Detecting Bosonic Dark Matter with Neutron Stars
如果暗物质-核子散射截面太小，无法通过直接探测实验探测到，那会怎样？众所周知，在文献中，一些相互作用导致暗物质-核子散射截面，可以被速度和动量抑制。我们表明，在玻色子暗物质的情况下，中子星光谱提供了一个可能的检测。首先，我们讨论了标量暗物质与标量，赝标量和矢量介质的情况。稍后，我们将对矢量暗物质做这个练习。我们发现，根据暗物质的性质和相互作用，中子星可以提高灵敏度的暗物质-核子散射截面的数量级，代表了一个重大的进步，在暗物质围攻。
2021-10-16 hep-ph
Probing Mirror Neutrons and Dark Matter through Cold Neutron Interferometry
本文提出一种冷中子干涉测量装置，利用中子与镜像中子混合产生的可观测几何相位，直接探测作为暗物质候选者的镜像中子，并可能揭示中子寿命之谜等新物理。
2024-06-11 hep-ph
The dark matter effect on realistic equation of state in neutron stars
在这项工作中，我们将相对论平均场论应用于中子星，假设费米暗物质被困在恒星内部，并通过交换标准模型希格斯玻色子与中子直接相互作用。对于模型参数的实际值，我们数值计算状态方程，并将其与标准状态方程进行比较。此外，两种状态方程（纯中子物质以及混合DM-中子星）的质量-半径关系，并报告了两种情况下的最高恒星质量。
2017-09-19 hep-ph
Neutron Dark Decay
针对束流法与瓶法测得中子寿命不一致的问题，本文回顾了中子暗衰变的理论模型与检验前景，提出新粒子参与衰变以解释差异。
2023-06-20 hep-ph
Searching for light WIMPS in view of neutron decay to dark matter
在目前的工作中，我们研究的影响暗物质搜索的可能性，部分衰变的中子到暗物质粒子，比本身稍轻。最近提出的这种方案需要弥合测量中子寿命的两个不同实验结果之间的差异。随后有人提出，这种轻暗物质候选者可能构成宇宙中的全部暗物质。因此，我们首先计算基于这样的模型的核子截面。然后，我们继续探索各种签名出现在暗物质搜索涉及核目标，在这种情况下，轻暗物质的候选人。
2020-05-13 hep-ph
Comment on Dark Matter Capture in Neutron Stars with Exotic Phases
在这篇短文中，我们讨论了中子星中的暗物质俘获问题。在总结了整个方案和介绍以前的研究沿着这条线，我们提出了一些潜在的重要影响，由于奇异相的外观，如中子超流性，介子凝聚和夸克超导。这些影响可能是相当大的，并改变了以前的结果。
2013-12-20 hep-ph
Constraining dark boson decay using neutron stars
本研究受中子寿命反常现象启发，先评估Fornal和Grinstein的中子衰变假说在中子星内的可行性，再探究中子星冷却对暗玻色子衰变速率的约束，为超出标准模型的相关研究提供观测约束依据。
2023-06-13 hep-ph
Neutron Star Heating in Dark Matter Models for Muon g-2 with Scalar Lepton Partners up to the TeV Scale
我们研究了中子星的动力学加热由于暗物质散射的极小模型与标量轻子合作伙伴介导的相互作用，可以解释的异常磁矩的μ子。特别是，这种模型中的暗物质是一个热产生的马约拉纳费米子可以是非常难以检测在传统的搜索。我们证明，未来的红外观测的老中子星人口可以明确探测整个参数空间的这种情况。
2022-09-26 hep-ph
F-mode Oscillations of Neutron Stars with Dark Matter from Neutron Decay: Implications for Gravitational-Wave Detectability
