Closing the window on $\sim$GeV Dark Matter with moderate ($\sim$$μ$b) interaction with nucleons
本文在DAMIC和XQC实验的基础上，对300 MeV - 100 GeV质量范围内的暗物质在核子上的自旋无关散射截面进行了改进.对于$\approx μ$ b阶的DM-核子截面，假设标准速度分布，我们的结果关闭了以前存在于这个质量范围内的窗口。
2017-12-20 astro-ph.HE hep-ph
Incident Velocity-Recoil Angle Distribution and Angular Recoil-Energy Spectrum of 3-Dimensional WIMP-Nucleus Scattering Events
作为对WIMP散射靶核反冲通量角分布和有效散射速度分布研究的补充，本文研究了不同WIMP质量和靶核在窄反冲能窗内的散射几率分布。模拟结果表明，在给定的反冲能窗内，不仅入射晕WIMP的速度分布，反冲角也会影响有效入射速度-反冲角组合的散射几率分布.因此，1-D WIMP的“有效”速度分布对应于所考虑的狭窄的能量窗口将不符合简单地从（产生）入射晕WIMP的速度分布切割。因此，它对所考虑的能量窗口中的差分WIMP-核散射事件率的贡献不能简单地通过对整个晕WIMP的1-D理论速度分布进行积分来估计。
2022-03-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Closing the Window on Light Charged Higgs Bosons in the NMSSM
在次极小超对称模型（NMSSM）中，最轻的CP奇希格斯玻色子玻色子（a1）可能非常轻。因此，除了标准的带电希格斯玻色子（h+）衰变在MSSM中被认为是轻带电的希格斯玻色子（m_h+ < m_t），分支分数为h+到a1 W可以是占主导地位的。我们研究如何在大型强子对撞机（LHC）的t tbar生产的情况下，m_a1 \gtrsim 2m_B与a1引起一个单一的b bbar喷流，并讨论在何种程度上的LHC实验能够发现这样一个方案的积分亮度\sim 20 fb-1的信号可以搜索。我们还讨论了可能的希格斯信号在LHC观察到的影响。
2012-08-17 hep-ph
Closing a window for massive photons
工作与非零光子质量的假设和一个由非测地线的世界线的旋转顶部描述的轨迹，我们发现，通过推导新的天体物理界，这一假设是矛盾的，与目前的实验结果。这就得出这样的结论：这样的光子必须完全无质量。
2013-01-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of halo triaxiality, anisotropy and small scale clumping on WIMP direct detection exclusion limits
弱相互作用大质量粒子（WIMP）直接探测实验正在接近中性伴子可能构成星系晕暗物质的参数空间区域。星系晕的数值模拟和观测表明，标准麦克斯韦晕模型可能是一个贫穷的近似的暗物质分布。我们研究如何晕模型与三轴性和/或速度各向异性影响排斥限制，然后讨论小规模团块的可能生存的后果。
2002-09-27 astro-ph hep-ph
Closing the Mass Window for Stupendously Large Black Holes
Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；New York University, Abu Dhabi（纽约大学阿布扎比分校）；Department of Theoretical Physics and Gravitational Wave Science Center（理论物理与引力波科学中心）
本文通过分析原初黑洞在极大质量范围产生的等曲率扰动超出Planck宇宙微波背景极限，排除了其作为重要暗物质成分的可能性。
2026-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Closing the Windows on Mev Tau Neutrinos
本文分析了大质量$τ$中微子$ν_τ\rightarrowν^\prime\,γ$和$ν_τ\rightarrowν^\prime\, e^+ e^-$（其中$ν^\prime$是轻中微子）的“可见”衰变模式的各种约束条件。BEBC束流收集器实验提供了这些模式的模型无关的约束。$ν^\prime\, e^+e^-$模式的寿命被约束为$τ_{ν^\prime\, e^+e^-} \ge 0.18~(m_{ν_τ}/MeV)~sec.$。我们指出，相同的实验暗示了对$ν^\prime\,γ$模式的类似约束。这导致$ν_τ$的跃迁磁矩的新上限，$μ_{\rm tran} \le 1.1 \times 10^{-9} (MeV/m_{ν_τ})^2 μ_B $。此外，可以获得对$ν_τ$的电荷的限制，$Q_{ν_τ} \le 4 \times 10^{-4}e$。结合这些约束条件所产生的超新星观测和原始核合成计算，我们表明，这些“可见”的衰变不能占主导地位的衰变模式的$τ$中微子。
1993-10-26 hep-ph
Interpreting data from WIMP direct detection experiments
弱相互作用大质量粒子（WIMP）的直接探测实验正在接近参数空间的区域，在那里残余中性伴子可能构成星系晕暗物质。我们讨论了两个问题，在数据的解释，特别是排除限制的计算，从这些实验。首先，我们表明，已被用于计算排除限制从分箱数据没有背景减法产生错误的严格限制的技术，并讨论替代方法，避免这个问题。然后，我们认为，标准的麦克斯韦晕模型可能是一个穷人的近似暗物质分布和研究如何晕模型与三轴性，速度各向异性和小规模聚集影响排斥限制。
2002-08-14 astro-ph hep-ph
Closing the window on the axigluon mass using top quark production data
研究了强子碰撞中轴胶子（所有手征色模型中的大质量色八重态规范玻色子）对顶夸克对产生的贡献。在TEVATRON和最近的QCD预测的ttbar生产截面的实验值之间的协议被用来讨论轴胶子质量的限制。具体地说，中间质量的轴胶子，那些在50 GeV < M_A < 120 GeV的质量范围内的轴胶子，还没有被排除在外，将使树级qqbar -> ttbar横截面增加>= 2倍，从而使sigma_{ttbar}的理论预测值增加Δ sigma_{ttbar} = 3.2-3.7 pb（2.7-3.1铅）使用领先的顺序（下一个领先的顺序）部分子分布在这个质量范围内，独立的轴胶子衰变宽度。这样的增加大约是1.3-1.6（0.9-1.2）的标准偏差大于由组合的实验结果和最近的理论计算之间的明显良好的一致性所建议的，因此不排除，但肯定是不赞成的。未来的高统计顶夸克生产运行可能会做出更明确的声明。在这个质量窗口的轴胶子引起的ttbar生产的前后不对称性也进行了讨论，发现是相当大的，所以可以提供另一个约束。
