Reexamine the dark matter scenario accounting for the positron excess in a new cosmic ray propagation model
本文结合宇宙射线传播的最新进展，在空间依赖传播模型中重新审视暗物质解释正电子过剩的情景，发现所需湮灭率更小，且μ+μ-通道能完美拟合AMS-02数据并满足γ射线和CMB约束。
2024-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Proposition of FSR Photon Suppression Employing a Two-Positron Decay Dark Matter Model to Explain Positron Anomaly in Cosmic Rays
针对宇宙射线正电子异常，提出双正电子衰变暗物质模型以抑制FSR伽马辐射，兼顾正电子与伽马数据约束。
2023-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Interpretation of AMS-02 electrons and positrons data
我们进行了综合分析，最近的AMS-02数据的电子，正电子，电子加上正电子和正电子分数，在一个自洽的框架，我们实现了理论建模的所有天体物理组件，可以有助于在整个能量范围内观测到的通量。初级电子的贡献是通过从遥远的源和从本地超新星遗迹的流量在格林目录中的平均流量的总和建模。次级电子和正电子通量来源于初级宇宙射线在星际介质上的相互作用，我们利用AMS-02质子和氦数据推导了一种新的确定方法。ATNF星表中脉冲星风星云的原正电子和原电子被包括在内，并在不同的假设下（整个星表的平均贡献，单个主导脉冲星，几个主导脉冲星）研究了它们最重要的（虽然知之甚少）性质。我们获得了显着的协议之间的各种建模和AMS-02数据的所有类型的分析，表明整个AMS-02轻子数据承认自洽的解释，在天体物理的贡献。
2014-04-07 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The electron plus positron spectrum from annihilation of Kaluza-Klein dark matter in the Galaxy
宇宙额外维理论中最轻的Kaluza-Klein粒子（LKP）是冷暗物质（CDM）的最佳候选者之一。当LKP对在CDM集中的银河系中心附近湮灭时，有一些模式产生电子和正电子作为最终产物，我们将它们分为两个部分。其中之一是“线”分量，它直接湮灭成电子-正电子对。另一个是“连续体”成分，它由通过某些衰变模式二次产生的电子和正电子组成。在到达地球之前，电子和正电子的方向被银河磁场随机化，它们的能量通过能量损失机制降低。我们假设LKP的质量范围在300 GeV到1500 GeV之间。我们计算了电子加正电子在星系晕中传播到地球后的能谱，并分析了产生的能谱和正电子分数。我们还指出，观察到的正电子分数的能量依赖性很好地再现了“线”和“连续”成分的混合。我们可以通过假设描述星系晕中暗物质浓度的适当增强因子来拟合电子加正电子谱和正电子分数。然而，如果我们只考虑AMS-02的观测数据，很难用一个单独的增强因子来解释电子加正电子谱和正电子分数。
2017-02-22 astro-ph.HE hep-ph
Quantitative study of the AMS-02 electron/positron spectra: implications for the pulsar and dark matter properties
AMS-02刚刚公布了对宇宙电子和正电子谱的空前精确的测量结果。本文通过对AMS-02的电子能谱和正电子能谱的整体拟合，结合更新的正电子分数数据，对AMS-02的结果进行了定量研究。采用马尔可夫链蒙特卡罗算法进行拟合。同时测定了贡献额外正电子的暗物质或暗物质的原电子能谱和参数。我们发现在$\sim 60$ GeV处初级电子能谱有硬化现象。有了这样一个背景光谱的新特征，暗物质和暗物质都可以很好地解释AMS-02的结果。在暗物质的情况下，正电子分数在$\sim 300$ GeV的下降，然而，受到费米$γ$射线观测非常强的约束。拟合结果还表明，有对流的传播模型可能比再加速模型更有利于轻子数据。
2015-02-15 astro-ph.HE hep-ph
New minimal, median, and maximal propagation models for dark matter searches with Galactic cosmic rays
银河系带电的宇宙射线（特别是电子、正电子、反质子和轻反核）是暗物质湮灭或衰变的有力探测器，特别是对于比几兆电子伏重的候选者或微小的蒸发的原始黑洞。PAMELA、AMS-02或VOYAGER最近对正电子和反质子的测量已经转化为对大质量范围内几个模型的约束。然而，这些限制取决于银河系的运输模型，特别是扩散晕的大小，受到理论和统计的不确定性。我们更新了所谓的MIN-MED-MAX基准传输参数，产生通用的最小，中位数和最大的暗物质引起的通量，这减少了通量的不确定性约2倍的正电子和6反质子，相对于他们以前的版本。我们还提供了方便的拟合公式相关联的预测次级反质子和正电子背景通量。最后，对于更精细的分析，我们提供了模型参数和协方差矩阵的不确定性的全部细节。
2021-03-06 astro-ph.HE hep-ph
R-violating Decay of Wino Dark Matter and electron/positron Excesses in the PAMELA/Fermi Experiments
我们表明，R-宇称违反衰变的质量\sim 3 TeV的维诺暗物质可以自然地解释的流量和光谱形状的宇宙射线电子和正电子观测的PAMELA和费米卫星。为了给这种情况提供理论基础，我们还提出了一个模型，三线性R宇称破缺出现的系数被引力子质量的幂所抑制，这自然导致Wino寿命为O（10^26）sec。
2009-05-04 astro-ph.HE hep-ph
Does the high-energy AMS-02 positron flux originate from the dark matter density spikes around nearby black holes?
