Sound of Dark Matter: Searching for Light Scalars with Resonant-Mass Detectors
在弦论中，精细结构常数和电子质量是由称为模的标量场的值决定的。如果暗物质呈现出这种光模数的形式，它就会以与其质量相等的频率和由局部暗物质密度决定的振幅振荡。这转化为可以通过共振质量天线观察到的固体大小的振荡。现有的和计划中的实验，结合本信中提出的专用共振质量探测器，可以探测频率在1 kHz和1 GHz之间的暗物质模量，其灵敏度比搜索第五种力要高得多。
2016-01-24 hep-ex hep-ph
Searching for Secluded Dark Matter via Direct Detection of Recoiling Nuclei as well as Low Energy Electrons
受最近宇宙射线实验结果的启发，有一个命题的情况下，一个隐蔽的暗物质粒子湮灭，主要是通过一个低质量介质粒子到标准模型轻子。我们认为这种情况下的几个品种取决于规范玻色子之间的混合类型，我们研究的影响，在新的直接暗物质实验检测低能量反冲电子。我们发现显着的事件率和时间调制效应，特别是在介质是无质量的情况下，这可能是互补的反冲核。
2009-10-02 hep-ex hep-ph
Searching for BSM neutrino interactions in dark matter detectors
中微子标准模型（BSM）之外的相互作用在理论上有很好的解释力，对未来中微子振荡的精确测量有重要影响。在这项工作中，我们研究了一个多吨级的液体氙暗物质探测器配备了强辐射中微子源的各种BSM中微子-电子相互作用的灵敏度。我们考虑传统的非标准相互作用（NSIs），其他更广义的四费米子相互作用，包括标量和张量形式，以及光玻色子介导的相互作用。这项工作表明，通过现实的实验设置，人们可以对这些BSM中微子-电子相互作用达到前所未有的灵敏度。
2019-08-02 hep-ex hep-ph
Search for dark photon, axion-like particles, dark scalar, or light dark matter in Compton-like processes
我们提出了一种寻找暗光子的新方法（$A'$），类轴子赝标量（$a$），暗标量（$ϕ$）和亮暗物质（$χ$）在类康普顿过程中，具有$A'/a/ϕ$的$γ+ e^- \rightarrow A'/a/ϕ+ e^-$衰变成轻子、光子，或质量范围为$m_{A'/a/ϕ} \leq$ 100 MeV/ $c^2$和$m_χ \leq $ 50 MeV/ $c^2$的$χ$（允许时）。我们研究了过去，现在和未来的固定目标实验如何使用这种未被探索的暗粒子产生机制。我们表明，现有的和计划中的标记光子束固定目标实验（GSTX，LEPS 2，LEPS，和森林）是有竞争力的电子束固定目标实验，特别是搜索一个不可见的粒子。我们还表明，在束流收集器实验中产生的光子通量显着增加暗粒子通量，因此这些实验的灵敏度。通过只考虑类康普顿过程，我们确定了几个束流收集器和主动束流收集器实验的新限制和预期灵敏度（E774、E141、KEK、Orsay、E137、NA 64、BDX和LDMX）对动力学混合参数的影响（$ε$）之间的暗光子和标准模型光子，轴子类赝标量耦合到电子（$g_{ae}$）、暗标量与电子的耦合（$y_e$）和无量纲与轻暗物质的相互作用强度（$y$）。
2019-03-14 hep-ex hep-ph nucl-ex
Searching for the dark photon at the Future Circular Lepton Collider
本研究结合 FCC-ee 的电弱精确测量前景，探讨通过高精度直接测量 α_em(M_Z^2) 在 10^-5 精度上探测暗光子效应的可能性。
2025-05-15 hep-ex 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
Searching for dark photons from dark-scalar decays at CEPC and FCC-ee
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；National Tsing Hua University（国立清华大学）；Konkuk University（建国大学）
在CEPC和FCC-ee上通过暗标量衰变探测暗光子，利用两种策略提高灵敏度，探测暗光子动能混合参数。
2025-12-19 hep-ex hep-ph
Hunting for Axionlike Dark Matter by Searching for an Oscillating Neutron Electric Dipole Moment
我们报告的超低质量类轴子暗物质的搜索通过分析的比存储的超冷中子和$^{199}$ Hg原子的自旋旋进频率的轴子诱导振荡的电偶极矩的中子和轴子风自旋旋进效应。没有观察到与暗物质一致的轴子质量范围$10^{-24}~\textrm{eV} \le m_a \le 10^{-17}~\textrm{eV}$的信号。我们的零结果设置的第一个实验室的约束耦合的轴子暗物质胶子，提高了3个数量级的天体物理学的限制，也提高了以前的实验室约束的轴子耦合到核子的一个因素的40。这些结果最初发表在Phys. Rev. X 7，041034中，本文主要是对其进行总结。