1997-06-24 hep-ph
The New DAMA Dark-Matter Window and Energetic-Neutrino Searches
最近，DAMA/LIBRA合作组织重申并加强了他们的声明，即在其信号速率中发现了年度调制，并将这一观察结果解释为暗物质粒子在8.2 sigma置信水平上的证据。此外，还注意到沟道效应可以使WIMP通过与原子核的自旋无关的相互作用弹性散射，产生DAMA/LIBRA观察到的信号，而不超过CDMS，XENON，CRESST，CoGeNT和其他直接检测实验的限制。然而，为了容纳这个信号，负责的暗物质粒子的质量必须相对较轻，m_{DM} \lsim 10 GeV。这样的暗物质粒子将以非常高的速率被太阳捕获和湮灭，导致潜在的大通量GeV级中微子。我们计算的中微子光谱产生的WIMP湮灭在太阳和现有的限制，从超级神冈可以用来关闭一个显着的DAMA区域的一部分，特别是如果暗物质粒子产生τ轻子或中微子在相当大的一部分，其湮灭。我们还确定了与DAMA一致的自旋相关的WIMP核弹性散射参数空间。Super-Kamiokande对自旋相关场景的限制更加严格-它们排除了DAMA区域中任何自湮灭的WIMP，这些WIMP在中微子，τ轻子或粲夸克或底夸克的任何组合中湮灭了1%或更多的时间。
2008-08-19 hep-ph
Closing the window on single leptoquark solutions to the $B$-physics anomalies
我们研究了各种情况下，标准模型扩展的轻leptoquark状态，以解决一个或两个$B$ -物理异常，即$R_{D^{(\ast)}}^\mathrm{exp}> R_{D^{(\ast)}}^\mathrm{SM}$或/和$R_{K^{(\ast)}}^\mathrm{exp}< R_{K^{(\ast)}}^\mathrm{SM}$。要做到这一点，我们结合了从低能量观测和直接搜索在LHC所产生的约束。我们发现没有一个质量为$m_\mathrm{LQ} \simeq 1$ TeV的标量轻夸克能单独容纳上述反常现象。唯一能为$m_\mathrm{LQ} \simeq 1÷2$ TeV提供可行解的单个轻夸克情形是矢量轻夸克，称为$U_1$，我们以其最小形式重新检查（只让左手耦合具有非零值）。我们发现，从直接搜索推导出的限制是补充的低能物理约束。特别是，我们发现了一个相当稳定的轻子味违反$b\to s\ell_1^\pm\ell_2^\mp$模式，如$\mathcal{B}(B\to Kμτ)$的下限。将$\mathcal{B}(B\to Kμτ)$的实验上限提高两个数量级也会损害最小$U_1$模型的可行性。
2018-10-24 hep-ph
Closing the window for compressed Dark Sectors with disappearing charged tracks
我们调查的灵敏度在当前和未来的强子对撞机的重带电粒子与适当的衰变长度低于一厘米，其衰变产物是不可见的，由于低于阈值的能量和/或小耦合到标准模型。包含这种粒子的宇宙学框架的一个例子是纯希格斯玻色子极限下的最小超对称标准模型。目前的强子对撞机搜索策略没有敏感性的上限范围内的纯希格斯诺质量是一致的热遗迹密度，即使在未来的对撞机与100 TeV的质心能量。我们表明，执行内10厘米的探测器体积内的消失的轨道搜索将提高寿命的达到的一个因素为3在14 TeV的LHC和进一步的因素为5在100 TeV的对撞机，导致约10个事件为1.1 TeV的热希格斯诺斯。为了在分析中包含具有最大提升的粒子，我们还提出了在中心和向前区域中的纯基于轨道的搜索，每个搜索都会将事件的数量增加5倍，从而提高我们在小生命周期的范围。这将使我们能够在100 TeV的对撞机上明确发现或排除实验上难以捉摸的纯希格斯诺热遗迹。
2017-03-15 hep-ph
Determining the beta-function of the strong interaction and closing the light gluino window
我们以一种与模型无关的方式讨论了alpha_s的微扰运行。我们的分析包含了在5 GeV和M_Z之间的e+e湮灭中的强子τ衰变和强子截面的数据。我们确定了强相互作用的色系数和微扰β函数。在70.8 - 93.0%CL范围内，结果与QCD一致，并排除了QCD+轻胶子的假设.我们将我们的方法与LEP的多射流分析相结合。如果非微扰效应不是很大的话，综合结果至少在99.76%CL上排除了轻胶子。
1997-05-15 hep-ex hep-ph
Effects of Residue Background Events in Direct Dark Matter Detection Experiments on the Determination of the WIMP Mass
在早期关于通过直接使用来自直接暗物质探测实验的测量的反冲能量来确定弱相互作用大质量粒子（WIMP）的质量的模型无关数据分析方法的开发的工作中，假设分析的数据集是无背景的，即，所有事件都是WIMP信号。在这篇文章中，作为一个更现实的研究，我们考虑了一小部分可能的残留物背景事件，通过所有的判别标准，然后与其他真正的WIMP引起的事件在我们的数据集中混合。我们的模拟表明，对于确定WIMP质量，在O（50）总事件的分析数据集中，对于整个实验可能能量范围的背景窗口，或在低能范围，残余背景事件的最大可接受分数为~ 20%;而对于相对较高能量范围的背景窗口，残留物背景事件的最大可接受分数不能大于~ 10%。对于100 GeV的WIMP质量，在整个实验可能能量范围的窗口中有20%的背景事件，重建的WIMP质量和1-sigma统计不确定度为~97 GeV^{+61%}_{-35%}（对于无背景数据集为~94 GeV^{+55%}_{-33%}）。
2010-08-06 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
GRB lensing parallax: Closing primordial black hole dark matter mass window
如果原始黑洞（PBH）的质量介于$10^{-16}M_{\odot} \lesssim M \lesssim 10^{-11} M_{\odot}$和暗物质（DM）之间，那么它的丰度目前是允许的。这个最轻的质量范围很难通过正在进行的引力透镜观测来探测。在本文中，我们主张一个旧的想法，透镜视差的伽马射线暴（伽玛暴），同时观察到的空间分离的探测器，可以探测到不受约束的质量范围，和附近的恒星可以探测到一个更大的质量范围。除了伽玛暴的各种优良性质外，我们周围的天体物理距离- $r_\oplus \text{--}$ AU -刚好大到足以用最轻的PBH DM来分辨伽玛暴透镜。