本文探讨了高能AMS-02正电子通量可能源自附近黑洞周围暗物质密度峰值的可能性，并通过暗物质湮灭机制提出新解释。
2025-09-16 astro-ph.HE hep-ph
Dipole-interacting Fermionic Dark Matter in positron, antiproton, and gamma-ray channels
在正电子、反质子和光子通道中考虑了偶极相互作用暗物质湮灭产生的宇宙线信号。正电子通道中的预测信号可以很好地解释费米LAT、PAMELA、HEAT和AMS-01实验中质量大于100 GeV的暗物质的过量正电子分数，增强因子为30-80。实验中反质子与质子的比例不超过这个比例也对这种情况产生了严格的限制。利用这些增强因子，研究了来自星系晕的预测信号和靠近银心区域的单能γ射线（单色光子）信号。还考虑了最近基于费米LAT数据和计划实验AMS-02中单色线的潜在探测的试探性分析的伽马射线过量。
2013-01-21 astro-ph.HE hep-ph
R-Parity Breaking via Type II Seesaw, Decaying Gravitino Dark Matter and PAMELA Positron Excess
我们提出了一类新的具有第二类跷跷板机制的MSSM的R宇称违反扩张，其中不稳定的引力子是宇宙的暗物质。它主要衰变为三个轻子的末态，从而为PAMELA实验中的正电子过剩而非反质子过剩提供了一个自然的解释。该模型可以解释中微子质量，而无需调用任何高尺度物理学，同时保持了宇宙中预先存在的重子不对称性。
2009-05-21 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the positron emission from pulsar populations with AMS-02 data
AMS-02目前以前所未有的精度测量了宇宙射线中的电子和正电子通量，最高可达TeV能量，代表了对银河系局部性质的独特探测。对它们的光谱的解释目前仍有争议，特别是对于10 GeV以上的过量正电子。在观察到Geminga和Monogem星周围几度大小的TeV能量的伽马射线晕之后，关于星可以显著地贡献于这种过量的假设已经得到了巩固。然而，空间和充满活力的银河系分布的恒星和正电子生产的细节，加速和释放从这些来源还没有完全理解。我将描述我们如何使用高精度AMS-02正电子数据来约束银河系脉冲星群的主要特性和解释观测到的通量所需的正电子加速度。这是通过模拟大量的银河系脉冲星人口，最新的自洽建模的脉冲星自旋和演化特性，校准目录观测。通过拟合正电子AMS-02数据以及初级宇宙射线与星际介质碰撞产生的次级分量，确定了主导正电子通量的恒星的物理参数，并评估了不同假设对径向分布、自旋下降特性、银河系传播情景和正电子发射时间的影响。
2022-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Limits on the Dark Matter from AMS-02 antiproton and positron fraction data
利用AMS-02反质子比和正电子分数的测量数据，我们推导出了暗物质湮灭的截面和寿命的极限。在推导的限制，我们考虑的情况下，次级粒子加速超新星遗迹（SNRs）已被认为是能够合理地占AMS-02高能量正电子/反质子分数数据。我们参数化的次级粒子加速的SNR的贡献，然后拟合观测数据内的常规宇宙线传播模型，采用GALPROP程序。我们使用似然比检验来确定95 $\%$置信水平的上限可能的暗物质（DM）的反质子/正电子分数测量AMS-02的贡献。我们的极限比矮球状卫星星系的Fermi-LAT γ射线Pass 8数据所设定的极限更强。我们还表明，太阳调制（宇宙射线传播）参数可以发挥不可忽视的作用，在修改的约束的暗物质湮灭截面和寿命的$m_χ<100$ GeV（$m_χ>100$ GeV），其中$m_χ$是静止质量的暗物质粒子。利用这一结果，我们也限制了暗物质的有效场论。
2015-10-17 astro-ph.HE hep-ph
Charge Asymmetric Cosmic Ray Signals From Dark Matter Decay
在过去的两年里，PAMELA和费米对宇宙射线电子和正电子谱的测量引起了人们极大的兴趣，因为它们与通过暗物质湮灭或衰变产生的20 GeV和1 TeV之间的电子和正电子通量的重要组成部分是一致的。然而，由于测量结果也与天体物理学解释一致，因此信息尚不清楚。本文指出，暗物质在宇宙射线中可以有一个更明显的信号，即电荷不对称性。如果暗物质的丰度是由于遗迹的不对称性，那么这种电荷不对称性就会产生，从而使其衰变产生正电子和电子的不对称性。这类似于重子不对称，衰变中子产生电子而不是正电子。我们探索基准的情况下，暗物质衰变成一个轻子带电希格斯玻色子玻色子或电弱规范玻色子。这些模型在伽马射线和中微子中有可观测到的信号，可以通过费米和冰立方进行测试。最强大的测试将是AMS-02，因为它有能力区分100 GeV以上的电子和正电子电荷。具体地说，有利于正电子的不对称性通常预示着正电子（电子）的正电子比比电荷对称源更大，高能谱更硬（更软）。最后，我们简要讨论了这些情景与主要天体物理学解释的不同之处。
2011-06-07 astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Particle Explorer observations of high-energy cosmic ray electrons plus positrons and their physical implications