2018-05-25 hep-ex hep-ph
Searching Dark Photons using displaced vertices at Belle II -- with backgrounds
Institute for Theoretical Physics, Heidelberg University（海德堡大学理论物理研究所）；Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics, Radboud University（拉德堡德大学数学、天体物理学和粒子物理研究所）；Nikhef（荷兰国家核子和亚原子物理研究所）
Belle II实验通过偏移顶点技术寻找暗光子，探讨了背景影响及灵敏度问题。
2023-12-19 hep-ex hep-ph
Searching for dark sectors in multi lepton final state in e+ e- collisions
电子正电子碰撞是一个非常有前途的环境，以寻找新的物理，特别是暗扇区相关的观测。在检测暗扇区候选中最具挑战性的实验问题是非常高关联的标准模型背景。由于这个原因，重要的是要识别同时在暗扇区中受到最小抑制和在标准模型中受到高度抑制的可观测量。一个例子是$e^+ e^-\to 3(e^+e^-)$过程，其可以通过暗希格斯粒子（$h'$）的产生和随后的衰变$e^+e^-\to A'h'\to 6e$来介导，或者通过标准模型过程$e^+ e^-\to 3(e^+e^-)$来介导。在下面的信中，我们研究的相对贡献，观察到的$e^+ e^-\to 3(e^+e^-)$总截面，来自$h'$介导的和从标准模型过程中的比赛中的固定目标和低能量对撞机实验，特别注意PADME实验在INFN国家科学院第弗拉斯卡蒂。
2020-12-08 hep-ex hep-ph
Searching for Dark Photons with Existing Haloscope Data
暗光子（或隐藏光子）是一种大质量的U（1）规范玻色子，理论上它是暗力的媒介，也是暗物质的候选者。暗光子可以通过探测暗光子与标准模型光子的动力学混合所引起的功率过剩来用轴子腔Haloscope检测。因此，通过计算相应的暗光子与光子耦合因子，可以将Haloscope轴子排除极限转换为竞争性暗光子参数极限。这种计算允许相对于其他暗光子排除的灵敏度提高大约四个数量级，并且可以使用现有数据来实现。我们提出了如何转换haloscope轴子搜索限制和相关的实验参数的摘要从已发表的搜索。此外，我们已经包括了代码，可以用来生成我们的暗光子排除限制的情况下，本文中描述的。最后，我们提出了限制暗光子和标准模型光子之间的动力学混合系数的基础上现有的haloscope轴子搜索。
2021-11-30 hep-ex hep-ph
Searching for Dark Matter with $t\overline{t}$ Resonance
许多包含暗物质候选粒子的模型假设标准模型粒子和暗物质候选粒子由自旋为0的粒子介导。在大型强子对撞机上，人们可以使用这些模型来搜索暗物质。寻找这些模型的可能途径之一是考虑自旋为0的粒子衰变为一对$t\bar{t}$，从而修改顶夸克对不变质谱的模式。该搜索表明在不同于更传统的搜索的参数空间中具有良好的灵敏度。我们研究这种敏感性，并把限制在两个基准模型包含候选人的暗物质，使用以前的ATLAS结果。发现当介质质量（$m_{Y_0}$）和暗物质候选质量（$m_χ$）具有$m_{Y_0} \sim 2 \cdot m_χ$的值时，排除在$[400,600]$ GeV范围内的介质质量。我们比较我们的结果，直接检测实验，并表明，我们获得的灵敏度为新的区域，不包括其他搜索。
2019-03-18 hep-ex hep-ph
Searching for Vector Dark Matter by Higgs Portal at the LHC
通过对局域$SU(2)_X$规范对称性的一个四重态扩展，可以实现解释银河系中心γ射线过剩的Higgs门暗物质模型.由于$SU(2)_X$的剩余$Z_3$离散对称性，新的规范玻色子是稳定的暗物质候选者。由于标准模型希格斯双重态和引入的四重态的混合，暗物质可以通过希格斯门户和新标量门户湮灭为标准模型粒子。研究了大型强子对撞机上矢量暗物质的发现意义。所涉及的参数与遗迹密度和直接探测的约束条件以及银河系中心伽玛射线过剩的数据是一致的。利用$\sqrt{s}=14$ TeV和$100$和$300$ fb $^{-1}$的光度，我们发现，如果暗物质的产生是通过希格斯玻色子和一种新的标量玻色子的不可见衰变，那么$S/\sqrt{B}=5$的发现意义是很容易达到的。
2016-06-16 hep-ex hep-ph
Searching for GeV-scale Majorana Dark Matter: inter spem et metum