2020-02-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
(Almost) Closing the $ν$MSM Sterile Neutrino Dark Matter Window with NuSTAR
我们使用NuSTAR观测银河系中心的无菌中微子暗物质的辐射衰变的X射线线搜索。由于没有发现未知谱线的证据，我们对无菌中微子的质量和混合角进行了限制。在10-50 keV的大部分质量范围内，这些现在是最强的极限，在某些质量上比以前的极限提高了约10倍。在中微子最小标准模型框架中，由于暗物质产生和结构形成的额外限制，允许的参数空间减少了一半以上。未来的NuSTAR观测可能能够覆盖大部分剩余的参数空间。
2016-12-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Towards Closing the Window on Strongly Interacting Dark Matter: Far-Reaching Constraints from Earth's Heat Flow
我们指出了一个新的和很大程度上模型无关的约束与核子的暗物质散射截面，当这个量大于典型的弱相互作用的暗物质候选人。当地球上的暗物质捕获率很高时，暗物质自湮灭产物的能量沉积率将大大超过地球上测得的热流。这将自旋无关截面约束提高了许多数量级，并关闭了天体物理约束（在非常大的截面）和地下探测器约束（在小的截面）之间的窗口。在适用的质量范围内，从大约1到大约10^{10} GeV，暗物质与核子的散射截面从上面受到后面的约束，因此必须是真正弱的，就像通常假设的那样。
2007-10-12 astro-ph hep-ph nucl-th
WIMPs Without Weakness: Generalized Mass Window with Entropy Injection
我们研究一般冻结的情况下，任意数量的初始和最终的暗物质粒子参与的数量变化的冻结相互作用。我们考虑一个简单的扇区，其中有两种粒子经历了这样的热冻结;其中一种遗迹是稳定的，并产生了今天的暗物质，而另一种则衰变到标准模型，将显着的熵注入到热浴中，稀释了暗物质的丰度。我们表明，这种设置可以导致一个稳定的遗迹人口，再现所观察到的暗物质丰度，而不需要弱规模的群众或耦合。最终的暗物质丰度估计分析。我们进行这种计算的任意温度依赖的冻结过程中，并确定可行的暗物质质量和截面范围，解释所观察到的暗物质丰度。这种设置可以用来打开参数空间的重（以上的幺正性界限）或轻（次GeV）暗物质的候选人。我们指出，探测我们的参数空间的大部分的最佳策略是寻找早期物质主导时代的签名。
2021-11-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Accurate predictions for charged Higgs production: closing the $m_{H^{\pm}}\sim m_t$ window
我们提出了预测的总截面生产的带电希格斯玻色子在中等质量范围内（$m_{H^{\pm}}\sim m_t$）在大型强子对撞机，专注于II型两希格斯双重模型。在QCD微扰理论中，通过研究含有大质量底夸克的复（顶）质量方案中的全过程$pp\to H^\pm W^\mp b \bar b$，得到了次领先阶（NLO）精度的结果。与最低阶预测相比，NLO校正具有相当大的影响：它们将截面增加约50%，并将由于尺度变化而导致的不确定性减少两倍以上。我们的计算可靠地插值之间的低质量和高质量的制度。我们的研究结果提供了第一个非线性光学预测带电希格斯生产在中等质量范围内，因此允许有非线性光学准确的预测在整个$m_{H^{\pm}}$范围。我们的结果的扩展到不同的实现的两希格斯双重模型或超对称的情况下进行了讨论。
2017-06-21 hep-ex hep-ph
Closing the dark photon window to thermal dark matter
本文利用PICO-60、XENON-1T和PANDAX-4T等直接探测实验结果，证明暗光子作为标准模型与暗电子之间媒介粒子的隐逸暗物质情景受到严格约束，从而关闭了热暗物质暗光子门户的实验室搜寻窗口，并呼吁探索替代模型。
2023-11-29 hep-ex hep-ph hep-th
Revival of $H^-$ interpretation of $R_{D^{(*)}}$ anomaly and closing low mass window
由于最近对$B_c$介子寿命的理论预测进行了仔细的重新审视，由于粲夸克质量的不确定性较大，发现$B_c$介子模分支比的保守上限为$\simeq 63\%$.虽然众所周知，$H^-$（带电希格斯）解释的$R_{D^{(*)}}$异常被排除在以前提出的边界，BR $(B_c\toτν)\le 30\%$和$\le10\%$，$H^-$仍然可以解释$1σ$内的异常，如果我们采用63 $\%$之一。标量的贡献也有利于极化数据$F_L^{D^*}$在百丽测量。由于隐含的NP尺度在大型强子对撞机（LHC）的范围内，对撞机搜索是测试该方案的有力工具。例如，$τν$共振搜索已经为$m_{H^-}\ge 400\,$ GeV设定了更严格的界限。在这项工作中，我们重新审视更轻的质量范围，$180\,$ GeV $\le m_{H^-}\le 400\,$ GeV尚未被覆盖。我们将看到，传统的stau搜索和低质量风味包容性和底部风味di-jet共振搜索的组合可以对解释施加新的限制。本文总结了低质量区的研究现状，并在现有对撞机条件下讨论了高亮度（HL）-LHC的未来灵敏度。
2022-05-26 hep-ex hep-ph
Closing up a light stop window in natural SUSY at LHC
顶夸克（停止）在超对称希格斯玻色子质量（SUSY）的辐射稳定性中起着关键作用。LHC在Run-1期间对停止点的搜索取得了很大的进展，并严格限制了停止点的质量。在这项工作中，我们使用大型强子对撞机运行-1的数据，以确定在一个自然的超对称性的情况下，希格斯$\tildeχ^0_{1,2}$和$\tildeχ^\pm_{1}$是轻的，几乎简并右手停止的质量下限。我们发现，停止质量已被排除高达430 GeV的$m_{\tildeχ^0_1} \lesssim 250$ GeV和540 GeV的$m_{\tildeχ^0_1} \simeq 100$ GeV的运行1超对称搜索$2b+E^{miss}_T$和$1\ell+jets+E^{miss}_T$，分别。在$m_{\tildeχ^0_1} \gtrsim 190$ GeV的参数空间的一小条带中，停止质量仍然可以轻到210 GeV，并且与希格斯质量测量和单喷流束缚相兼容。14 TeV LHC的光度为20 fb $^{-1}$，可以通过单喷流和$2b+E^{miss}_T$搜索进一步覆盖这样的光阻窗口，并将光阻质量下限推到710 GeV。我们还探讨了使用希格斯黄金分割比，$D_{γγ}=σ(pp \to h \to γγ)/σ(pp \to h \to ZZ^* \to4\ell^\pm)$，作为一个补充探针的光和压缩停止的潜力。如果这个黄…