University of Sunshine Coast（阳光海岸大学）
中子衰变为暗物质的F模式振荡研究揭示了暗物质自相互作用对中子星物态方程和引力波信号的影响，为下一代引力波天体测量学提供了新的探测方法。
2025-09-28 hep-ph
Constraints on Bosonic Dark Matter From Observations of Old Neutron Stars
重子与玻色子暗物质的相互作用受到富含暗物质的中子星坍缩成黑洞的可能性的限制。我们考虑了暗物质自相互作用和暗物质湮灭对这些边界的影响，并讨论了黑洞形成后的演化。我们表明，对于非湮灭暗物质，这些边界扩展到$m_X \sim 10^{5-7}$ GeV，取决于自相互作用的强度。然而，这些边界是完全不受约束的湮灭玻色子暗物质与湮灭截面$<σ_a v> \gtrsim 10^{-38} {\rm cm^3 /s}$。暗物质衰变不会显著影响这些边界。因此，我们表明，玻色子暗物质访问不久的将来的直接检测实验必须参与湮灭或自相互作用过程，以避免黑洞坍缩的约束非常古老的中子星。
2013-03-20 hep-ph
Bondi accretion of dark matter by neutron stars
本文用$M=1.4~M_{\odot}$和$R=10~{\rm km}$方法比较了正则中子星吸积暗物质粒子的两种不同机制，并说明了暗物质加热对恒星表面温度的影响。当暗物质密度大于$\sim3.81~\rm GeV/cm^3$时，我们应该考虑中子星对暗物质的Bondi吸积，而不是Kouvaris（2008）\citep{Kouvaris08}的吸积机制。基于Bondi吸积机制和暗物质湮灭加热，恒星表面温度平台可以在$\sim 10^{6.5}$年出现，并得到$3.81~\rm GeV/cm^3$的暗物质密度为$\sim 1.12\times10^5$ K，比Kouvaris（2008）的暗物质密度为$30~\rm GeV/cm^3$的情况高一个数量级。
2017-05-24 hep-ph
Experimental test of symmetron-field based dark energy model using neutron interferometry
TU Wien（维也纳工业大学）；Institut Laue Langevin（朗之万研究所）
利用中子干涉散射长度测量技术，通过测量真空中和低压氩气中的中子物质波相移，对对称子场（一种主要精质暗能量候选者）的耦合效应进行约束。
2026-06-02 hep-ph
Dark matter implications of the neutron anomaly
本文受中子衰变异常启发，重新研究中子衰变模型 $n \ ightarrow χχχ$ 并精确计算相关反应速率，发现需引入 $χ$ 粒子的两个“世代”才能在满足所有约束下拟合该异常。
2022-12-09 hep-ph
Constraints on Pseudo-Nambu-Goldstone dark matter from direct detection experiment and neutron star reheating temperature
通过希格斯门与标准模型费米子相连的伪南布-戈德斯通暗物质具有这样的性质：由于抵消机制，其直接检测在零动量转移极限处消失。这一特征有助于伪南武-戈德斯通暗物质从直接探测实验中逃脱严格的限制。在本文中，我们探索新的约束参数空间的非零动量转移的直接探测实验，也从中子星温度通过暗物质再加热机制。
2021-12-08 hep-ph
Connecting Radiative Neutrino Mass, Neutron-Antineutron Oscillation, Proton Decay, and Leptogenesis through Dark Matter
辐射中微子质量的暗生机制一般包括中子-反中子振荡和质子衰变。暗物质是通过将轻子宇称的概念扩展到物质宇称来稳定的。Leptogenesis也是一种可能的副产品。该框架统一了物理学中所有这些重要但看似无关的主题的描述，超出了粒子相互作用的标准模型。