提出了一个GeV尺度Majorana暗物质与标准模型轻子扇区通过带电标量单线态耦合的极小模型。我们发现，有自旋无关的DM-核散射截面（$σ_{\mathrm{SI}}$）和DM遗迹密度的参数值允许的各种理论和实验约束之间的反相关。此外，我们发现，即使当DM耦合的顺序统一，$σ_{\mathrm{SI}}$是低于目前的实验范围，但以上的中微子地板。此外，我们表明，所考虑的模型可以探测在高能轻子对撞机使用例如单希格斯生产和同号带电希格斯对生产。
2021-01-27 hep-ex hep-ph
Searching for WIMP Dark Matter: The case for Germanium Ionization Detectors
综述了在寻找WIMP形式的非重子粒子暗物质中所遵循的主要策略。为了说明这些搜索的情况下，锗离子化检测器被选中。
2001-11-28 hep-ex
Searching for the light dark gauge boson in GeV-scale experiments
我们研究当前的限制和搜索前景的GeV尺度矢量玻色子在一系列低能量的实验。它与标准模型中的带电粒子耦合，其强度为光子的强度的10^-3 ~ 10^-4。这种粒子介导暗物质自相互作用的可能性最近受到了广泛的关注。我们考虑在低能量高亮度对撞机，介子衰变和固定目标实验的搜索。根据现有的数据，在对撞机和介子衰变的搜索可以发现或排除这种情况下，如果耦合强度是在较大的一面。我们强调，一个专门的固定目标实验有一个更好的潜力，在寻找这样的规范玻色子，并概述了这样的实验所需的属性。为了分别覆盖光子的耦合强度10^-3到10^-5和< 10^-5的范围，需要实现两种不同的最佳设计。我们还简要地评论了寻找这种规范玻色子的其他可能方法。
2010-02-23 hep-ex hep-ph
Searching for Boosted Dark Matter via Dark-Strahlung
我们提出了一个新的搜索通道的提升暗物质（BDM）的信号来自目前的宇宙，这是不同于简单的中微子信号，包括那些来自衰变或对湮灭的暗物质。信号过程是由高能BDM从电子或核子上散射而引发的。如果暗物质是暗扇区U（1）带电的，散射的BDM可能辐射出暗规范玻色子（称为“暗辐射”），随后衰变为标准模型费米子对。我们指出，这个通道的存在可能允许的解释，相关的信号源于BDM，而不是从暗物质起源的中微子。虽然暗致辐射过程通常是subleading相比，最低阶简单的弹性散射的BDM，我们发现，BDM与一个显着的升压因子可能会导致O（10-20%）的事件率在参数区域无法达到的典型的光束产生的暗物质。我们进一步发现，暗辐射通道甚至可能优于领先的顺序通道在搜索BDM，特别是当后者是由大量的背景污染的困扰。我们认为，宇宙成因的BDM搜索很容易落在这样的情况下，因此充分利用暗辐射。作为实际应用，在DUNE远探测器环境下，在暗规范玻色子参数空间中对比了前导阶通道和暗辐射通道的实验灵敏度，揭示了暗辐射通道的实用性。
2019-10-15 hep-ex hep-ph
Searching for Elko dark matter spinors at the CERN LHC
本工作的目的是探索在大型强子对撞机（LHC）中发现质量维为1的费米子场--Elko场的可能性。由于其质量维度，Elko只能与标准模型（SM）旋量和规范场在1圈级或树级通过与希格斯场的四次相互作用相互作用。在希格斯玻色子入口的情况下，埃尔克是一个可行的候选人，暗物质的组成部分，已被证明是兼容的遗迹丰度测量从WMAP和直接暗物质-核子搜索。我们提出了一个搜索策略，这个暗物质候选人在通道$pp \rightarrow l^+ l^- + \not\!\! E_T$在$\sqrt{s}=14$ TeV LHC。考虑到三重Higgs-Elko耦合在积分亮度为1 pb $^{-1}$后小到$\sim 0.5$，我们显示了LHC发现Elko的潜力。本文还讨论了这种新粒子及其对撞机特征的一些唯象结果。
2014-07-07 hep-ex hep-ph
Searching for New Physics with multilepton events at PADME
PADME实验正在寻找$e^{+}e^{-} \to γA'$过程中的暗光子$A'$，假设$A'$衰变为不可见的粒子。在扩展的暗区模型中，在$e^{+}e^{-} \to h' A'$的过程中，一个暗希格斯粒子$h'$可以和$A'$一起产生。如果$h'$质量大于$A'$质量的两倍，则最终状态将由三个$e^{+}e^{-}$对组成。这种极其罕见的过程可以通过PADME实验进行探索，该实验可以获得第一个测量结果，并对标准模型之外的物理模型施加限制。
2021-02-26 hep-ex hep-ph
Searching for leptophilic composite asymmetric dark sector at $e^+e^-$ colliders
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Nanjing Key Laboratory of Particle Physics and Astrophysics（南京粒子物理与天体物理重点实验室）