2016-02-01 hep-ex hep-ph
Closing in on singlet scalar dark matter: LUX, invisible Higgs decays and gamma-ray lines
我们研究希格斯玻色子的发现和最近的结果从暗物质搜索真正的单重标量暗物质的影响。该模型的唯象仅由两个参数定义，即单重标量质量$m_S$和SU（2）希格斯粒子与单重标量之间的四次耦合$a_2$。我们把注意力集中在窗户$5 < m_S/{\rm GeV} < 300$上。对模型的可行参数空间的最大影响来自于LUX对暗物质的直接搜索，对于几个GeV范围内的非常低的质量，来自于希格斯粒子不可见的衰变宽度的约束。在共振区，最好的约束来自伽马射线线搜索。我们发现，它们只留下一个小区域的可行参数空间，暗物质质量在百分之几的一半的希格斯质量。我们表明，直接和间接的暗物质搜索（特别是单色伽马射线线的搜索）将在不久的将来关闭的剩余参数空间中发挥关键作用。
2016-03-07 hep-ph
Dark Kinetic Heating of Neutron Stars and An Infrared Window On WIMPs, SIMPs, and Pure Higgsinos
我们确定了一个很大程度上独立于模型的暗物质与核子和电子的相互作用的签名。星系晕中的暗物质，在引力作用下加速到光速的一半以上，向中子星散射，并将动能储存到中子星中，将中子星加热到红外黑体温度。由此产生的辐射可能会被詹姆斯韦伯太空望远镜，三十米望远镜或欧洲极大望远镜探测到。这种机制也会产生星系核球中中子星的光辐射，以及星系中心附近的X射线辐射，因为这些区域的暗物质密度更大。对于GeV-PeV质量的暗物质，暗动力学加热最初会暴露任何自旋无关或自旋相关的暗物质-核子截面超过$2 \times 10^{-45}$ cm $^2$，在更多的望远镜曝光后，灵敏度会提高。对于轻于GeV的暗物质，由于泡利阻塞，截面灵敏度与暗物质质量成反比;对于重于PeV的暗物质，由于需要多个散射体来捕获，截面灵敏度与质量成线性比例。未来对暗区加热的中子星的观测可以确定暗物质是在中子星中湮灭还是仅仅动力学加热。由于在相对论性的核子散射中会发生高达几个GeV的非弹性态间跃迁，因此也可以发现像纯希格斯玻色子那样难以捉摸的非弹性暗物质。
2017-04-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
WIMP Dark Matter and Baryogenesis
在目前的宇宙中，可见物质和暗物质贡献了相当的能量密度，尽管它们具有不同的性质。如果起源于暗物质不对称性的暗物质遗迹密度完全由重子不对称性决定，那么这种巧合就可以得到巧妙的解释。因此，暗物质的质量不是任意的，而是可以预测的。我们在重子（轻子）数守恒模型中实现了这种情况，其中两个或多个中性单重标量衰变为两个或三个重子（轻子）暗物质标量，并通过其他壳层上和/或壳层外的奇异标量双线性衰变为夸克（轻子）。因此，在暗物质标量和标准模型夸克（轻子）中产生的重子（轻子）不对称性是相等和相反的。根据衰变标量和暗物质标量的重子（轻子）数，可以预测暗物质的质量在几GeV到几TeV的范围内。暗物质标量可以通过标准模型希格斯玻色子的交换与可见物质发生相互作用，为暗物质的直接探测实验打开了一扇窗口。这些模型也提供了可检验的预测在寻找奇异标量双线性在大型强子对撞机。
2010-09-14 hep-ph
GeV-Scale Thermal WIMPs: Not Even Slightly Dead
弱相互作用大质量粒子（WIMP）长期以来一直是暗物质候选者的主要类别之一。观测到的暗物质丰度可以通过早期宇宙中弱尺度暗物质湮灭的冻结而自然获得。这种“热WIMP”方案直接预测了可以在当今实验中测试的总湮灭截面。虽然暗物质的质量约束可以高达$m_χ\gtrsim100$ GeV的特定湮灭通道，总的截面的约束尚未确定。我们构造的第一个模型独立的限制WIMP的总湮灭截面，显示允许的组合的湮灭通道分支比大大削弱了灵敏度。对于s波$2\rightarrow2$湮灭到可见终态的热WIMP，我们发现暗物质质量仅为$m_χ\gtrsim20$ GeV。这是热遗迹WIMP质量的最强的基本上与模型无关的下限，与么正性界的质量上限（$m_χ\lesssim 100$ TeV）一起，它定义了我们所说的“WIMP窗口”。为了探索剩余的质量范围，我们概述了前进的道路。
2018-07-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Using the Energy Spectrum at DAMA/LIBRA to Probe Light Dark Matter
一个只有几个GeV的弱相互作用大质量粒子（WIMP）被用来解释DAMA/LIBRA实验的信号。我们表明，DAMA/LIBRA的数据现在已经足够强大，可以强烈约束任何假定的WIMP的属性。考虑到详细的反冲光谱，具有麦克斯韦速度分布和自旋无关（SI）相互作用的轻WIMP不能解释这些数据。即使忽略频谱，大部分参数空间也被低能量的DAMA未调制信号的限制排除在外。对天体物理学或粒子物理学的重大修改可以打开轻质量窗口。
2008-08-01 astro-ph hep-ex hep-ph
The High-Energy Frontier of the Intensity Frontier: Closing the Dark Photon, Inelastic Dark Matter, and Muon g-2 Windows
我们研究隐藏的部门和长寿命的粒子在过去（CHARM和NuCal），现在（NA62和SeaQuest/DarkQuest），和未来（LongQuest）的实验，是在高能量前沿的强度前沿。我们专注于探索最小矢量门户和变寿命粒子（VLP）。VLP模型大多被设计来解释实验异常，同时避免现有的限制，我们证明质子固定目标实验提供了一个最强大的探针为子GeV到几个GeV质量范围的VLP模型，使用非弹性暗物质（iDM）作为一个例子。我们考虑一个iDM模型与小的质量分裂，产生观察到的暗物质（DM）遗迹丰度，和一个相当大的质量分裂的情况下，也可以解释μ子$g-2$异常。我们设置强有力的限制的基础上的CHARM和NuCal的实验，接近排除iDM作为全丰度热DM候选人在兆电子伏至GeV的质量范围内，为我们考虑的质量安排和小质量分裂。我们还研究了基于NA62和SeaQuest/DarkQuest的未来投影，并更新了最小暗光子参数空间的约束条件。我们发现，NuCal设置唯一现有的限制在$ε\sim 10^{-8} - 10^{-4}$制度达到$\sim$ 800 MeV的暗光子质量由于质子韧致辐射产生的共振增强。最后，我们提出了LongQuest，一个三阶段的SeaQuest实验与短（$\lesssim$ 5米），中（$\sim$ 5米），和长基线（$\gtrsim$ 35米）跟踪站/探测器彻底改造，作为一个…