暗物质粒子探测器（DAMPE）是一个星载高能粒子和$γ$射线探测器，致力于间接探测粒子暗物质和研究高能天体物理。最近发表了25 GeV ~ 4.6TeV宇宙线正负电子能谱的首次精确测量结果。DAMPE光谱揭示了在$0.9$ TeV附近的有趣的光谱软化和在$1.4$ TeV附近的试探性峰值。这些结果引发了广泛的讨论。介绍了DAMPE的探测器、数据分析和初步结果。特别是，DAMPE数据的物理解释进行审查。
2018-07-31 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic-Ray Positrons Strongly Constrain Leptophilic Dark Matter
宇宙射线正电子一直被认为是暗物质湮灭的有力探测器。特别是，无数关于正电子分数意外上升的研究一直在争论它的暗物质或脉冲星起源。在本文中，我们反而研究了AMS-02探测硬亲轻子暗物质候选者的非常精确的正电子测量的潜力，这些候选者不具有与所观察到的大部分正电子过剩相似的光谱特征。利用一个详细的宇宙射线传播模型，其中包括一个主要的正电子通量产生的银河系恒星，除了由氦和质子测量约束的二次组件，我们产生了一个强大的适合当地的正电子通量和光谱。我们没有发现与亲轻子暗物质相关的光谱凸起的证据，并设置强约束的暗物质湮灭截面低于热湮灭截面的暗物质质量低于60 GeV和380 GeV的湮灭到$τ^+τ^-$和$e^+e^-$，分别在我们的默认模型。
2022-01-06 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 electrons and positrons: astrophysical interpretation and Dark Matter constraints
我们在这里提出了一个定量分析的AMS-02数据的目的是调查天体物理源和暗物质在他们的解释之间的相互作用。首先，我们表明，AMS-02轻子测量是在一个非常好的协议与假设，所有的电子和正电子是初级或次级天体物理过程的结果。然后，我们将暗物质添加到图片中，以确定哪些是关于其湮灭截面（或寿命）的信息，这些信息可以通过拟合AMS-02数据来推断，其中暗物质和天体物理源共同贡献于不同的轻子观测值。特别是，通过执行马尔可夫链蒙特卡罗采样的参数空间的理论，我们试图在表征可能的暗物质贡献的观测数据的意义，我们推导出强大的上限上的暗物质湮灭/衰变率。
2015-07-30 astro-ph.HE hep-ph
Comment on Calculation of Positron Flux from Galactic Dark Matter
银河系中暗物质粒子湮灭或衰变产生的高能正电子可以作为暗物质的重要间接特征。在给定的暗物质模型中计算正电子通量需要求解输运方程，该方程考虑了正电子与物质和银河系磁场的相互作用。现有的计算解决了扩散区内的方程，银河磁场限制正电子，并假设在这个区域的边界上消失的正电子密度。然而，在许多模型中，暗物质晕的很大一部分位于扩散区之外。在那里产生的正电子可以进入扩散区并被捕获，可能到达地球并增加预期的通量。我们计算了各种型号的这种增强。我们还评估了额外正电子在星光和宇宙微波背景上的逆康普顿散射所产生的高能光子通量的预期增强。在这两种情况下，我们发现最大的通量增强的顺序为20%。
2010-07-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 positron excess: new bounds on dark matter models and hint for primary electron spectrum hardening
由ATIC、CREAM和PAMELA收集的数据都显示出在磁刚度$\sim$ 240 GV以上显著的宇宙射线核谱硬化。一个自然的推测是，初级电子谱也会变硬（可能在$\sim 80$ GV），而这种硬化部分地解释了ATIC、HESS和费米-LAT发现的电子/正电子总谱过剩。如果是这样的话，随后的正电子-电子比的增加行为将变得平坦，并且在电子/赝电子数据的联合拟合中应考虑谱硬化，否则推断的参数将有偏差。我们的联合适合最新的AMS-02正电子分数数据与PAMELA/费米-LAT电子/正电子谱数据表明，初级电子谱硬化是需要在大多数，但不是所有的建模。对暗物质模型的边界也进行了研究。在原电子的光谱硬化的存在下，在建模中所需的暗物质起源的电子/正电子对的量较小。即使有这样的修改，湮灭通道$χχ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$已严格限制费米-LAT银河系的漫发射数据。发现衰变通道$χ\rightarrow μ^{+}μ^{-}$是可行的。
2013-06-20 astro-ph.HE hep-ph
Radiation from matter-antimatter annihilation in the quark nugget model of dark matter
重新讨论了暗物质的夸克块金模型中正电子云的性质。在这个模型中，暗物质粒子被表示为由大量夸克或反夸克组成的致密复合体，其重子总数为$B\sim 10^{24}$。这些粒子在银河系中的数量密度非常小，这使得它们对所有DM探测实验和宇宙学观测都是“黑暗的”。在这种情况下，反夸克块金扮演着特殊的角色，因为它们可能会在与可见物质的湮灭中表现出来。研究了自由电子、氢气和氦气与反夸克核团正电子云碰撞中的电子正电子湮没。结果表明，强反夸克块金电场能破坏正电子偶素、氢原子和氦原子，阻止电子深入正电子云，从而使电子正电子湮没的几率降低近5个数量级.因此，QN正电子云中的电子湮灭不能解释SPI/INTEGRAL探测器在我们星系中心观察到的能量为511 keV的光子。这些光子可以通过不同的机制来解释，其中QN捕获质子，这些质子与夸克核心中的反夸克湮灭或转化为中子，从而减少QN核心电荷并增加QN温度。结果，QN将正电子丢失到空间，并在那里与电子湮灭。质子湮灭产生的带电π介子会产生更多的正电子。另一种表现可能是来自$π^0$衰变的光子发射。