本文研究了在 $e^+e^-$ 对撞机上寻找轻子ophilic 复合非对称暗物质的信号，探讨其在不同实验中的可探测性及参数空间互补性。
2026-01-01 hep-ex hep-ph
Searching for production of dark matter in association with top quarks at the LHC
在自旋为0的$s$通道暗物质（DM）简化模型的框架下，我们重新评估了未来LHC运行对与顶夸克相关的DM产生的敏感性。我们考虑两个不同的失踪横向能量（$E_T^{\mathrm{miss}}$）签名，即生产DM与任何一个$t \bar t$对或顶夸克和$W$玻色子，其中后者的通道还没有专门的分析的重点之前，这项工作。最后状态与两个轻子的研究和现实的分析策略的开发，同时考虑到这两个渠道。与其他现有的搜索策略相比，所提出的$t \bar t + E_T^{\mathrm{miss}}$和$t W + E_T^{\mathrm{miss}}$产生的组合提供了自旋0 $s$通道DM简化模型的参数空间的显著改善的覆盖。
2019-02-04 hep-ex hep-ph
Searching for light from a dark matter clump
DAMPE实验最近报道了一个电子光谱，可以用暗物质湮灭成附近暗物质团中的带电轻子对来解释。伴随的韧致辐射可能会产生一个具有已知光谱形状的伽马射线过剩，其延伸的角度范围为$O(10^\circ)$。我们表明，这种过剩是不存在的费米-LAT数据。
2018-08-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Searching for the QCD Dark Matter Axion
本文回顾QCD轴子（冷暗物质候选者）的天体物理搜索、理论进展及历史，介绍其搜索现状、未来前景及正在开发的探测技术。
2025-04-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for axion streams with the echo method
文献[1]提出的轴子暗物质回波技术，旨在通过探测周围轴子暗物质受激衰变产生的电磁回波来寻找轴子暗物质。在这项工作中，我们认为偏离标准晕模型（SHM）的形式，存在于太阳系中的细粒度流，并使用它们作为目标的轴子回波方法，这表明是非常敏感的特定的本地轴子暗物质相空间分布。我们表明，非常小的色散的流有利于回声方法的性能，提高其灵敏度的轴子-光子耦合到两个数量级，相对于各向同性SHM。我们还讨论了针对高密度暗物质的头发时，形成的细粒流集中在地球内部的引力场的可能性。
2023-01-10 hep-ex hep-ph
Searching for Muonphilic Dark Sectors with Proton Beams
本文采用简化模型框架研究奇异轻标量粒子与μ子的耦合，通过模拟质子束打靶实验NA62和SHiP，计算了暗媒介子在亚GeV质量范围内的灵敏度，发现其能有效探索未知参数空间并解释$(g-2)_μ$反常。
2024-03-21 hep-ex hep-ph
Searching for light Dark Matter in heavy meson decays
在共振阈值下运行的e+电子工厂具有研究B_q（D）介子对衰变中轻暗物质粒子产生的独特能力。本文研究了末态能量缺失的重介子衰变中轻暗物质的产生，如B_q（D^0）->“缺失能量”和B_q（D^0）-> γ+“缺失能量”.我们认为，这样的转变可以在当前的味道工厂（和未来的超级味道工厂）通过标记与B_q（D^0）衰变的“另一边”的能量损失的衰变进行研究。
2010-05-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for the signal of dark matter and photon associated production at the LHC beyond leading order
我们研究了LHC中矢量算符和轴矢量算符诱导的暗物质信号和光子伴随产生，包括QCD次领先阶（NLO）效应。我们发现QCD非线性光学修正降低了总截面对因子化和重整化标度的依赖性，并且$K$因子随着暗物质质量的增加而增加，矢量和轴矢量算符的$K$因子都可以达到1.3左右.利用我们的QCD非线性光学结果，我们改进了最近CMS实验结果对新物理标度的约束。此外，我们给出了在QCD NLO水平上探测$γ+\Slash{E}_{T}$信号的蒙特卡罗模拟结果，并给出了在14 TeV LHC上发现$5σ$所需的积分亮度。如果没有观察到信号，则可以设置新物理标度的下限。
2013-05-20 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
Searching for dark photons in hyperon decays
无质量的暗光子可能存在，并与下型轻夸克发生变味的磁偶极相互作用，这是一种有吸引力的可能性，可以在各种新物理学场景中实现。它不仅可以在K介子过程中检验，而且可以通过两体超子衰变来检验，其中涉及无质量暗光子携带的丢失能量。我们在简化的模型方法中探索后者，并考虑到来自kaon部门的限制。我们发现，这些超子模式的分支分数允许高达几倍$10^{-4}$。这些数字可能在正在进行的实验（如BESIII）和未来超级魅力tau工厂的实验的敏感范围内。