2019-08-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Illuminating Dark Matter at the ILC
目前正在通过许多不同的实验来探索暗物质的WIMP（弱相互作用大质量粒子）范式。直接探测、间接探测和对撞机搜索都希望能瞥见这些难以捉摸的粒子。在这里，我们研究的潜力ILC（国际直线对撞机）揭示了暗物质的起源。通过使用有效场论的方法，我们也能够比较的ILC与其他搜索的范围。我们发现，对于低质量的暗物质（< 10 GeV），ILC提供了一个独特的机会，寻找WIMPS超越任何其他实验。此外，如果暗物质碰巧只与轻子耦合或通过自旋相关相互作用，ILC可以为这些模型提供无与伦比的窗口。我们通过构建一个全面的有效理论列表，使我们能够超越非相对论近似，从而改善了以前的ILC研究。
2012-11-09 hep-ph
Closing in on singly charged scalars
本研究探究单电荷标量（SCS）的实验约束与对撞机搜索前景，明确其95%置信水平下的允许质量范围，并验证基于提升决策树的分析可提升（HL-）LHC对该粒子的探测灵敏度。
2025-09-02 hep-ex hep-ph
Equivalent Neutrinos, Light WIMPs, and the Chimera of Dark Radiation
根据传统观点，在粒子物理学和宇宙学的标准模型（SM）中，中微子的有效数量是Neff=3（更精确地说，是3.046）。在扩展的标准模型中，考虑到DeltaNnu等效中微子（或暗辐射）的存在，Neff通常大于3。这里重新考虑了规范结果，揭示了Neff>3的测量可以与DeltaNnu=0（没有暗辐射的暗辐射）一致。相反，与Neff=3一致的测量与暗辐射的存在（Δ Nnu>0）并不矛盾。特别是，如果有一个光WIMP在SM中微子退耦后湮灭为光子，光子会被加热到超过通常的e+湮灭加热，降低中微子和光子温度（和数密度）的后期时间比，导致Neff<3。这为一个或多个等效中微子（包括无菌中微子）打开了符合Neff=3的窗口。通过降低目前的中微子数密度，这允许更多质量的中微子，放松当前对中微子质量总和的限制。相比之下，如果光WIMP只耦合到SM中微子而不是光子，它的后期湮灭加热中微子而不是光子，导致Neff>3，即使在没有等效中微子或暗辐射的情况下。因此，Neff>3的测量值并不能保证存在等效的中微子或暗辐射。在存在轻WIMP和/或等效中微子的情况下，轻WIMP的质量及其性质（费米子或玻色子，以及它与中微子或光子的耦合），等效中微子的数量和性质（费米子或玻色子）以及它们的退耦温度（它们与SM粒子的相互作用强度）之间存在简并。衡量内夫的标准比我们看到的要多。
2013-03-18 astro-ph.CO hep-ph
Closing the Neutrino "BSM Gap": Physics Potential of Atmospheric Through-Going Muons at DUNE
许多超标准模型的物理特征在高能中微子相互作用中得到增强。为了探索这些特征，超大型切伦科夫探测器（如IceCube）利用带电电流μ子中微子相互作用> 1 TeV的事件样本。这些相互作用中的大多数发生在探测器体积之下，并产生进入探测器的μ子。然而，探测器之间的大间距导致测量能量低于或接近400 GeV临界能量的μ子的效率低下。作为回应，IceCube在更大的探测器内建立了一个密集的仪器区域。这提供了包含在密集仪器区域内的大量重构相互作用的样本，扩展到~50 GeV的能量。这就在超大型探测器中留下了能量在50 GeV到1 TeV之间的相对未被探索的大气中微子事件的空白。在本文中，我们指出，有趣的超越标准模型的签名可能会出现在这个能量窗口，和早期运行的沙丘远探测器可以洞察新的物理，可能会出现在这个范围内。
2021-06-02 hep-ex hep-ph
Opening windows with Isospin-Violating Dark Matter
本文研究同位旋破坏暗物质-核子相互作用对直接探测约束的影响，发现其可因截面变化同时增强或减弱灵敏度，从而打开或关闭参数空间区域。
2024-03-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
PAMELA, DAMA, INTEGRAL and Signatures of Metastable Excited WIMPs
暗物质与~ GeV尺度力介质的模型提供了许多高能量异常的有吸引力的解释，包括PAMELA，ATIC和WMAP霾。同时，通过利用这些理论中自动存在的~ MeV尺度的激发态，这些模型自然地解释了DAMA/LIBRA和INTEGRAL信号分别通过非弹性暗物质（iDM）和激发暗物质（XDM）的情况。有趣的是，只有弱的动力学混合到超荷介导衰变，具有δ < 2 m_e的激发态的寿命比宇宙的年龄长。这些激发态的分数残余丰度取决于动力学退耦的温度，但可以是可观的。很容易就能找到其他快速衰变的机制，但这种长寿命状态的结果是耐人寻味的。我们发现，对于σ_n = 10^-40 cm ^2的1 TeV WIMP，CDMS将~100 keV态的残余粒子布居分数限制在~ 10^-2以下。CDMS以及氙、硅和氩靶即将进行的研究，可以将这一限制大大降低。我们还考虑了DAMA激发从亚稳态到XDM状态发生的可能性，XDM状态通过e+e-发射衰减，由于所需的小动能，这允许较轻的状态来解释INTEGRAL信号。这样的模型产生戏剧性的信号从向下散射，光谱峰值在高能量，有时高达~1 MeV，以及通常的搜索窗口之外。这样的信号将在未来的Ar和Si实验中可见，并且可能在Ge和SiO2实验中可见。我们还考虑了其他XDM模型涉及~ 500 keV的亚稳态，并发现他们可以让更轻的WIMP解释INTEGRAL。
2009-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Detection of Leptonic Dark Matter
弱相互作用大质量粒子（WIMP）是宇宙中冷暗物质的最佳候选者之一。超对称WIMP的唯象学研究近年来得到了很大的发展。然而，还有其他可能性没有被讨论得那么多。一个例子是右手大质量中微子，最近在大质量中微子的Zee模型的背景下提出。这种TeV量级的轻子WIMP（简称LIMP）乍看之下似乎基本上是不可探测的。然而，我们指出，辐射诱导的轻子和光子湮灭率必然是相当大的，并提供了一个明显的伽马射线签名的星系晕的湮灭。这为有能力观测银河系中心的空气切伦科夫望远镜（如HESS和CANGAROO阵列）以及GLAST太空望远镜提供了机会。此外，对正电子宇宙射线通量的贡献原则上是可检测的，但这需要在暗物质晕分布中非常强的局部密度增强。