2021-09-11 astro-ph.HE hep-ph
Confronting recent AMS-02 positron fraction and Fermi-LAT Extragalactic Gamma-Ray Background measurements with gravitino dark matter
AMS-02号卫星最近对宇宙射线中正电子通量分数的测量证实并扩展了关于存在一种新的（尚不清楚的）高能正电子源的证据。为了解释这种过剩，我们使用双线性R宇称违反超对称模型的引力子作为衰变的暗物质候选者，作为这些高能粒子的来源。作为一个长寿命的弱相互作用和自旋3/2粒子，它提供了一些特殊性，使它成为一个有吸引力的候选者。我们计算了地球上每个引力子衰变通道产生的电子、正电子和$γ$ -射线通量。结合来自不同衰变模式的通量，我们可以将AMS-02测量的正电子分数以及电子和正电子通量与$1-2$ TeV范围内的引力子质量和$\sim 1.0-0.8\times 10^{26}$ s的寿命相拟合。.然后，我们研究这些方案的可行性，通过它们的影响，在$γ$射线观测。我们使用最近由{ \it Fermi}-LAT协作报告的河外$γ$ -射线背景和其已知贡献者的最先进的模型来限制引力子的寿命。这些限制不包括引力子参数空间，这提供了一个可以接受的解释AMS-02数据。因此，我们的结论是，双线性R-宇称破坏模型的引力子被排除作为唯一的主要来源的电子和正电子需要解释的上升，在正电子分数。
2015-11-03 astro-ph.HE hep-ph
Origin Of The Cosmic Ray Positrons Observed Near Earth- Meson Decay Or Dark Matter Decay?
我们证明了在地球附近观测到的高能宇宙线正电子的通量是由初级宇宙射线（CR）在本地星际介质中产生的介子衰变所预期的。
2015-10-07 astro-ph.HE hep-ph hep-th
The self-confinement of electrons and positrons from dark matter
本文提出通过计算暗物质诱导电子和正电子的自约束来为磁湍流设定下限，并结合Draco星系的射电数据，为WIMP暗物质提供稳健且有竞争力的限制。
2023-08-14 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter vs. astrophysics in the interpretation of AMS-02 electron and positron data
我们对AMS-02的电子和正电子数据进行了详细的定量分析。我们调查的主要天体物理源，即超新星遗迹和脉冲星风星云的排放之间的相互作用，并从暗物质湮灭或衰变信号的贡献。我们的目的是评估的信息，可以推导出暗物质的属性时，暗物质和主要的天体物理源被假定为共同贡献的轻子观测AMS-02实验。我们调查的可能性，以设置强大的约束条件的暗物质湮灭/衰变率和可能性，以寻找暗物质信号在现实的模型，考虑到完整的复杂性的天体物理背景。我们的研究结果表明，AMS-02的数据能够有效地探测广大地区的暗物质参数空间，并在某些情况下，设置约束的暗物质湮灭/衰变率是可比的，甚至更强的比来自其他间接检测渠道。
2016-07-13 astro-ph.HE hep-ph
Positronium Decays with Dark $Z$ and Fermionic Dark Matter
我们研究了电子偶素的不可见衰变，以探测由暗$Z$玻色子介导的费米子光暗物质。在标准模型中，电子偶素通过弱相互作用的不可见衰变率太小，实验中无法检测到。我们发现，如果在暗$Z$模型中，暗物质比电子轻，那么在未来可以增强观测。我们还计算了这种轻暗物质的遗迹丰度，并讨论了大爆炸核合成约束与另一种热历史的情况。
2021-11-27 hep-ph
Viability of detection by AMS of sudden features due to dark matter annihilation to positrons and electrons
费米实验测量了宇宙线电子+正电子能谱和正电子分数[ $Φ_{e^+}/(Φ_{e^+ + e^-})]$]，PAMELA测量了精度更高的正电子分数。虽然大多数的宇宙射线电子和正电子都来自天体物理学，但也可能有来自星系晕中的暗物质湮灭的贡献。AMS实验即将得出的结果将显示这些量的测量精度要高得多。一种暗物质湮灭的场景是两个暗物质粒子直接湮灭到$e^+$和$e^-$终态。在这篇文章中，我们计算这些测量中的签名“颠簸”假设一个给定的密度分布（NFW配置文件）。如果暗物质湮灭为电子和正电子，其横截面为$σv \sim\, 10^{-26}$ cm $^3$ /s或更大，则AMS可以辨别出这一特征。然而，我们证明，这样一个突出的光谱特征已经排除了由费米测量的正电子+电子宇宙射线谱的相对平滑。因此，我们得出结论，这样的功能是不可检测的，除非质量小于$\sim$ 40 GeV。
2013-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Plus Charge Prevalence in Cosmic Rays: Room for Dark Matter in the Positron Spectrum