2016-08-06 hep-ph
High-scale baryogenesis with testable neutron-antineutron oscillation and dark matter
我们提出了一个新的方案，在可检验的水平上预测单圈中子-反中子振荡，同时实现在很高的尺度上的热或暴胀重子生成。除了标准模型的内容，这种情况下，涉及到两个真正的单线标量非常重的质量，两个颜色的三重态和iso单线标量在TeV的规模，以及马约拉纳单线态费米子的暗物质候选人。
2017-05-08 hep-ph
Heating up Neutron Stars with Inelastic Dark Matter
中子星可以提供对暗物质性质的新见解，因为这些致密的物体非常有效地捕获暗物质粒子。最近的研究表明，在暗物质捕获过程中的能量转移可以导致中子星明显的加热，这可能是用即将到来的红外望远镜观察到的。我们研究这种加热的背景下，非弹性的暗物质，在传统的核反冲为基础的直接检测实验的信号被高度抑制时，动量转移是小的相比，质量分裂之间的暗物质状态。中子星允许更大质量分裂的非弹性散射，因为暗物质粒子在下落过程中被加速到接近光速的速度。使用一个有效的运营商的费米子DM散射非弹性的方法，我们表明，一个非常冷的中子星的观测将导致非常严格的限制的相互作用强度，在大多数情况下，比任何现在，或未来，在地球上的直接检测实验强得多。这对于弹性散射和质量分裂高达$\sim 300 MeV$的非弹性散射都成立。
2018-09-12 hep-ph
Constraints on Mirror Models of Dark Matter from Observable Neutron-Mirror Neutron Oscillation
由对称镜像暗物质模型激发的中子-镜像中子振荡过程受两个参数控制：$n-n'$混合参数$δ$和$n-n'$质量分裂$Δ$。为了使中子镜中子振荡能够被观察到，它们的质量$Δ$之间的分裂必须很小，并且目前的实验导致$δ\leq 2\times 10^{-27}$ GeV和$Δ\leq 10^{-24}$ GeV。我们表明，在镜像宇宙模型中，这个过程是可观察到的，这种小的质量分裂约束的方式，必须实现非对称膨胀，以满足大爆炸核合成的限制上的有效光自由度的数量。特别是，我们发现，如果不对称的通货膨胀实施的颜色或电弱带电粒子的暴胀衰变，振荡是不可观测的。此外，如果为此目的使用SM单线场，则它们必须弱耦合到SM场。
2017-09-06 hep-ph
Neutron Decay to a Non-Abelian Dark Sector
根据标准模型（SM），我们期望为每个衰变中子找到一个质子。然而，计算衰变中子数和产生质子数的实验存在分歧。这种差异表明，中子可能有一个奇特的衰变到暗区（DS）。在本文中，我们探讨了中子衰变为暗狄拉克费米子$χ$和非阿贝尔暗规范玻色子$W'$的情况。我们讨论了宇宙学的影响，这种情况下，假设DS粒子是通过冻结。在我们提出的方案中，DS与SM扇区有三个入口：（1）来自中子与$χ$混合的费米子入口，（2）标量入口，（3）光子与暗规范玻色子之间的不可重整化动力学混合，这导致两个扇区之间的矢量入口。我们表明，无论是费米子门户或标量门户应有助于在早期宇宙中的粒子的生产。具体来说，我们认为，宇宙的最高温度必须足够低，以防止在早期宇宙中产生$χ$。在本文中，我们依靠矢量门户连接两个部门，我们讨论的唯象界模型。主要的限制来自于确保暗物质的适当剩余丰度和避开中子星的边界。当暗规范玻色子非常轻时，大爆炸核合成的测量也施加了严格的约束。
2020-05-02 hep-ph
Neutron lifetime and dark decay of the neutron and hydrogen