2002-11-20 astro-ph hep-ph
Let there be Light Dark Matter: The gauged $U(1)_{L_μ-L_τ}$ case
由于实验零结果增加了重弱相互作用大质量粒子（WIMP）的压力，作为热暗物质（DM）的解释，它似乎及时探索以前被忽视的WIMP参数空间的区域。在这项工作中，我们扩展的最小规范$U(1)_{L_μ-L_τ}$模型研究\cite{Bauer:2018onh}的轻（兆电子伏级）矢量类费米子$χ$。考虑到从宇宙学的约束，直接和间接检测，我们发现，DM耦合到一个矢量调解员的标准基准$M_V=3 m_χ$坚决排除单位DM收费。然而，探索近共振区$M_V\gtrsim 2 m_χ$，我们发现，该模型可以同时解释DM遗迹丰度$Ωh^2 =0.12$和$(g-2)_μ$异常。允许小的电荷层次的$\lesssim\mathcal{O}(10)$，我们确定了第二个窗口的参数空间在几个GeV的区域，其中$χ$可以占满DM遗物密度。
2019-02-12 hep-ph
Particle Models and the Small-Scale Structure of Dark Matter
早期宇宙中弱相互作用大质量粒子（WIMP）的动力学解耦设定了一个尺度，可以直接转化为物质密度波动谱中的小尺度截止。这里提出的形式主义允许一个精确的描述的去耦过程，从而确定这个规模的基础WIMP微观物理的细节，以高精度。由于退耦温度为几兆电子伏到几千兆电子伏，形成的最小原晕的质量范围在10^{-11}到几乎10^{-3}太阳质量之间-这个范围比早先用退耦温度的数量级估计所发现的要小一些;对于一个给定的WIMP模型，实际的截止质量通常比以这种方式导出的大10倍，尽管在某些情况下该差异可以大到几百倍。观测的后果和前景，以探测这个小规模的截止，这将提供一个迷人的新窗口到粒子性质的暗物质，讨论
2009-06-15 astro-ph.CO hep-ph
The Elusive Muonic WIMP
弱相互作用大质量粒子（WIMP）范式是暗物质（DM）理论最流行的场景之一，但受到强烈的限制，特别是直接探测实验。我们坚持WIMP假设，并考虑一个狄拉克费米子候选DM通过自旋1 $Z'$与标准模型（SM）相互作用，产生于阿贝尔$U(1)'_μ$规范对称性的自发破缺，在这种对称下，只有第二代轻子和DM是适当带电的。由于电荷分配，该模型是规范反常的，只能解释为低能的有效场论（EFT）。$Z'$在树水平上只与矢量DM流、轴向μ子流和左手μ子中微子耦合，因此WIMP-核子截面超出了自旋无关（SI）直接探测的实验范围.我们研究了目前的界限，这个模型来自直接和间接检测DM，对撞机搜索，贡献$(g-2)_μ$和中微子三叉戟生产。我们发现，参数空间的大区域仍有待探索。在LHC搜索的背景下，我们研究了一个μ子独占的信号区域的$3μ$ + ${E}^{\rm miss}_T$通道的影响与不变的质量窗口周围$m_{Z'}$。我们表明，这种搜索可以显着提高目前的碰撞边界。最后，从我们的EFT的反常性质来看，在低能量下$Z'$和电弱SM规范玻色子之间仍然存在摩擦玻色子反常相互作用。我们探索探测这些相互作用的可能性在大型强子对撞机和100 TeV的质子对撞机发现它极具挑战性。另一方面，对于μ子对撞机的共振通道$μ^{+}μ^{-}\to Z'\to ZZ$可以发现在最有希望的方案与亮度的$\mathcal{O}…
2022-10-21 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Spin-Dependent Light Dark Matter Constraints from Mediators
针对自旋无关的暗物质散射，人们提出了一系列轻暗物质直接探测实验。为了做到详尽无遗，在WIMP窗口中研究的非标准特征，包括自旋相关的暗物质散射，也需要在光暗物质参数空间中进行研究。在这项工作中，我们促进这方面的努力，推导出间接限制子GeV自旋相关的暗物质通过地球和天体物理的限制调解这种散射的力量。
2019-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Excluding the Light Dark Matter Window of a 331 Model Using LHC and Direct Dark Matter Detection Data
我们筛选的影响，最近的希格斯精确测量，和最近的暗物质直接检测结果，对暗扇区的电弱扩展的标准模型，有一个复杂的标量作为暗物质。我们发现，在这个模型中的希格斯衰变到暗物质粒子，带电标量时，这些都是运动学上可用的，任何耦合强度不同，从所谓的希格斯门户大分支比。此外，我们还计算了由Higgs和$Z^{\prime}$玻色子过程驱动的与丰度和自旋无关的WIMP-核子散射截面。我们果断地排除了$1-500$ ~GeV暗物质窗口，并在应用LUX-2013极限后，找到了文献中关于模型对称性破缺尺度的最严格下限，即$10$ ~TeV。有趣的是，XENON 1 T的约束将能够排除整个$1$ ~GeV- $1000$ ~GeV暗物质质量范围。最后，为了完整性，我们计算了LHC的带电标量产生截面，并评论了在当前和未来LHC运行中检测的可能性。
2014-07-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
TASI lectures on dark matter models and direct detection
这些讲座提供了一个介绍模型和直接检测暗物质。我们总结的一般特征和动机的候选人在整个暗物质质量范围内，然后限制到keV-TeV的质量窗口。这个窗口中的候选者可以通过标准宇宙学中的热机制产生，并且是实验搜索的重要目标。然后，我们转向亚GeV的暗物质（光暗物质）和暗扇区，目前正在提出许多新的模型和实验的领域。我们讨论了暗区的宇宙学，具体的门户实现，以及一些检测的前景。这些讲座的最后部分集中在直接检测的理论，既回顾了WIMP核反冲的基本原理，又描述了亚GeV候选人的新方向。这些讲座的一个版本最初是在TASI 2018年暑期学校“数据时代的理论”上提出的。
2019-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino physics with multi-ton scale liquid xenon detectors