正电子/电子比的意外能谱被天体物理学解释，除了100-300 GeV的范围。数据表明，这个比例，在$0.5-8$ GeV之间下降后，稳步上升，在200- 400 GeV趋于饱和。这些观测结果（除了趋势）似乎与扩散激波加速（DSA）机制相冲突，该机制在\emph{single}超新星遗迹（SNR）激波中起作用。我们认为，$e^{+}/e^{-}$比仍然可以解释的DSA，如果正电子加速在\emph{subset}的SNR冲击：（i）传播的clusional气体介质中，（ii）由加速CR \emph{protons}修改。质子穿透上游的致密气体团，产生正电子和\emph{charge the clumps positively}。感应电场将正电子驱逐到上游等离子体中，在那里它们被冲击加速。由于冲击波被修改，这些正电子比在其他SNR中加速的CR电子发展出更硬的光谱。混合这些群体解释了在$E>8$ GeV的$e^{+}/e^{-}$比率的增加。它在$E<8$ GeV处减小，这是由于激波修正引起的次激波减弱。与被驱逐的正电子相反，大多数反质子、电子和较重的原子核都留在团簇内未被加速。100-300 GeV AMS-02部分超过模型预测，包括，但不限于，可能的暗物质的贡献，也进行了讨论。
2016-07-12 astro-ph.HE hep-ph
Diffuse gamma-ray background and cosmic-ray positrons from annihilating dark matter
我们研究了湮灭暗物质对银河系外弥漫伽马射线背景谱的贡献，其动机是最近观测到的宇宙射线正电子/电子异常。观测到的弥散伽马射线通量对暗物质模型提供了严格的约束，我们给出了暗物质湮灭截面的上界。结果表明，对于有核暗物质晕轮廓的情况，弥散γ射线比来自银河系中心的γ射线给出更严格的束缚。费米卫星将使束缚更强。
2009-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
AMS-02 Positron Excess and Indirect Detection of Three-body Decaying Dark Matter
我们考虑间接探测亚稳态暗物质粒子衰变为一个稳定的中性粒子和一对标准模型费米子。由于三体衰变的能谱较软，这些模型可能解释AMS-02正电子过剩，而不受费米-LAT伽马射线数据和宇宙射线反质子测量的限制。我们仔细研究了不同的最终状态费米子，特别注意宇宙射线背景的处理，包括宇宙射线传播的帮助下，\textsc{LikeDM}包的各种贡献。结果发现，初级衰变成一个电子-正电子对和一个稳定的中性粒子可以引起AMS-02的正电子过剩，同时，对伽马射线和反质子的约束保持毫发无损。根据传播模型，衰变到μ子对或混合味电子-μ子对也可能是可行的。衰变到所有其他标准模型费米子是非常不利的。
2017-03-15 astro-ph.HE hep-ph
Observation of Complex Time Structures in the Cosmic Ray Fluxes by the Alpha Magnetic Spectrometer on the ISS
我们提出了高统计，精确的测量AMS的详细的时间和刚性依赖的初级宇宙射线电子，正电子，质子和氦通量超过79巴特尔旋转从2011年5月至2017年5月在能量范围从1到50 GeV。首次用轻子详细研究了太阳活动极大期的荷号调制。我们报告的观测短期结构的时间尺度上的月份一致的所有通量。这些结构在正电子-电子通量比中是不可见的。在整个太阳极性反转期间的精确测量表明，该比率在约800天内从一个值平滑过渡到另一个值。
2019-09-19 astro-ph.HE hep-ph physics.space-ph
Revisiting GeV-scale annihilating dark matter with the AMS-02 positron fraction
反物质宇宙射线被用来探测物理学中的新现象，包括暗物质湮灭。我们使用阿尔法磁谱仪的宇宙射线正电子分数谱，在银河系中寻找这样的湮灭信号。我们专注于质量在5到120 GeV之间的暗物质，产生高能电子和正电子。在这些宇宙射线能量中，多个天体物理源和现象的相互作用使得这种搜索对潜在的天体物理背景假设高度敏感。我们使用一个巨大的公共图书馆的宇宙射线正电子分数背景的天体物理模型，推导出强大的上限暗物质的湮灭截面的湮灭通道的数量。这个库解释了不同类型的宇宙射线源及其在空间和时间分布上的不确定性。此外，它还解释了这些源的输出的不确定性，它们注入星际介质宇宙射线光谱和宇宙射线传播的不确定性。对于任何给定的暗物质粒子质量和湮灭通道，湮灭截面的上限由其值延伸一个完整数量级的带给出。与早期的结果相比，我们的工作提供了较弱的限制，但对所有相关的天体物理不确定性都很强大。在5和15 GeV之间，我们发现了宇宙射线电子和正电子可能过剩通量的迹象。这种过剩存在于大多数但不是所有的天体物理背景参数空间中，其意义可能会有明显的变化。为了增进对这些低能量宇宙射线的了解，有必要进行更深入的研究。最后，我们注意到，即使在这些能量中发现了多余的信号，当前的背景不确定性也不允许我们准确地推断出其潜在的粒子性质。
2022-10-10 astro-ph.HE hep-ph
Positron production scenarios and the angular profile of the galactic center 511-keV line
从银河系中心观察到的511 keV光子过剩的角分布可以让我们选择各种暗物质和其他正电子生产机制与各种模型的暗物质分布之间的组合。我们发现，遗迹衰变的情况下，给出了太平坦的角分布的任何暗物质分布在我们的调查，但一个暗物质-暗物质碰撞的情况下，或涉及粒子从一个本地化的中央源产生正电子的一些距离，可以匹配观察到的星系中心的角轮廓，如果暗物质分布既不太平坦也不太尖。此外，湮灭前的正电子迁移或扩散将角分布扩大到一个程度，即超过半千秒差距的平均迁移对于大多数暗物质分布是不可行的。所观察到的角度分布也是一致的，在过去的瞬态事件的发生，其次是各向同性正电子扩散。