中子，除了它的$β$ -衰变$n\to p e\barν_e$，可能有一个新的衰变通道$n\to n' X$到镜像中子$n'$，它的近质量简并孪生来自平行暗扇区，和一个无质量玻色子$X$，它可以是普通和镜像光子或一些更奇特的粒子。这种不可见的衰变可以缓解在束流和阱实验中测量的中子寿命之间的紧张关系。我讨论了这种情况下，这取决于镜像中子$n'$的质量范围的一些现象和天体物理后果。也就是说，$m_{n'} < m_p + m_e$的情况导致了一个惊人的可能性，即构成宇宙中重子质量75%的氢原子$^1$ H（protium）实际上可能是不稳定的：它可以通过电子俘获衰变为$n'$和$ν_e$，寿命相对较短，大约为$\sim 10^{21}$年。如果是$m_{n'} > m_p + m_e$，那么衰变$n'\to pe\bar ν_e$是允许的，并且$n'$可以代表一种不稳定的暗物质成分，其寿命相当长，超过了宇宙的年龄。然而，这种衰变会产生大量的弥散伽马本底。然而，对寿命之谜的暗衰变解释与测量中子衰变中$β$不对称性的最新实验结果存在张力。
2020-02-26 hep-ph
Mirror neutrons as dark matter in the Mirror Twin Two Higgs Doublet Model
镜像双希格斯玻色子除了解决了小层次问题外，还为非对称暗物质提供了一个自然的背景。然而，在只有一个希格斯双重态及其镜像副本的化身中，暗物质几乎肯定主要由镜像原子组成，这被暗物质自相互作用的约束严重排除。通过添加第二个希格斯偶线及其镜像，不同希格斯粒子的vev可以被安排成使得暗物质主要由镜像中子组成，这在宇宙学上是可行的。在本文中，它表明，目前的限制，从对撞机，风味和宇宙学可以容纳这样一个vev结构，在必要的调整增加很少。
2020-09-21 hep-ph
Using neutron stars to probe dark matter charged under a $L_μ-L_τ$ symmetry
本文提出利用年老冷中子星的动力学加热效应，探测在 $L_μ-L_τ$ 对称性下带电的暗物质，通过相对论性缪子相互作用，可覆盖 100 MeV 至 100 GeV 质量范围的未探索参数空间。
2025-10-23 hep-ph
Dark photons from dineutron decays in neutron stars
本文研究中子星内通过类 Higgs 标量媒介发生的 $nn \rightarrow VV$ 重子数破坏过程，分析其对星体性质和暗光子红移能谱的影响，并提出利用脉冲星计时约束新物理参数。
2025-09-26 hep-ph
Dark Matter Induced Nucleon Decay Through the Neutron Portal
The University of Melbourne（墨尔本大学）
本文通过中子通道算子重新解释超 Kamiokande 核子衰变搜索，约束暗物质诱导的核子衰变，发现 GeV 级暗物质下有效算子尺度下限为 1 TeV，并讨论未来 Hyper-Kamiokande 搜索前景。
2026-03-27 hep-ph
Annihilation signatures of neutron dark decay models in neutron oscillation and proton decay searches
我们指出，两个模型，调和中子寿命异常通过暗衰变的中子，也预测暗物质-中子（$\barχ-n$）湮灭，可以观察到的中子-反中子振荡和质子衰变搜索在超级神冈，超级神冈和沙丘。我们研究了$\barχn\to γπ^0$（或多$π^0$）和$\barχn\to ϕγπ^0$（或$ϕ+$多$π^0$）的签名，其中$ϕ$是两种模型中的一种几乎无质量的玻色子。
2019-08-23 hep-ex hep-ph
Neutron Stars as Dark Matter Probes
我们研究了暗物质在中子星上的吸积是否会产生任何可见的外部效应。被捕获的暗物质随后湮灭，将加热中子星，尽管这种效应似乎太小，无法以可观测的速率加热靠近的中子星，而银河系中心的中子星被尘埃所掩盖。非湮灭性的暗物质会聚集在中子星的中心。在一个暗物质非常密集的区域，比如在银河系中心，一颗中子星可能会吸积到足以使它在小于宇宙年龄的时间内坍缩。我们计算了稳定的暗物质-核子截面的值会在大范围的质量下导致这种情况发生。
2010-04-05 astro-ph.GA hep-ph
Can Neutron stars constrain Dark Matter?