2020-03-01 hep-ex hep-ph nucl-th
Searching for Dark Matter Annihilation in the Smith High-Velocity Cloud
最近的观测表明，一些高速云可能被大质量的暗物质晕所限制。特别是，史密斯云的接近性和提出的暗物质含量使其成为间接探测暗物质湮灭的诱人目标。我们认为，史密斯云可能是一个更好的目标比一些银河系矮球状卫星星系和使用费米大面积望远镜的伽马射线观测寻找一个暗物质湮灭信号。没有显着的伽马射线过剩被发现与史密斯云相一致，我们设置强有力的限制暗物质湮灭截面假设空间扩展的暗物质配置文件与史密斯云的动力学建模一致。值得注意的是，这些限制排除了典型的热遗迹截面（$\sim 3\times10^{-26}{\rm cm}^{3}{\rm s}^{-1}$）的暗物质质量$\lesssim 30$ GeV湮灭通过$b \bar b$或$τ^{+}τ^{-}$通道的暗物质密度分布的某些假设，但是，在史密斯云的暗物质内容的不确定性可能会显着削弱这些限制。
2014-06-30 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for the Dark Photon with PADME
INFN Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗朗卡蒂国家实验室）；Faculty of Physics, University of Sofia “St. Kl. Ohridski”（索非亚大学“圣克利门特奥赫里德斯基”物理学院）；INFN Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；Physics Department, “Sapienza” Università di Roma（罗马大学“萨皮恩扎”物理系）；INFN Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；Physics Department, “Ettore Pancini”,Università degli studi di Napoli Federico II（那不勒斯费德里科二世大学“埃托雷·潘奇尼”物理系）
PADME实验通过缺失质量技术寻找黑暗光子，利用正电子与电子湮灭过程，研究可见与隐藏领域的相互作用，分析数据并排除背景。
2026-03-30 hep-ex
Searching for Dark Matter in the Sun using Hyper-Kamiokande
我们研究了目前正在建设中的超神冈（HyperK）实验的能力，以约束通过在太阳中捕获的暗物质湮灭产生的中微子信号。我们模拟向上停止和向上通过去μ介子事件在HyperK，使用超级神冈（SuperK）的大气中微子结果进行验证，连同完全和部分包含的事件。考虑到暗物质湮灭到各种标准模型末态，我们确定了HyperK对暗物质自旋相关散射截面的灵敏度.我们发现，HyperK将改善目前的SuperK限制的2-3倍，进一步提高灵敏度可能，如果系统误差可以减少相对于SuperK。
2021-11-05 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Searching for Light Dark Matter with the SLAC Millicharge Experiment
新的亚GeV规范力（“暗光子”）与光子动力学混合，为MeV-GeV暗物质提供了一个有希望的场景，并且是世界各地固定目标和对撞机设施搜索计划的主题。在这样的模型中，碰撞产生的暗光子可能会以不可见的方式衰变为暗物质状态，从而逃避当前的搜索。我们重新检查了SLAC mQ电子束流收集实验的结果，该实验旨在寻找毫荷电粒子，并发现它对靶中电子-核碰撞产生的暗物质的任何次级束都非常敏感。在~1-30 MeV的暗光子质量范围内，这些约束是竞争性的，覆盖了部分能与明显的（g-2）μ异常相协调的参数空间。对用于毫电荷的原始SLAC搜索的简单调整可以扩展灵敏度以覆盖剩余的（g-2）_μ异常激发区域的相当大的部分。因此，mQ灵敏度与正在进行的暗光子可见衰变的搜索是互补的。与现有的直接探测搜索相比，在简单模型中，对于大范围的质量和耦合，mQ对电子-暗物质散射截面的灵敏度要好一个数量级以上。
2013-07-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for Dark Photons with PADME
PADME是Frascati国家实验室（LNF）的一个固定目标，丢失质量的实验，用于寻找暗光子的证据。其已于二零一八╱二零一九年收集第一组调试数据，亦将用于初步数据分析。对于低质量暗光子（$\sim$几MeV），预计PADME的灵敏度可达$ε^2$（动力学混合系数）中的$10^{-8}$。在这里，我们描述PADME的设计，实验的状态，和未来的计划。