我们研究了大尺度氙探测器对低能太阳中微子、相干中微子-核散射和无中微子双β衰变的灵敏度。作为一个具体的例子，我们认为氙的一部分，建议达尔文（暗物质WIMP搜索与高贵液体）实验。我们进行详细的Monte Carlo模拟的预期背景，考虑现实的能量分辨率和阈值的检测器。在2-30 keV的低能窗口中，对太阳pp和$^7$ Be中微子的灵敏度最高，经过5年的数据，在14吨天然氙的基准质量下，可以达到5900个事件的pp中微子积分率。因此，测量pp中微子通量的统计不确定性约为1%，达到太阳模型预测的精度。这些低能量的太阳中微子将是暗物质搜索通道的限制背景，对于$\sim$ 2 $\times$ 10 $^{-48}$ cm $^2$以下的WIMP核子截面和50 GeV $\cdot$ c $^{-2}$附近的WIMP质量，假设弹性中微子-电子散射导致的电子反冲的排斥率为99.5%。来自太阳中微子相干散射的核反冲将限制对$\sim$ 6 GeV $\cdot$ c $^{-2}$以下的WIMP质量的灵敏度，使其截面大于$\sim$ 4 $\times$ 10 $^{-45}$ cm $^2$。在中心探测器区域使用6吨天然氙，经过5年的数据收集，达尔文探测器对$^{136}$的无中微子双β衰变的灵敏度可以达到5.6 $\times$ 10 $^{26}$ y。
2014-02-07 astro-ph.SR hep-ph nucl-ex
Multi-wavelength signals of dark matter annihilations at the Galactic center
本文系统地研究了大质量弱相互作用粒子（WIMP）在银河系中心（GC）湮灭产生的多波长信号。参考一个通用的WIMP暗物质（DM）的情况下，根据天体物理输入，我们讨论了光谱和角度的功能和草图在不同的能量带信号之间的相关性。与GC源Sgr A* 相关的组分和来自GC区域的漫发射组分都不具有DM源的典型光谱或角度特征。尽管如此，在所有的能量波段，即无线电，近红外，X射线和伽马射线波段的数据集，有助于放置在WIMP参数空间的显着约束。一般来说，伽马射线能量范围不是具有最大信号背景比的范围。在GC附近有大磁场的情况下，X射线数据给出了最严格的边界。在无线电波段的发射，这是较少的模型依赖，是非常约束。HESS最近探测到GC伽马射线源和弥散伽马射线成分，限制了下一代伽马射线望远镜（如GLAST和CTA）发现DM的可能性。我们发现，这些仪器可以访问的参数空间中的大部分区域实际上已经排除在其他波长。另一方面，可能仍然有一个开放的窗口，以改善宽场无线电观测的限制。
2008-08-04 astro-ph hep-ph
Neutralino Dark Matter and the Curvaton
我们建立了一个现实的曲率宇宙学模型，其中的能量含量由辐射，WIMP暗物质和曲率分量描述。我们计算的曲率和等曲率扰动，允许任意初始密度扰动在所有流体中，以下所有物种和它们的扰动从发病的暗物质冻结到曲率衰变后。我们提供了详细的数值计算，以及与后者一致的解析公式。我们发现，大量的等曲率扰动，测量相对于总曲率扰动，可以产生，即使曲率能量密度是不占主导地位的衰减时，高精度的测量宇宙微波背景各向异性，从而打开了一个窗口，不占主导地位的去耦物种在核合成前的早期宇宙。我们还发现，在很大一部分的参数空间，曲率衰变产生足够的暗物质粒子恢复WIMP湮灭，导致部分擦除任何预先存在的暗物质辐射等曲率扰动。
2007-03-09 astro-ph gr-qc hep-ph
Lepton Collider as a Window to Reheating via Freezing Out Dark Matter Detection
研究亲轻子算符介导的暗物质在再加热时期冻结的场景，分析未来轻子对撞机单Higgs加缺失能量通道，结合 relic density 约束间接揭示宇宙热历史。
2025-09-17 astro-ph.CO hep-ph
Is the Turner Window Open? Seeking Closure with Resonant Absorption of Galactic Axions in NaI Dark Matter Detectors
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Institute for Nuclear Theory, University of Washington（华盛顿大学核理论研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Queen’s University（女王大学）；The Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（亚瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（理论物理前沿研究所）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
基于DAMA/LIBRA年 modulation信号，研究利用NaI探测器探测轻WIMPs，发现银河碳燃烧星产生的轴子可通过共振吸收产生440 keV光子，为探测轴子提供新机会。
2026-03-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Double Beta and Dark Matter Search - Window to New Physics beyond the Standard Model of Particle Physics
核双β衰变为寻找超越标准模型的物理学提供了非常广阔的潜力，现在已经探测到TeV尺度，新物理学应该在这个尺度上表现出来。这些可能性在这里审查。首先，本代实验的结果。其中最敏感的一个--位于格兰萨索的海德堡-莫斯科实验--探测的电子质量现在在亚电子伏区域，几年后将达到$\sim$ 0.1电子伏的极限。在Heidelberg Double Beta小组近两年理论工作的基础上，我们还得到了SUSY模型（R宇称破缺、中微子质量）、细夸克（细夸克-Higgs耦合）、复合性、右手W玻色子质量、狭义相对论检验和中微子区等效原理等的结果。其中一个富集的$^{76}$ Ge探测器还通过使用原始数据得出了迄今为止对冷暗物质（WIMP）最严格的限制。一个新的海德堡实验建议（GENIUS）的描述，这将允许提高灵敏度马约拉纳中微子质量从目前的水平，最好的0.1 eV下降到0.01，甚至0.001 eV。它将进一步，已经在第一步使用只有100公斤的天然锗探测器，几乎涵盖了整个MSSM参数空间的预测中性伴子冷暗物质。
1999-01-14 astro-ph hep-ex hep-ph
Revisiting Turner Window Axions: The Untapped Potential of NaI Dark Matter Detectors