我们认为，旧中子星的观测可以施加约束暗物质候选人，即使非常小的弹性或非弹性截面，和自湮没截面。我们发现，靠近银河系中心或球状星团中的老中子星可以保持一个原则上可以探测到的表面温度。由于它们的紧凑性，中子星可以有效地生成WIMP，即使WIMP到核子的截面服从当前直接暗物质搜索的限制，因此它们可以限制广泛的暗物质候选者。
2010-04-05 astro-ph.GA hep-ph
Heating Neutron Stars with Inelastic Dark Matter and Relativistic Targets
本文研究中子星捕获非弹性暗物质产生的加热效应，推导了相对论性非弹性散射的最大质量间隙解析式并计算捕获率，发现中子星约束优于地面探测，是寻找暗物质的重要靶标。
2023-01-20 astro-ph.HE hep-ph
Detecting Dark Matter with Neutron Stars
该研究利用中子星作为天体物理实验室，通过引力波非探测和热观测来约束重且不湮灭的暗物质与核子的相互作用，提供比直接探测实验更强的限制。
2025-04-21 astro-ph.CO hep-ph
Implications of Neutron Star Properties for the Existence of Light Dark Matter
最近有人提出，测量中子寿命的两种方法之间的差异可能是一种看不见的衰变模式的结果，这种衰变模式几乎与中子一起简并为暗物质粒子。我们探讨了这对中子星性质的影响，发现它们的已知性质与这种粒子的存在相冲突。
2018-02-23 hep-ph nucl-th
Bulk viscosity from neutron decays to dark baryons in neutron star matter
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Indiana University（印第安纳大学）
研究中子衰变至暗核子对中子星并合过程中输运的影响，发现暗核子使方程状态降低，从而减少 Urca bulk 黏性，但若衰变更快则可能增强黏性并抑制振荡。
2026-04-16 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutrino and Gamma-Ray Signatures of Inelastic Dark Matter Annihilating outside Neutron Stars
本研究提出中子星外非弹性暗物质湮灭的新搜寻方案，分析银心中子星族群的相关信号，利用H.E.S.S.观测设置暗物质-核子非弹性截面约束，并预测未来望远镜的探测灵敏度。
2024-04-15 astro-ph.HE hep-ph
Possible Implications of Asymmetric Fermionic Dark Matter for Neutron Stars
我们考虑了费米子非对称暗物质对由普通重子和暗费米子组成的“混合中子星“的影响。我们找到了一些例子，在一定范围内的暗费米子质量-当它小于普通重子-这样的系统可以达到更高的质量比普通（“纯”）中子星允许的最大值。这是一个简化的，启发式的牛顿分析框架内与非相互作用的粒子和通过广义相对论的数值计算，在一定的假设下的暗物质状态方程。我们的工作适用于各种暗费米子模型，如镜像物质模型和其他模型的暗费米子有自我相互作用。
2013-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Small-scale structure from neutron dark decay
最近有人提出，如果中子衰变为宇宙中暗物质的粒子，那么中子寿命实验测量中的分歧就可能消除。在本文中，我们构建了一个原型型自相互作用暗物质模型，除了再现正确的遗迹丰度，解决了所有的小尺度问题的$Λ$ CDM范式。这个理论与目前所有的宇宙学观测和天体物理学界限是相容的。
2018-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Can Dark Matter explain the Braking Index of Neutron Stars?
我们探索了一种通过吸积毫荷电暗物质来减慢中子星自转的新机制。我们发现，这种机制产生的脉冲星制动指数，可以大大小于标准$n\sim 3$的磁偶极子辐射模型的毫荷电暗物质粒子，不排除现有的实验约束，从而容纳现有的观测。
2014-01-15 astro-ph.SR hep-ph
Implications of Mirror Dark Matter on Neutron Stars
