估计，这样的检测可能与SIMP-核子截面大于0.1毫巴恩和质量之间的25和50 GeV的SIMP。
1999-09-30 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
Early or phantom dark energy, self-interacting, extra, or massive neutrinos, primordial magnetic fields, or a curved universe: An exploration of possible solutions to the $H_0$ and $σ_8$ problems
在本文中，我们探讨了现有的紧张局势的局部宇宙膨胀率，$H_0$，和振幅的集群大规模结构在$8\, h^{-1}\mathrm{Mpc}$，$σ_8$，以及模型，声称要减轻这些紧张局势。我们考虑七种模型：演化暗能量（$w$ CDM）、额外辐射（$N_\mathrm{eff}$）、大质量中微子、曲率、原始磁场（PMF）、自相互作用中微子模型和早期暗能量（EDE）。我们用三个数据集来测试这些模型，这些数据集涵盖了可测量的宇宙学时代的全部范围，具有显著的精度，并且对系统效应进行了充分的测试：普朗克2018年宇宙微波背景数据，斯隆数字巡天重子声学振荡尺度测量，以及Ia型超新星的万神殿目录。我们使用最近的SH0ES $H_0$测量和$σ_8$（及其相关参数$S_8=σ_8\sqrt{Ω_\mathrm{m}/0.3}$）的几种测量。我们发现四个模型在贝叶斯模型选择中高于“强”阈值，$w$ CDM，$N_\mathrm{eff}$，PMF和EDE。然而，只有EDE还将完整数据集中的$H_0$张力缓解至低于2 $σ$。因此，没有模型在全数据集中对$S_8/σ_8$张力进行描述，在$H_0$和$S_8/σ_8$张力的组合情况下，也没有模型比$Λ$ CDM更好。
2022-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter interacting via a massive spin-2 mediator in warped extra-dimensions
我们研究暗物质通过一个大质量的自旋2介质相互作用。为了对自旋为2的粒子有一个一致的有效理论，我们在一个扭曲的额外维模型中工作，使得介质是5D引力子的Kaluza-Klein（KK）模式。我们密切关注暗物质湮灭成为KK-引力子。由于自旋2场纵模的高能行为，如果只考虑一个自旋2介质，这些通道在大质心能量$\sqrt{s}$处表现出巨大的增长。我们第一次把完整的KK塔包括在这个暗物质产生过程中，发现这种增长是非物理的，一旦考虑到额外维度理论的全部场内容，这种增长就会被取消。有趣的是，这意味着一旦$\sqrt{s}$大于第一引力子质量，就不可能用简化的有效相互作用集来近似完整理论中得到的结果。这使人怀疑以前的研究与自旋2介质在EFT框架内的普遍适用性，并促使我们重新审视的现象学允许的参数空间的引力相互作用的标量暗物质在翘曲的额外的维度。
2021-05-14 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
Boltzmann hierarchies for self-interacting warm dark matter scenarios
我们提供了一个一般的框架自相互作用的温暖暗物质（WDM）在宇宙学扰动，从第一性原理推导玻尔兹曼层次保持一定的独立性，从一个特定的相互作用拉格朗日。我们考虑大质量粒子之间的弹性相互作用，并获得一个层次，这是更一般的比通常获得的非相对论（如冷DM）或超相对论（如中微子）近似。在玻尔兹曼碰撞项中，更一般的动量相关的核积分，明确计算不同的场介质模型，包括一个标量场（无论是大规模或无质量）或大规模矢量场的例子。作为一个应用程序，我们研究了弛豫时间近似下每个粒子的相互作用速率的演变，并评估当一个给定的自相互作用是相关的哈勃膨胀率相比。我们的框架旨在成为一个有用的起点，以评估DM自相互作用的影响，在线性功率谱，必要的，然后研究它的演变一直到非线性阶段的结构形成，其中某些DM相互作用被证明是相关的。
2020-09-25 astro-ph.CO hep-ph
Non-perturbative Effects on Electroweakly Interacting Massive Particles at Hadron Collider
电弱相互作用大质量粒子（Electroweakly Interacting Massive Particles，EWIMPs），即在标准模型（Standard Model）的电弱相互作用下带电的新的大质量粒子，经常被各种新的物理模型预言。在强子对撞机实验中，我们不仅观察了EWIMP的直接产生，而且测量了它们对SM轻子对产生的Drell-Yan过程的量子效应。这种效应被认为是增强的，特别是当终态的双轻子不变质量接近EWIMP阈值时，即EWIMP质量的两倍。然而，在这样的质量区域中，我们必须仔细考虑非微扰效应，因为EWIMP变得非相对论性，预测可能会受到例如，由电弱相互作用引起的EWIMP的束缚态。我们利用EWIMP的非相对论性有效场论研究了这种非微扰效应，发现它们确实对Drell-Yan过程的微分截面有显著影响，尽管这种影响由于大型强子对撞机实验中轻子测量的有限能量分辨率而被模糊了.