2019-10-02 hep-ex physics.ins-det
Searching for Dark Photons with a room-temperature dielectric haloscope
Westlake University（西湖大学）；Institute of Natural Sciences, Westlake Institute for Advanced Study（西湖高等研究院自然科学研究所）
用室温介电多层探测器搜寻暗光子暗物质，利用介电堆栈增强近2eV光子转换，CMOS焦平面记录光子，原位校准响应并用于基于模板的推断，给出质量1.9eV/c²暗光子暗物质的上限。
2026-07-07 hep-ex
Searching for Dark Matter with MeVCube
该研究评估了拟议立方星任务MeVCube对暗物质的发现潜力，发现其在多种暗物质模型下的探测能力远超现有限制，为通过非引力途径发现暗物质迈出重要一步。
2025-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Searching for MeV-mass neutrinophilic Dark Matter with Large Scale Dark Matter Detectors
针对MeV质量嗜中微子暗物质因湮灭为第三代中微子、传统探测器探测率低的问题，研究指出大规模暗物质探测器可在数十MeV质量段探测该信号，且直接探测实验与新一代中微子探测器的符合信号能为暗物质研究提供新视角。
2025-03-19 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Using Mineral Oil to Improve the Performance of Multi-Crystal Detector for Dark Matter Searching
几十年来，无机晶体一直被广泛用于暗物质的直接搜寻。然而，由于晶体生长技术的限制，为了获得较大的目标质量，必须将许多小晶体一起使用，这导致光收集效率下降。通过实验对晶体的降解进行了研究，提出并验证了将晶体浸泡在矿物油中以提高降解效率并降低界面效应的方法。实验中取得了良好的数据和MC协议。
2017-09-04 hep-ex physics.ins-det
Searching for Dark Matter in the Galactic Halo with a Wide Field of View TeV Gamma-ray Observatory in the Southern Hemisphere
尽管越来越多的证据表明宇宙中存在暗物质（DM），但其基本性质仍然未知。我们目前的灵敏度估计，以检测DM粒子与未来的非常高的能量（$\gtrsim$ TeV）宽视场的伽玛射线天文台在南半球。这个天文台将搜寻星系晕中DM粒子湮灭或衰变产生的伽马射线。由于视野广阔，银河系中心和大部分星系晕都将以前所未有的灵敏度探测到质量范围为$\sim$ 500 GeV至$\sim$ 2 PeV的DM。这些结果，结合那些从其他现在和未来的伽马射线天文台，将可能探测热遗迹湮灭截面的弱相互作用大质量粒子的所有质量从$\sim$ 80 TeV到GeV的范围内的大多数湮灭通道。
2019-12-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Searching for Secluded Dark Matter with H.E.S.S., Fermi-LAT, and Planck
短寿命介质常被用来描述暗物质与标准模型粒子的相互作用。当暗物质的质量比介质的质量重时，它可能会自我湮灭成短命的介质，在某些情况下，这可能是主要的湮灭通道。这种情况被称为隐蔽的暗物质。我们使用费米LAT观测矮球状星系，H.E.S.S.来自银河系中心的数据，以及普朗克对宇宙微波背景的测量，以限制隐蔽的暗物质。我们探索这些实验之间的相互作用，我们评估的影响，我们的边界，一个经常被忽视，但非常重要的一点，介质质量。特别是，我们排除了对湮灭截面大于或$σv \sim 4 \times 10^{-27} {\rm cm^3/s}$的$10$~GeV周围的暗物质质量和更大或$σv \sim \times 10^{-25} {\rm cm^3/s}$的TeV周围的暗物质质量的顺序。我们的研究结果取代了以前的限制，使用费米-LAT数据，并构成了第一个限制隐蔽的黑暗部门使用H.E.S.S.望远镜我们还表明，可以拟合TeV伽马射线观测从H.E.S.S.与隐蔽的暗物质湮灭，与介质质量影响最适合的暗物质粒子质量。我们的研究结果表明，在间接检测的背景下，隐蔽的黑暗部门的任何评估显着取决于介质质量的选择。
2017-11-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Measurement of low energy ionization signals from Compton scattering in a CCD dark matter detector