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Institute for Nuclear Theory, University of Washington（华盛顿大学核理论研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Queen’s University（女王大学）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（基础物理珀蒂默研究所）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文重新审视Turner窗口轴子，发现NaI探测器可通过共振吸收检测具有强核耦合的轴子，揭示了新的约束机会。
2026-04-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Directional detection of dark matter streams
定向探测WIMP，其中反冲核的能量和方向的测量，目前提出了唯一的前景探测银河系暗物质的局部速度分布。我们调查的程度，未来的定向探测器将能够探测流的形式的暗物质子结构。我们分析了人马座流的信号，并探讨了流的速度，方向，分散和密度的全参数空间。使用组合的非参数方向统计，配置文件似然比检验和贝叶斯参数推断，我们发现，在可接受的曝光时间（O（10）公斤，每年的截面刚好低于目前的排除限制）未来的方向探测器将是敏感的流速度和密度的范围很广。我们还研究和讨论了探测器的能量窗口的重要性。
2014-11-11 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Light dark matter versus astrophysical constraints
来自DAMA的直接暗物质探测的线索，CoGeNT实验指向具有违反同位旋和可能非弹性耦合的轻暗物质。然而，一系列天体物理学的限制正在迅速关闭光暗物质的窗口。我们指出，如果遗迹密度是由湮灭成不可见的状态，这些限制可以逃避。作为一个例子，我们提出了一个准狄拉克暗物质模型，通过两个U（1）规范玻色子相互作用，其中一个耦合到重子数，另一个与光子动力学混合。湮灭主要是进入“暗中微子”，它们不与SM混合，但可以提供一小部分暗辐射。这个模型很快就可以通过几个寻找这种轻规范玻色子的实验来测试，我们预测两者都可以被检测到。该模型还需要第四代夸克，它们的存在可能会增加Tevatron和LHC中希格斯玻色子的截面。
2011-11-23 astro-ph.CO hep-ph
Machine Learning insights on the Z3 3HDM with Dark Matter
LIP – Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, Escola de Ciências, Campus de Gualtar, Universidade do Minho（米尼奥大学科学学院伽尔塔特校区的仪器与实验粒子物理实验室）；Institute for Theoretical Physics, Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院理论物理研究所）；Institute for Particle Physics Phenomenology, Durham University（杜伦大学粒子物理现象学研究所）；Departamento de Física and CFTP, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa（里斯本大学高等技术学院物理系及理论物理中心）
本文利用机器学习研究了具有Z3对称性的3HDM模型，发现两种质量区间内可行的暗物质候选者，并探讨了模型超出θ = π/4限制的挑战。
2026-10-09 hep-ph
Graviton Cosmology in Universal Extra Dimensions
在宇宙额外维度的模型中，引力和所有标准模型场都在额外维度中传播。以往对这类模型的研究主要集中在标准模型粒子的Kaluza-Klein（KK）伙伴上。在这里，我们确定的KK引力子的性质，并探讨其宇宙学意义。我们发现了KK引力子衰变的寿命，这与KK引力子作为暗物质的生存能力有关。然后我们讨论了再加热后KK引力子的原始产生。KK引力子态塔的存在使得这种产生非常有效：对于再热温度T_RH和d额外维度，引力子中储存的能量密度标度为T_RH^{2+3d/2}。因此，在所有的宇宙额外维度场景中，过闭包和大爆炸核合成严格地限制了T_RH。与此同时，有一个窗口的再热温度足够低，以避免这些限制和足够高，以产生所需的热遗迹密度为KK WIMP和superWIMP暗物质。
2003-07-31 astro-ph hep-ph hep-th
A Preferred Mass Range for Primordial Black Hole Formation and Black Holes as Dark Matter Revisited
Bird，et.等人和Sasaki等人。最近提出了一种有趣的可能性，即LIGO探测到的黑洞可能是宇宙学暗物质的全部或部分。这提供了一种替代WIMP和轴子的方法，其中暗物质可以仅由标准模型粒子组成。质量范围位于观测可行的窗口内，预测的合并率可以通过未来的LIGO观测进行测试。在本文中，我们认为，非热历史有利于生产黑洞附近的质量范围-较重的不太可能形成在早期宇宙和较轻的黑洞被稀释通过后期的熵生产。我们讨论了这种预测如何依赖于原始功率谱，黑洞形成的可能性，以及相关的模型参数。我们发现预测的首选质量范围是相当强大的假设蓝色光谱指数小于2。我们考虑由此产生的黑洞遗迹密度，并利用最近的观测限制，建立他们是否可以解释所有的暗物质今天。
2017-03-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Impact of Sommerfeld Effect and Bound State Formation in Simplified $t$-Channel Dark Matter Models
一个具有丰富暗区的暗物质模型的存在可能是WIMP暗物质迄今未能被探测到的原因。例如，有色共湮灭自然导致预测更重的暗物质质量。重要的是，在这种情况下，索末菲效应和束缚态的形成必须考虑，以准确地预测遗迹丰度。基于目前广泛研究的$t$通道简化模型与有色介质的例子，我们证明了正确推断可行的模型参数考虑这些非微扰效应的重要性。我们强调，在这种情况下，对遗迹丰度的平坦校正系数是不够的。此外，我们发现，参数空间被认为是排除在直接检测实验和大型强子对撞机搜索仍然是可行的。此外，我们说明了在LHC的长寿命粒子搜索和束缚态搜索可以发挥至关重要的作用，在探测这样的模型。我们展示了未来的直接检测实验将如何能够关闭几乎所有剩余的窗口冻结生产，使其成为一个高度可测试的场景。
2023-01-20 hep-ex hep-ph