2020-11-30 hep-ex hep-ph
Scatttering of Weakly Interacting Massive Particles from Ge73
我们使用一个“混合”的方法，混合变分确定的三轴核斯莱特行列式，计算Ge 73假设的暗物质粒子，如中性伴子的响应。该方法是一个混合的旋转不变性近似恢复之前的变化，然后完全恢复之前的混合的本征态。讨论了Ge 73的形状共存和三轴性等特征及其对自旋相关中性伴子截面的影响。我们的计算产生一个令人满意的四极矩和一个准确的磁矩在这个非常复杂的核，表明自旋结构，从而轴向矢量响应暗物质粒子的模型。
1994-08-05 hep-ph nucl-th
Simulations of the 3-Dimensional Velocity Distribution of Halo Weakly Interacting Massive Particles for Directional Dark Matter Detection Experiments
作为利用定向暗物质（DM）探测实验提供的三维信息开发数据分析程序的准备，本文研究了晕弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的蒙特卡罗三维速度角分布模式，并应用贝叶斯拟合技术重建了三维WIMPs速度的径向分布。除了WIMP角速度分布的日调制，即文献中提出的DM信号的所谓“方向性”之外，我们还将展示3-D WIMP速度的角和径向分布的可能的“年度”调制。我们的径向WIMP速度分布（的年度调制）的贝叶斯重建结果也将详细讨论。附录中给出了几个地下实验室的“实验室（位置）相关”参考系中三维WIMP速度的角分布图，供读者参考。
2020-03-11 astro-ph.HE hep-ph
Renormalization Effects on Electric Dipole Moments in Electroweakly Interacting Massive Particle Models
单马约拉纳费米子的标准模型的扩展模型可以实现为激发良好的紫外模型的低能有效理论。研究了由Majorana费米子和标准模型希格斯玻色子组成的有效算符产生的电偶极矩，特别是有效算符的重正化效应.我们给出了从算符产生的尺度到电弱尺度的有效算符的单圈反常维数。在这篇论文中，我们着重讨论了电弱马约拉纳费米子、三重态和五重态的电偶极矩。我们发现重正化效应可以使三重态模型的增强因子达到O（10）%，而五重态费米子模型的增强因子超过2。
2019-06-20 hep-ph
Self-interacting asymmetric dark matter coupled to a light massive dark photon
暗物质（DM）与相当大的自相互作用介导的一个轻的物种提供了一个令人信服的解释所观察到的银河系的子结构，此外，DM和轻粒子之间的直接耦合有助于DM湮灭在早期宇宙。如果DM丰度是由于暗粒子-反粒子的不对称性，则DM湮灭截面可以任意大，并且DM与轻物质的耦合可以是显著的。我们考虑的情况下，非对称DM通过光（但不一定是无质量）阿贝尔规范矢量玻色子，暗光子相互作用。在无质量暗光子极限下，规范不变性要求DM是多组分的，由不同种类的正负暗离子组成，它们部分地结合在中性暗原子中。我们认为，一个类似的结论适用于光暗光子，特别是，我们建立的DM的多组分和原子的字符持续在大部分的参数空间中，暗光子是足够轻的调解相当大的DM自相互作用。我们讨论了在这种情况下的宇宙学事件序列，包括暗不对称的产生，冻结的湮灭，暗复合和相变，使质量的暗光子。我们估计DM晕的自相互作用的效果，考虑到这一宇宙学的历史。我们放置的基础上观察到的椭圆形的大晕的约束，并确定DM自散射的制度，可以影响较小的晕的动态，使理论与观测更好地吻合。此外，我们估计宇宙学丰度的暗光子在各种制度，并得出相关的界限。
2014-07-17 astro-ph.CO 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
On renormalizability of the effective field theory of massive Yang-Mills fields
考虑了有质量杨-米尔斯场与费米子相互作用的有效场论。证明了在有效场论意义下的微扰重整化。指出矢量玻色子质量消失的极限导致了无质量规范有效场论。强CP问题的解决方案可能的相关性进行了讨论。
2012-07-31 hep-ph hep-th