直接寻找低质量暗物质粒子的一个重要背景来源是环境$γ$射线小角度散射的能量沉积。我们报告的详细测量的低能谱从康普顿散射的$γ$射线在体硅的电荷耦合器件（CCD）。测量了60 eV ~ 4 keV的$γ$射线从$^{57}$ Co和$^{241}$ Am放射源产生的电子反冲。所观察到的光谱同意定性与理论预测，并与硅靶的原子结构的特征光谱特征的第一次被准确地测量。一个理论上的动机参数化的数据，描述在低能量的任何入射$γ$ -射线通量的康普顿谱推导。该结果直接适用于基于硅探测器的低质量暗物质直接探测实验的背景估计，特别是对于DAMIC实验，其当前的能量阈值。
2017-06-19 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Searching for Sub-GeV Dark Matter in the Galactic Centre using Hyper-Kamiokande
通过湮灭产物间接探测暗物质是寻找大质量弱相互作用粒子（WIMPs）形式的暗物质的关键技术。强约束存在于湮灭的WIMP高度可见的标准模型的最终状态，如光子或带电粒子。在s波湮灭的情况下，这通常会消除质量低于$\cal{O}$（10）GeV的暗物质的热遗迹截面。然而，这样的限制通常忽略了暗物质可能湮灭到假设的不可见或难以检测的最终状态（如中微子）的可能性。由于中微子相互作用的截面很弱，这是一个很难探测的范例。考虑到星系晕中的暗物质湮灭，我们研究了使用Hyper-Kamiokande（HyperK）中微子实验间接探测质量低于1 GeV的暗物质的前景。我们对HyperK探测器进行了专门的模拟，并将其与类似的Super-Kamiokande实验和HyperK物理投影的结果进行了比较。我们提供的湮灭截面，可以探测到的HyperK湮灭μ子或中微子的最终状态的预测，并讨论与暗物质晕配置文件的不确定性。对于中微子的最终状态，我们发现，HyperK是敏感的热湮灭截面与质量约20 MeV的暗物质，假设NFW晕配置文件。我们还讨论了中子标记的影响，并在低质量的范围内提高的前景。
2020-09-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Measurement of the Compton scattering in germanium with a p-type point-contact germanium detector for dark matter detection
该研究利用 p 型点接触锗探测器测量多种 γ 源在 500 eV–18 keV 的康普顿散射能谱，验证 K/L 壳层束缚效应并提出经验本底模型。
2023-03-14 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Haloscope Searching for Dark Photons at Q-band with a Novel Coupling Tuning Structure
本文首次在Q波段使用33.141 GHz腔体搜索暗光子，设计新型耦合调谐结构保持高品质因数，在33.139-33.143 GHz范围内建立χ<2.5×10^-12的最严格约束，比宇宙学约束提高近三个数量级，证明Q波段晕镜可行性。
2025-04-21 astro-ph.CO hep-ex
Searching For Dark Matter with Plasma Haloscopes
我们总结了轴子纵向等离子体晕镜（ALPHA）联盟，一个新的实验合作，建立一个等离子体晕镜寻找轴子和暗光子的最新进展。等离子体晕圈仪是一种探测光暗物质到光子共振转换的新方法。阿尔法将在近十年的参数空间中对QCD轴子敏感，有可能发现暗物质并解决强CP问题。与传统的腔体天体探测器不同，传统的腔体天体探测器通常在体积上受到暗物质的康普顿波长的限制，等离子体天体探测器使用金属丝超材料来创建可调谐的人工等离子体频率，将光的波长与康普顿波长解耦，并允许更强的信号。我们发展的理论基础等离子体haloscope和讨论最近的实验进展。最后，我们概述了一个基线设计的ALPHA和显示，一个全面的实验可以发现QCD轴子在近十年的参数空间。
2023-03-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Searching for Dark Matter Annihilation from Milky Way Dwarf Spheroidal Galaxies with Six Years of Fermi-LAT Data
银河系的矮球状卫星星系（dSphs）是已知的暗物质（DM）占主导地位的天体之一。我们报告的伽马射线观测银河系dSphs的基础上6年的费米大面积望远镜的数据处理与新的通行证8事件级分析。没有dSphs显着检测到的伽马射线，我们提出了上限的DM湮灭截面从15 dSphs的组合分析。这些约束是最强和最强大的日期和谎言低于规范的热遗迹截面DM质量$\lesssim$ 100 GeV通过夸克和$τ$ -轻子通道湮灭。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ex
Searching for Ultralight Dark Matter Conversion in Solar Corona using Low Frequency Array Data