2010-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Visible and Dark Matter Genesis and Cosmic Positron/Electron Excesses
暗物质和重子物质贡献的能量密度与现在的宇宙相当。暗物质也可能是宇宙正电子/电子过剩的原因。我们把这些现象与中微子质量的狄拉克跷跷板联系起来。在我们的模型中，（i）暗物质残余密度是与重子不对称性同时产生的暗物质不对称性，因此我们可以自然地理解暗物质和重子物质之间的重合;（ii）暗物质大多衰变为轻子，因此它的衰变可以解释具有正电子/电子过剩的反常宇宙射线。
2009-09-24 hep-ph
Inverse Problem of Cosmic-Ray Electron/Positron from Dark Matter
讨论了从衰变/湮灭的暗物质中得到的宇宙射线电子/正电子的反问题的可能性，给出了从观测通量中重建电子/正电子源谱的简单解析公式.我们还说明了我们的方法，通过将得到的公式应用到刚刚发布的费米数据以及新的HESS数据。
2009-05-11 hep-ph
Dark Matter and Pulsar Origins of the Rising Cosmic Ray Positron Fraction in Light of New Data From AMS
PAMELA首次以高置信度观察到宇宙射线正电子分数随能量的上升，这意味着最近（或目前）有大量高能正电子注入银河系的局部体积。随着AMS最近提供的新的和更精确的正电子分数的测量，我们重新审视这些高能正电子的起源问题。我们发现，虽然一些暗物质模型（直接湮灭为电子或μ子）似乎不再能够容纳这些数据，其他模型中，约1-3 TeV的暗物质粒子湮灭为不稳定的中间状态仍然可以负责观察到的信号。附近的双星也仍然能够解释观测到的正电子分数。AMS未来对正电子分数的测量（使用更大的数据集），结合他们对各种宇宙射线次级与初级比率的预期测量，可能使我们能够进一步区分这些剩余的场景。
2013-08-11 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Leptophilic Dark Matter and AMS-02 Cosmic-ray Positron Flux
利用AMS-02合作组最近发表的正电子通量测量结果，我们说明了亲轻子暗物质是如何符合观测的。我们得到的暗物质湮灭的不同产品的百分比，可以最好地描述的AMS观测到的高能正电子流量。我们发现，暗物质主要湮灭成$ττ$对，而$ee$和$μμ$的最终状态应小于$20\%$。当包含规范玻色子末态时，所需$ττ$模的最佳分支比减小。
2014-09-25 hep-ph
Cosmic-Ray Positron from Superparticle Dark Matter and the PAMELA Anomaly
受PAMELA合作组最近报道的异常正电子流的启发，我们研究了由电子对湮灭和超粒子暗物质衰变产生的宇宙射线正电子。我们计算了宇宙射线正电子通量，并讨论了PAMELA数据的影响。我们发现，PAMELA观测到的正电子过剩可以用一些超粒子暗物质来解释。
2009-05-26 astro-ph hep-ph
New limits on dark matter annihilation from AMS cosmic ray positron data
国际空间站上的AMS实验最近提供了精确度前所未有的0.5至350 GeV的宇宙射线电子和正电子数据。在能量超过10 GeV时，观测到的正电子分数的上升仍然无法解释，提出的解决方案范围从局部的电子到TeV尺度的暗物质。在这里，我们利用这些高质量的数据，把严格的限制暗物质的质量低于300 GeV，湮灭或衰减到轻子的最终状态，基本上独立的起源，这种上升。我们显着改善现有的限制，在某些情况下，高达两个数量级。
2013-10-28 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Extragalactic Inverse Compton Light from Dark Matter Annihilation and the Pamela Positron Excess
我们计算了起源于宇宙微波光子的高能电子和正电子的粒子暗物质湮灭事件中产生的向上散射在所有的红移和所有的晕河外的漫发射。我们概述了对这种发射的观测限制，并研究了它对粒子暗物质模型（包括粒子质量及其主导湮没最终状态）以及对结构形成和晕密度分布假设的依赖性。我们发现，对于低质量的暗物质模型，在X射线波段的数据提供了最严格的约束，而伽马射线能量范围探测模型具有大质量和对湮灭率，以及硬谱注入的电子和正电子。具体来说，我们指出，所有的红移，所有晕逆康普顿发射从许多暗物质模型，可能提供一个解释异常的正电子部分测量的帕梅拉有效载荷严重过度产生所观察到的河外伽玛射线背景。
2009-06-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark matter for excess of AMS-02 positrons and antiprotons
我们提出了一种暗物质解释，以同时解释AMS-02实验中观察到的反质子到质子和正电子功率谱的过量，同时具有正确的暗物质遗迹丰度并满足当前的直接搜索范围。我们扩展了希格斯三重态模型与隐藏的规范对称性对称$SU(2)_X$，打破了$Z_3$的四重标量场，使相关的规范玻色子稳定的弱相互作用的大质量粒子暗物质的候选人。通过耦合复杂的希格斯三重态和$SU(2)_X$四重态，候选的暗物质可以湮灭成三重态希格斯玻色子，每个三重态又衰变成轻子或规范玻色子的终态。这样的机制产生了正确的过量的正电子和反质子与适当的选择的三重态真空期望值。此外，该模型提供了中微子质量和暗物质现象之间的联系。