我们研究了非对称暗物质对中子星的影响。我们构造了一个由普通重子和非对称暗物质重子组成的“混合中子星“模型。我们推导出了每种物质的广义相对论结构方程，在给定半径内的质量方程，以及红移随半径的变化。我们提出了一个具体的数值模型作为说明性的例子。在这个例子中，暗中子的质量等于普通中子的一半。主要结果如下：总质量为$3.74 M_{\odot}$，中子球内的总质量等于$1.56 M_{\odot}$，中子质量为$1.34 M_{\odot}$，恒星半径为31.9 km，中子球半径为11.1 km，中子球和恒星表面的红移分别为0.72和0.25。我们对可能的天体物理影响进行简要评论。
2011-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Searching for Dark Matter with Neutron Star Mergers and Quiet Kilonovae
我们确定了新的天体物理学特征的暗物质，内爆中子星（NS），这可以决定性地测试是否NS内爆暗物质是负责失踪的恒星在银河系中心，一些$r$过程元素的来源，和快速射电暴的起源。首先，NS坍缩的暗物质在中子星内部形成$\sim 10^{-10}$太阳质量或更小的黑洞，这些黑洞将中子星转化为$\sim$ 1.5太阳质量的黑洞。这减少了LIGO/Virgo（LV）所看到的中子星合并的数量，以及DES，BlackGEM和ZTF等望远镜所看到的相关合并千新星的数量，而是产生了包含$\sim$ 1.5太阳质量黑洞的“黑色合并”。第二，由暗物质引发的中子星内爆可能会产生一种新的千诺瓦，这种千诺瓦缺乏可探测的、伴随的引力信号，我们称之为“安静的千诺瓦”。“使用DES数据和银河系的r过程丰度，我们限制了安静的千新星。第三，星系中中子星并合kilonovae和宁静kilonovae的空间分布可用于探测暗物质。NS坍缩的暗物质摧毁了盘状星系中心的大多数中子星，因此中子星合并千新星在大半径处大多会出现在一个甜甜圈中。我们发现，只有10个中子星合并kilonova事件，位于$\sim$ 1千秒差距的精度可以验证或排除暗物质引起的中子星内爆在$2 σ$信心，探索暗物质-核子截面4-10个数量级低于目前的直接检测实验极限。同样，NS坍缩的暗物质作为快速射电暴的来源，可以在$2 σ$置信度下进行测试，一旦20个爆发被C…
2018-03-20 astro-ph.HE hep-ph
Neutron stars with spin polarized self-interacting dark matter
暗物质是宇宙的重要组成部分，它可以影响中子星中的可见物质。暗物质的一个重要物理特征是由于暗物质粒子的自旋。本文应用中子星物质的分段多方状态方程和自旋极化自相互作用暗物质的状态方程，研究了自旋极化自相互作用暗物质对中子星结构的影响.考虑了不同暗物质自旋极化和暗物质粒子相互作用值的中子星物质和暗物质部分的行为。此外，我们提出的价值的引力红移的这些恒星在不同的情况下，自旋极化和自相互作用的暗物质。
2018-04-18 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Dark neutron stars from a heavy dark sector
研究了MSSM隔离副本中由重暗重子组成的暗物质情景下暗中子星的形成与性质，发现其质量和半径通常小于普通中子星，并探讨了通过引力微透镜和暗磁偶极辐射探测的可能性。
2025-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Neutron Star Stability in Light of the Neutron Decay Anomaly
最近的一项提议表明，如果中子衰变为暗物质，那么中子寿命的实验差异就可以解决。与此同时，已经证明这种衰变模式会软化核物质状态方程，导致中子星的最大质量远低于目前观测到的质量。在本文中，我们证明了适当的暗物质-重子相互作用可以容纳质量大于2个太阳质量的中子星。我们还表明，暗物质自相互作用也可以帮助中子星达到2个太阳质量的条件下，暗物质是不对称的性质。
2018-11-15 astro-ph.CO hep-ph
Relativistic capture of dark matter by electrons in neutron stars
暗物质可以捕获中子星并将其加热到可观测的光度。我们研究了暗物质对高度简并电子的相对论散射。我们发展了一个洛伦兹不变量理论来计算暗物质的俘获几率，该理论考虑了目标粒子的相对论运动和泡利不相容原理。我们发现，实际的捕获概率可以是五个数量级大于使用非相对论方法估计。对于质量为$10~{\rm eV}\textup{--}10~{\rm PeV}$的暗物质，中子星的加热补充，可以比地面直接探测搜索更敏感。投影的灵敏度区域表现出的特点，表现出丰富的运动学和泡利之间的相互作用的DM-电子系统阻塞。我们的研究结果表明，古老的中子星可能是发现亲轻暗物质最有希望的目标。