本研究利用LOFAR望远镜观测数据搜寻日冕中超轻暗物质共振转化的单色射电信号，给出暗光子-光子动力学混合耦合及轴子-光子耦合的新上限，其中暗光子耦合约束较此前提升约一个数量级。
2024-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Searching for Invisible Axion Dark Matter with an 18T Magnet Haloscope
报道了利用18 T高温超导磁晕镜对轴子暗物质的首次搜索结果。扫描频率范围为4.7789 ~ 4.8094GHz。没有观察到与星系晕暗物质轴子一致的显著信号。结果设定了轴子-光子-光子耦合的最佳上界（$g_{aγγ}$）在19.764至19.7711的质量范围内，$μ$ eV（19.863至19.890\，$μ$ eV），1.5 $\times|g_{aγγ}^{\text{KSVZ}}|$（1.7 $\times|g_{aγγ}^{\text{KSVZ}}|$）和19.772至19.863 μ，$μ$ eV（2.7 $\times|g_{aγγ}^{\text{KSVZ}}|$），置信水平为90%。这种显着的灵敏度在高质量区域的暗物质轴子是通过使用最强的磁场在现有的晕圈镜实验和实现低噪声放大的微波信号使用约瑟夫森参数转换器。
2022-06-17 hep-ex physics.ins-det
Constraints on the electron-hole pair creation energy and Fano factor below 150 eV from Compton scattering in a Skipper-CCD
全耗尽厚硅跳跃电荷耦合器件（Skipper-CCD）具有亚电子读出噪声，是探测中微子和光暗物质相互作用的重要技术。然而，要成功寻找罕见的中微子或暗物质事件，需要充分表征信号和所有背景。特别是，测量低于150 eV的电子-空穴对产生能量和Fano因子对于表征暗物质和中微子信号是必要的。此外，来自背景辐射的光子可能在硅块中发生康普顿散射，产生可以模拟暗物质或中微子信号的事件。我们提出了一个测量的康普顿光谱使用一个跳跃CCD和$^{241}$ Am源。利用这些数据，我们估计在130 K下在99.3 eV和150 eV之间的能量范围内的电子-空穴对产生能量为$\left(3.71 \pm 0.08\right)$ eV。通过测量康普顿谱中99.3 eV和150 eV处的台阶宽度，我们介绍了一种新的测量Fano因子的技术，在90%C. L.处的上限为0.31。这些结果证明了Skipper-CCD在表征康普顿谱和精确测量Fano因子以及低于150 eV的电子-空穴对产生能量方面的潜力。
2022-10-04 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Precision measurement of Compton scattering in silicon with a skipper CCD for dark matter detection
旨在通过粒子反冲直接探测暗物质的实验可以达到$\mathcal{O}(1\,\mathrm{eV})$的能量阈值。在这种情况下，来自环境$γ$ -射线的小角度康普顿散射的电离信号构成显著的背景。用于建立背景模型的蒙特卡罗模拟尚未在这些低能量下进行实验验证。我们报道了一个精确测量的硅原子壳层电子的康普顿散射低至23 $\,$ eV。为DAMIC-M实验开发的具有单电子分辨率的skipper电荷耦合器件（CCD）暴露于$^{241}$ Am $γ$射线源几个月。与硅K，L $_{1}$，和L $_{2,3}$壳层相关的功能被清楚地识别，并在价电子上的散射被检测到的第一次低于100 $\,$ eV。我们发现，康普顿散射的相对论性脉冲近似，这是实现在蒙特卡罗模拟通常使用的直接检测实验，不重现测量的光谱低于0.5 $\,$千电子伏。这些数据与最初为X射线吸收光谱开发的$ab$ $initio$计算更一致。
2022-07-02 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Germanium Detector Response to Nuclear Recoils in Searching for Dark Matter
在寻找弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的实验证据的声明的差异，需要一个模型的电离效率（淬火因子）在能量低于10千电子伏。我们仔细研究了通过阻止本领对电离效率有贡献的物理过程。这项工作的重点是通过分析阻止本领的组成部分，特别是在低能量的核阻止本领，在锗的电离效率的模型的建设。我们发现ZBL核阻止本领的一小部分可以有助于电离效率。我们提出了一个模型，纠正失踪的贡献，电离效率从ZBL核阻止功率。所提出的模型相比，以前的测量锗的电离效率以及其他理论模型。使用这个新的模型，CDMS II和CoGeNT的阈值进行了分析和比较的核反冲能量。
2012-08-22 astro-ph.IM hep-ex nucl-ex