Velocity distributions and annual-modulation signatures of weakly-interacting massive particles
DAMA合作的NaI探测器的事件率的年度调制被用来推断星系晕中粒子暗物质的存在。导出了WIMP质量和WIMP-核子截面的界。这些分析假设当地的暗物质速度分布是各向同性或有一些整体旋转。在这里，我们考虑可能的结构的影响，在WIMP速度分布上的年度调制振幅。我们表明，如果我们允许一个局部各向异性的速度色散张量，直接检测实验的解释可能会显着改变。我们还表明，在径向密度分布的不确定性所产生的速度分布的不确定性是不太重要的，如果速度色散被假定为各向同性的。
2000-06-16 astro-ph hep-ph
Light weakly interacting massive particles
轻WIMP是暗物质候选粒子，与已知粒子有弱尺度的相互作用，质量在GeV到10 GeV的范围内。在过去的十年里，在几次暗物质的研究中，都出现了微弱的WIMP。在质量和截面非常接近的区域中，四个独立的直接探测实验线索和一个来自银河系中心的伽马射线的潜在间接探测信号前所未有地可能重合，引起了我们这个领域的极大兴趣。即使这些提示到目前为止还没有导致发现，但它们对我们的领域产生了重大影响。在这里，我们回顾了支持和反对轻WIMP作为暗物质候选者的证据，并讨论了未来的相关实验和观测
2017-12-03 hep-ph
3-Dimensional Effective Velocity Distribution of Halo Weakly Interacting Massive Particles Scattering off Nuclei in Direct Dark Matter Detectors
本文作为我们未来利用定向直接暗物质探测实验提供的三维信息进行数据分析的第三步研究的第三部分，介绍了晕弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的三维有效速度分布，它代替了整个银河系暗物质粒子的理论预测，描述了地下探测器中WIMP散射（指定）目标核的实际速度分布。它的目标和WIMP的质量依赖性，以及（“年度”调制）的“各向异性”在赤道/实验室，甚至银河系坐标系将被证明和详细讨论。为方便读者参考，本文中介绍的所有模拟图（以及更多）都可以在我们的在线（交互式）演示网页（http：//www.tir.tw/phys/hep/dm/amidas-2d/）上找到“动画”。
2021-03-11 astro-ph.HE hep-ph
Constraints for weakly interacting light bosons from existence of massive neutron stars
标准模型之外的理论包括许多新粒子，其中一些可能是轻的，与普通物质弱耦合。这些粒子影响核物质的状态方程，并能使中子星的容许质量向更高的值移动。当弱相互作用轻玻色子的耦合强度与质量平方之比大于$g^2/μ^2 \sim 25 ~\mathrm{GeV}^{-2}$时，中子星的内部结构将发生改变。我们提供的限制与奇怪的部门，这不能从实验室实验分析实现的耦合。当考虑到与第一夸克族的耦合时，中子星所施加的限制并不比现有的实验室限制更严格。对中子星的观测表明，$β$平衡的核物质的物态方程比原子核和核物质的多体理论所预期的更严格。一个弱相互作用的光矢量玻色子主要与第二族夸克耦合，可以产生所需的硬化。
2009-07-14 astro-ph.SR hep-ph nucl-th
Path integral quantization for massive vector bosons
本文研究了自相互作用有质量矢量场的宇称守恒和洛伦兹不变的有效场论。对于具有无量纲耦合常数的相互作用项，进行正则量子化。结果表明，该系统的第二类约束的自洽条件与微扰重整化相结合，导致SU（2）杨米尔斯理论与一个额外的质量项。
2010-01-07 hep-ph hep-th
Spin-Dependent Weakly-Interacting-Massive-Particle--Nucleon Cross Section Limits from First Data of PandaX-II Experiment
PandaX-II实验的自旋相关的WIMP核子相互作用的新的约束条件，使用的数据集对应于3.3 $\times10^4$千克-天的总曝光。假设一个标准的轴向矢量自旋相关的WIMP与$^{129}$和$^{131}$的核相互作用，在所有的暗物质直接探测实验中设置的最严格的上限的WIMP与质量超过10 GeV/c $^{2}$的WIMP中子截面。当WIMP质量为40 GeV/c $^{2}$时，在90%的置信水平下，得到了$4.1\times 10^{-41}$ cm $^2$的最小上限。这表示在该质量和更高质量下，最佳可用极限的改进超过两倍。这些改进的横截面限制提供了更严格的约束有效的WIMP质子和WIMP中子耦合。