2020-09-04 astro-ph.HE hep-ph
Novel neutron decay mode inside neutron stars
我们探讨的建议，中子寿命之谜可能会解决的中子衰变到暗物质的过程，n \rightarrow χχ，其中χ的质量的三分之一的中子。特别是，我们检查这样的衰变模式的中子星的性质的后果。与先前提出的衰变模式不同，为了满足对中子星质量和潮汐形变的约束，暗物质粒子之间不需要强排斥力。这项研究表明，在中子星的核心有热的暗物质的可能性，并提出了一个可能的机制，暗物质冷却，并检查中子衰变的可能信号，以这种方式在中子星的诞生后。
2022-08-25 astro-ph.HE hep-ph
Testing dark decays of baryons in neutron stars
我们表明，观察质量大于一个太阳质量的中子星放置任何外来的中子衰变模式，可以解释之间的差异束和瓶测量的中子寿命的严格要求。如果中子可以衰变为稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是0.7个太阳质量，而所有测量良好的中子星质量都超过一个太阳质量。因此，$2 M_\odot$中子星的存在表明，任何超越标准模型的中子寿命之谜的解释都需要暗物质是具有高度约束相互作用的多粒子暗扇区的一部分。
2018-07-09 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Asymmetric Cannibal Dark Matter: Constraints from Neutron Star
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究学院布尔汉普尔分校）
本文研究了非对称暗物质在中子星中的捕获与自相互作用，提出通过Z3对称性实现3→2的数变相互作用，导致暗物质在中子星核心的衰减并产生热信号，为未来红外望远镜提供可检测的热特征。
2026-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Baryogenesis from neutron-dark matter oscillations
最近有人提出，暗物质由携带重子数并与中子混合的~GeV粒子组成。我们证明，这可能允许共振暗物质-中子振荡在早期宇宙中，在有限的温度下，导致低尺度重子从原始的暗物质不对称性开始。在这种情况下，不对称转移发生在30 MeV左右，就在大爆炸核合成之前。我们使用一个暗U（1）'规范相互作用模型来说明这个想法，这是最近提出的一种解决中子寿命异常的方法。该模型的非对称暗物质成分既具有强的自相互作用，又能抑制小尺度下的物质密度扰动，从而减轻冷暗物质宇宙学的小尺度问题。未来的宇宙微波背景实验将能够持续探测或坚决排除这种情况。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-ph
Warming Nuclear Pasta with Dark Matter: Kinetic and Annihilation Heating of Neutron Star Crusts
中子星是下一代暗物质绝佳的热侦测器，在其深引力阱中加速到相对论速度的暗物质的散射和湮灭会加热中子星。然而，中子星核心的动力学是不确定的，这使得目前很难明确计算该区域的暗物质散射。另一方面，中子星外层的物理学，地壳，更有力地理解。我们发现，仅与低密度地壳散射的暗物质仍然会将中子星动力学加热到未来望远镜可探测到的红外温度。我们发现，对于自旋无关和自旋相关的散射核子，地壳只有横截面的灵敏度是$10^{-43} - 10^{-41}$ ~cm $^2$的暗物质质量为100兆电子伏$-$ 1 PeV，与最好的灵敏度所产生的暗物质散射地壳成分称为核面食（包括gagelchi，意大利面条，和千层面阶段）。对于质量从10 eV到1 MeV的暗物质，灵敏度为$10^{-39} - 10^{-34}$ ~cm $^2$，它是由地壳内中子超流体中激发集体声子模引起的。此外，对于任何$s$波或$p$波湮灭暗物质，我们表明，暗物质将有效地湮灭热化只是与中子星地壳，无论是否暗物质曾经与中子星核心散射。这意味着任何具有高达200 MeV非弹性质量分裂的电弱相互作用暗物质，包括希格斯玻色子，都能在中子星中有效湮灭。我们的结论是，中子星壳在中子星的暗物质散射和湮灭中起着关键作用。
2020-03-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Neutron Lifetime Discrepancy as a Sign of a Dark Sector?