2015-06-23 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Galactic positron flux and dark matter substructures
本文在超对称框架下计算了银河系暗物质湮灭产生的正电子流，并考虑了暗物质子结构对正电子流的增强。在一个现实的数值模型GALPROP中求解了正电子在银河系磁场中的传播。在GLAPROP模型中重新计算了次级正电子通量。当采用尖点密度剖面时，次级产物和暗物质湮灭产生的正电子总通量与HEAT数据拟合较好。
2007-04-16 astro-ph hep-ph
AMS02 positron excess from decaying fermion DM with local dark gauge symmetry
PAMELA、Fermi和AMS02观测到的正电子过剩可能是由于暗物质（DM）对湮灭或主要衰变为μ子。在本文中，我们考虑了一个方案，热费米子DM（$χ$）与质量$\sim O(1-2)$ TeV衰变为暗希格斯（$ϕ$）和一个活跃的中微子（$ν_a$），而不是SM希格斯玻色子和$ν_a$。我们首先提出了一个可重整化的局部暗$U(1)_X$规范对称性模型，其中的DM $χ$可以热化的希格斯门和规范动力学混合的情况下。假设暗希格斯粒子（$ϕ$）的质量在$2 m_μ< m_ϕ< 2 m_{π^0}$的范围内，正电子过剩可以以自然的方式拟合，而不会与反质子和伽马射线通量或直接探测实验的约束相冲突。同样有了这样一个亮暗的希格斯粒子，DM的自相互作用可以得到一定程度的增强，CDM范式中的三个难题也可以得到一定程度的缓解。
2015-01-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Implications of an astrophysical interpretation of PAMELA and Fermi-LAT data for future searches of a positron signal from dark matter annihilations
PAMELA和Fermi-LAT的最新数据可以解释为高能正电子的新天体物理来源的证据。在这种情况下，这些天体物理学上的正电子构成了另一个背景，与来自暗物质湮灭的正电子形成对比。在本文中，我们研究的影响，在未来的实验中探测正电子暗物质信号的前景背景。特别是，我们确定了新的区域（质量，$\sigmav$）平面AMS-02实验检测到的几个暗物质的情况下，不同的传播模型。我们发现，由于增加的背景，这些地区的特点是湮灭率的一个因素或三个大于传统的背景。也就是说，PAMELA和Fermi-LAT对目前数据的天体物理学解释意味着，从暗物质湮灭中检测正电子比以前认为的更具挑战性。
2009-12-17 hep-ph
Cosmic Positron Signature from Dark Matter in the Littlest Higgs Model with T-parity
在T宇称的最小Higgs模型中计算了暗物质湮灭产生的宇宙正电子流。暗物质主要湮灭为晕中的弱规范玻色子，高能正电子通过玻色子的轻子和强子衰变产生。我们研究了在即将到来的实验中检测正电子信号的可能性，如PAMELA和AMS-02。我们发现，当暗物质质量小于120 GeV时，PAMELA实验中的暗物质信号可以从背景中区分出来，并且由于暗物质的小尺度聚集，信号通量增强。此外，在AMS-02实验中可以检测到来自暗物质湮灭的信号，即使这种增强不存在。我们还讨论了该模型中希格斯玻色子的不可见宽度。
2006-11-22 hep-ph
Dark Matter Decaying into Millicharged Particles as a Solution to AMS 02 Positron Excess
自2008年以来，PAMELA观测到并随后被AMS 02证实的正电子过剩引起了粒子物理学界的兴趣。人们建立了各种各样的暗物质衰变和湮灭模型来解释这种过剩。然而，各向同性伽马射线的边界不利于典型的暗物质衰变场景。我们提出了一个解决方案，这个过剩的基础上衰变的暗物质粒子到中间毫荷电粒子，可以被银河系磁场。在我们附近，毫荷电粒子随后衰变为电子正电子，这可以解释这种过剩。由于这些粒子在衰变前从晕中扩散出来，它们对各向同性伽马射线背景的贡献预计要比正则暗物质衰变情景中的贡献小得多。我们表明，该模型是可测试的直接暗物质搜索实验。
2019-03-19 hep-ph
Cosmic Ray Positron and Electron Excess from Hidden-Fermion Dark Matter Decays
在最近的宇宙射线实验中观察到的异常现象似乎强烈地限制了暗物质的性质。在这封信中，我们调查的可能性，费米子暗物质与标准模型的最小扩展。我们发现由六维算符引起的暗物质衰变可以自然地解释这些异常。
2009-03-02 hep-ph
Searching for Dark Matter with Future Cosmic Positron Experiments
在星系晕中湮灭的暗物质粒子可以提供一个可能在即将进行的实验中观察到的正电子流，比如PAMELA和AMS-02。我们讨论的光谱特征，这可能与暗物质湮灭的正电子光谱，并评估在未来的实验中观察这些功能的前景。尽管我们关注的是一些特定的暗物质候选者、中性子和卡鲁扎-克莱因态，但我们以独立于模型的方式进行研究。我们还重新审视了HEAT观测到的正电子谱。
2004-09-09 astro-ph hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter and the Positron Excess