2017-02-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Bayesian Reconstruction of the Velocity Distribution of Weakly Interacting Massive Particles from Direct Dark Matter Detection Data
在本文中，我们扩展了我们的早期工作的重建（时间平均）的银河系弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的一维速度分布，并引入贝叶斯拟合过程的理论预测的速度分布函数。在该重建过程中，通过使用直接来自直接暗物质探测实验的原始数据（即，测量的反冲能量）重建的（粗略）速度分布，与一种或多种不同的目标材料一起，被用作“重建输入”信息。通过假设一个拟合的速度分布函数，并基于贝叶斯分析扫描参数空间，天文特征参数，如太阳和地球的银河系的速度，将被钉在输出结果。我们的蒙特卡罗模拟表明，这种贝叶斯扫描过程可以重建真实的（输入）WIMP速度分布函数相当精确与重建的特征太阳和地球的速度和1西格玛统计不确定性<~ 20 km/s的可忽略不计的系统偏差。此外，对于使用不适当的拟合速度分布函数，我们的重建过程仍然可以提供有用的信息的形状的速度分布。此外，通过将这些估计与理论预测进行比较，可以区分理论预测的一维WIMP速度分布函数的不同（基本）函数形式，置信水平为2 sigma至4 sigma。
2014-08-04 astro-ph.HE hep-ph
Coherence in scattering of massive weakly interacting neutral particles off nuclei
本文提出一种同时考虑弹性与非弹性贡献的弱相互作用中性粒子与原子核散射新方法，并指出在相干截面受抑时，非弹性伴随的伽马辐射对暗物质直接探测至关重要。
2023-02-22 hep-ph
The problem with Proca: ghost instabilities in self-interacting vector fields
大规模矢量场在粒子物理学的几个领域中发挥作用，例如，作为弱相互作用、暗物质候选者的载流子，或者作为等离子体中光子的有效描述。在这里，我们调查与自相互作用的矢量场取代质量项的Proca方程与一般的潜力。我们表明，这种看似良性的修改不可避免地引入了鬼不稳定性，最近确定的矢量张量理论的修改引力（但在这个更简单，最低限度的耦合理论）。有人建议，非微扰动力学可以驱动系统远离这种不稳定性。我们证明，这是不是这样的情况下，通过不断发展的自相互作用Proca场的克尔背景下，它的增长，由于超辐射不稳定性。系统最初的演化过程与大质量系统相同，但一旦自相互作用变得显著，不稳定性就会在有限的时间内被触发。这些不稳定性对大质量、自相互作用矢量玻色子凝聚体的形成、自旋为1的玻色子的可能性、矢量暗物质模型以及等离子体中相互作用光子的有效模型都有影响。
2022-10-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Strongly interacting matter exhibits deconfined behavior in massive neutron stars
本文利用贝叶斯推断结合天体物理观测与理论计算，证明最大质量中子星核心的状态方程与退禁闭夸克物质一致，并以高可信度确立了最高密度处的近似共形对称性恢复。
2024-01-12 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Calculating exclusion limits for Weakly Interacting Massive Particle direct detection experiments without background subtraction