我们总结了我们最近的建议，解释瓶和束测量的中子寿命之间的差异，通过存在一个黑暗的部门，中子可以衰变到一个分支分数1%。我们表明，可行的粒子物理模型，这样的中子暗衰变可以构建，我们简要评论在这方面的最新进展。
2018-11-06 hep-ph nucl-ex nucl-th
Capture of Electroweak Multiplet Dark Matter in Neutron Stars
如果暗物质与核子有相当大的散射截面，它就能有效地被中子星捕获。它的能量然后通过恒星内部的散射和湮灭以热量的形式转移到中子星。这种加热效应可以通过对附近古老恒星的专门温度观测来检测，为暗物质搜索提供了一种替代方法。在本文中，我们表明，对于电弱多重态暗物质，这种搜索策略可以探测参数区域，这是未来的暗物质直接探测实验所达不到的。为了系统地了解这一点，我们根据电弱电荷对此类暗物质候选物进行分类，并通过高维有效算符研究紫外物理的影响。然后，我们表明，如果紫外物理的影响是相当大的，暗物质核子弹性散射截面变得足够大，而如果它被抑制，那么DM多重态的组件之间的质量分裂得到足够小，使非弹性散射过程是可操作的。在任何情况下，电弱多重态暗物质粒子被有效地捕获在中子星中，使得对老中子星的温度观测的搜索策略很有希望。
2022-10-09 hep-ex hep-ph
Constraining Mirror Dark Matter Inside Neutron Stars
我们研究了中子星内部是普通物质和镜像暗物质混合物的可能性。这是一种可以根据充分研究的吸积机制（包括邦迪-霍伊尔机制）自然设想的情景。我们发现，在中子星模型中包含镜像暗物质降低了给定状态方程下中子星的最大质量，并且它降低了给定中子星的潮汐变形能力。这些一般特征意味着，给定一个状态方程，人们可以约束中子星中镜像暗物质的最大可行量，以始终满足现有的最大质量和潮汐变形约束。相反，使用潮汐变形测量来排除状态方程需要对中子星中包含的镜像暗物质的数量做出假设。最后，镜像暗物质的存在也改变了将中子星的潮汐变形性与其致密性联系起来的普遍关系。因此，在考虑外来模型（如本文所讨论的模型）时必须谨慎。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
The neutron decay anomaly, neutron stars and dark matter
本文提出中子经轻标量发生暗衰变以解释寿命异常，并证明暗物质自相互作用与有效排斥作用可兼容重中子星，进而由多类约束限定标量质量区间。
2024-09-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitationally Misaligned Ultralight Dark Matter and Implications for Neutron Stars
该研究探讨早期宇宙中通过非最小引力耦合失准的超轻标量暗物质可能性，发现特定质量范围下中子星引力效应可对模型参数空间施加限制，无需暗物质与普通物质的非引力相互作用。
2024-11-26 astro-ph.CO hep-ph
Double dark-matter admixed neutron star
中子星中的暗物质可以从其前身的一生中存在，也可以被这个紧凑的物体捕获。通过每一步进入中子星的暗物质的性质可能各不相同。在这里，我们研究了暗物质对中子星结构的影响。本文将二流体理论推广到三流体理论，并利用星系转动曲线的物态方程，研究了双暗物质混合中子星的结构。被认为是这些恒星的中子和暗物质部分的行为。此外，还研究了暗物质状态方程对可见光和暗物质贡献不同的恒星的影响。研究了这些恒星在不同暗物质状态方程下的引力红移。
2018-07-04 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Dark matter admixed neutron star properties in the light of gravitational wave observations: a two fluid approach
我们考虑了密度相关的暗物质对中子星质量、半径和潮汐形变的影响。核物质（正常物质）以及费米暗物质部门被认为是在一个平均场模型。采用双流体理论研究了暗物质对中子星性质的影响。在双流体图像中，暗物质与核物质之间没有直接的相互作用。相反，这两个扇区仅通过引力相互作用而相互作用。在“FSU 2 R”参数化中，核物质部分由$σ-ω-ρ$介子相互作用描述。在暗物质部分，我们使用贝叶斯参数优化技术来固定暗物质状态方程中的未知参数。在双流体模型下，通过求解耦合的TOV方程组，得到了暗物质混合中子星的质量和半径。我们还估计了密度相关的暗物质扇区对暗物质混合中子星（DANSs）潮汐形变的影响。
2020-11-02 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraining dark matter self-interaction from kinetic heating in neutron stars
Indian Institute of Science Education and Research Berhampur（印度科学教育研究所伯汉普尔分校）；Jeonbuk National University（全北国立大学）
本文研究通过中子星动力学加热约束暗物质自相互作用，提出在光学薄极限下观测冷中子星可显著提高截面限制，比子弹星系团严格两个数量级。
2026-09-11 astro-ph.GA hep-ph