HEAT实验观测到的宇宙正电子过剩可能是卡鲁扎-克莱因暗物质在星系晕中湮灭的结果。卡鲁扎-克莱因暗物质主要湮灭为带电轻子，每次湮灭产生大量的硬谱正电子。给定一个质量在300-400 GeV范围内的卡鲁扎-克莱因暗物质粒子，在暗物质的局部分布中不需要特殊的子结构或聚集来产生解释HEAT观测的正电子通量。这与超对称暗物质形成对比，后者需要不自然的大量暗子结构来产生所观察到的正电子过剩。未来的天体物理和对撞机测试概述，将确认或排除这种解释的热数据。
2004-06-02 astro-ph hep-ph
Confronting cosmic ray electron and positron excesses with hybrid triplet Higgs portal dark matter
为了解释AMS-02和DAMPE所报道的宇宙线电子和正电子过剩现象，我们在标准模型的三重态Higgs扩展下对标量暗物质进行了详细的研究。AMS-02正电子过剩的详细分析表明，对于不同的顺序（正常，倒置和准简并）的中微子质量，混合三重态Higgs门户框架是更有利于相对于单三重态Higgs门户TeV尺度暗物质。我们还发现，当考虑附近的暗物质子晕时，可以用混合三重态Higgs门暗物质很好地解释DAMPE宇宙线数据中的共振峰和连续过剩。
2022-02-07 hep-ph
Cosmic-ray Electron and Positron Excesses from Hidden Gaugino Dark Matter
我们研究了一个场景，一个隐藏的高吉诺暗物质衰变成标准模型粒子（和他们的超对称伙伴）通过动力学混合的高吉诺的U（1）B-L打破在一个规模接近大统一尺度。我们发现，隐藏的高吉诺衰变可以解释多余的宇宙射线电子和正电子观察到的PAMELA和费米。
2009-05-20 hep-ph
Galactic Positron Excess from Selectively Enhanced Dark Matter Annihilation
对宇宙射线中正电子通量的精确测量揭示了在$E\simeq 300\,\mathrm{GeV}$周围的光谱中存在一个无法解释的隆起，不能明确地归因于已知的天体物理过程。我们建议湮灭的质量$m_χ= 780\,\mathrm{GeV}$暗物质的晚时间截面$σv = 4.63\times 10^{-24}\,\mathrm{cm^3\,s^{-1}}$作为一个可能的来源。由于选择性的$p$ -波索末菲增强，湮灭率对暗物质速度的非单调依赖性，允许来自银河系的如此大的信号，而不违反CMB和矮星系观测的相应约束。我们简要地探讨了这种情况下的其他签名，并概述了在未来的实验中测试它的途径。
2020-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Positrons in Cosmic Rays from Dark Matter Annihilations for Uplifted Higgs Regions in MSSM
我们指出，有区域的MSSM参数空间，成功地提供了一个暗物质（DM）湮没解释所观察到的正电子过剩（如PAMELA），同时仍然与所有其他数据集的协议。这样的区域（例如抬升的希格斯区域）可以通过CP奇希格斯通道通过Breit-Wigner共振实现增强的中性伴子DM湮灭为轻子。这样的区域可以给出适当的热遗迹DM丰度，DM湮灭产物与当前的反质子和伽马射线观测是兼容的。这种情况可以成功，而无需引入任何额外的自由度，超出MSSM中已经存在的自由度。
2010-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Hazma Meets HERWIG4DM: Precision Gamma-Ray, Neutrino, and Positron Spectra for Light Dark Matter
我们提出了一个新的开源软件包，Hazma 2，计算准确的光谱相关的间接暗物质搜索光子，中微子和正电子生产矢量介导的暗物质湮灭和自旋一暗物质衰变。该工具跨越了两个最先进的代码的有效性制度：Hazma 1，它提供了一个准确的描述强子共振以下的质量中心的能量约250 MeV，和HERWIG4DM，这是基于矢量介子的优势和测量的形状因子，并准确到几个GeV的范围。组合代码的适用性扩展到约1.5 GeV，超过这个数量的最终状态强子，我们单独计算的光子，中微子和正电子产额增长非常迅速。我们提供的例子分支比，粒子光谱和保守的观测约束，从现有的伽马射线数据的动机良好的情况下，衰变的暗光子暗物质和矢量介导的费米子暗物质湮灭。最后，我们将我们的结果与其他现有的代码在其各自的适用范围的边界。Hazma 2在GitHub上免费提供。
2022-11-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Positrons from dark matter annihilation in the galactic halo: theoretical uncertainties
在正电子通道中研究了来自暗物质湮灭的间接探测信号。我们详细讨论了银河系介质内的正电子传播：我们提出了新的解决方案的扩散和传播方程，我们专注于确定影响正电子暗物质信号的天体物理不确定性。我们发现暗物质的情况和传播模型，很好地适应现有的数据的正电子分数。最后，我们提出了预测的正电子分数和通量已经运行或计划的空间实验，得出的结论是，他们有可能从背景中区分可能的信号，并在某些情况下，区分不同的天体物理传播模型。
2008-02-09 astro-ph hep-ph
Minimal Dark Matter predictions and the PAMELA positron excess
我们提出了最小暗物质和它对暗物质可观测量的唯一预言。在idm2008会议期间，PAMELA提出了初步的结果，显示了过量的正电子分数：我们发现了一个很好的协议，适度的天体物理助推因子。
2008-10-30 astro-ph hep-ph