目前，76 Ge探测器（如海德堡-莫斯科实验和IGEX实验）正在产生对弱相互作用大质量粒子（WIMP）自旋无关散射截面的竞争性限制，这些探测器最初是为了寻找无中微子双β衰变而设计的。在没有背景扣除的情况下，WIMP相互作用截面的限制是通过计算理论事件率的置信上限来设定的，给出了观测到的事件率。标准分析技术涉及计算每个箱中事件数量的90%置信上限，并排除任何参数集（WIMP质量和横截面），这些参数集产生任何箱的理论事件率，超过该箱事件率的90%置信上限。我们表明，如果有一个以上的能源箱，这产生的排除限制，实际上是在一个较低的置信度比90%，因此是错误的紧。我们制定的标准，在这些情况下，产生真正的90%置信排除限，包括计算单个箱的置信限的总体概率，没有箱超过这个置信限是90%，并计算90%的最小置信限的箱数超过他们的个人箱90%的置信限。然后，我们比较了这些标准与使用标准技术，使用海德堡-莫斯科和IGEX实验的数据产生的WIMP横截面的限制。
2001-10-04 astro-ph 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
Effect of massive fields on inflation
分析了暴胀子场与附加质量标量场相互作用所引起的效应。暴胀被证明有两个阶段，其中第一个是占主导地位的，其特征在于超低速动力学的暴胀场。得到了模型参数的约束条件。
2001-10-10 hep-ph
Detectability of Weakly Interacting Massive Particles in the Sagittarius Dwarf Tidal Stream
人马座矮球状星系（Sgr）的潮汐流可能正在向太阳系倾泻暗物质，并贡献了我们星系晕局部密度的约（0.3- 23）%。如果人马座星系中含有WIMP暗物质，则在直接暗物质探测中，来自WIMP流的额外贡献会在能量反冲谱中产生阶梯状特征。对于我们对流速度（300 km/sec）和方向（包含Sgr矮星及其碎片的平面）的最佳估计，计数率在6月28日达到最大值，在12月27日达到最小值（对于大多数反冲能量），并且台阶的位置每年都以与计数率相反的相位振荡。在CDMS实验中，对于60 GeV的WIMP，步骤的位置在35和42 keV之间振荡，并且对于最有利的流密度，流应该是可检测的，在11 sigma水平，在四年的数据与10 keV的能量箱。计划中的大型探测器，如XENON，CryoArray和定向探测器DRIFT也可能能够识别Sgr流。
2004-08-13 astro-ph hep-ph
Generalized Analysis of Weakly-Interacting Massive Particle Searches
我们进行了广义分析的数据从WIMP搜索实验的点状WIMP的任意自旋和一般的洛伦兹不变的WIMP核相互作用。我们发现，在非相对论性的限制，只有自旋无关（SI）和自旋相关（SD）的WIMP-核子相互作用的生存，这可以参数化只有五个独立的参数。我们探索这个五维参数空间，以确定是否在DAMA实验中观察到的年度调制可以与所有其他实验一致。除了WIMP质量接近50 GeV和WIMP-中子SI耦合与WIMP-质子SI耦合之比$-0.77\le f_n/f_p\le -0.75$的参数空间的很小区域外，排除了纯SI相互作用。对于占主导地位的SD相互作用，我们发现一个上限的WIMP质量约为18 GeV，这只能被削弱，如果来自零搜索能量中微子从WIMP湮灭太阳的约束是逃避。没有一个区域的参数空间，可以调和所有的WIMP搜索结果可以很容易地容纳在最小的超对称扩展的标准模型。
2003-07-14 astro-ph hep-ph
Interacting Rarita--Schwinger Field and its Spin-Parity Content
我们得到了有质量Rarita-Schwinger场的缀饰传播子的解析形式，并讨论了它的性质。对自能贡献的计算表明，除了$s=3/2$分量外，Rarita-Schwinger场还含有两个宇称相反的$s=1/2$分量.
2006-01-10 hep-ph
Abnormal Bound Systems
人们想当然地认为，束缚系统是由通过粒子交换相互作用的大量组分组成的（带电粒子通过光子交换相互作用，基本粒子中的夸克通过胶子交换相互作用，核中的核子通过介子交换相互作用）。然而，正如最近理论上发现的那样，存在由交换粒子主导的系统（至少对于零交换质量）。在这些系统中，大质量组分的贡献可以忽略不计。这些系统具有相对论性质（因为它们主要由以光速运动的无质量粒子组成），因此它们不能用薛定谔方程描述。虽然这些结果到目前为止是在简单的Wick-Cutkosky模型（无自旋成分通过无自旋无质量交换的阶梯相互作用）中发现的，但它们存在的物理基础似乎相当普遍。
2022-02-10 hep-ph
