Collider Detection of Dark Matter Electromagnetic Anapole Moments
暗物质与标准模型相互作用，通过交换光子通过更高的多极相互作用发生在广泛的强以及弱耦合的隐藏扇区模型。我们研究这些候选人的对撞机探测前景，重点是马约拉纳暗物质，夫妇通过的anapole时刻。这项研究是在有效场论水平与单$Z$签名纳入不同程度的系统不确定性在高光度LHC。然后，将对撞机在阿那波勒时刻的投影范围与来自直接探测实验（如LZ）的范围进行比较。最后，分析适用于弱耦合完成与轻子暗物质。
2017-10-31 hep-ph
Testing the Majorana nature of neutralinos in supersymmetric theories
本文讨论了电子-电子散射中的选择子对产生.这些过程只能通过t通道中性伴子交换发生，前提是中性伴子是马约拉纳费米子。我们集中讨论过程e-e-> e^~_L e^~_L，e^~_R e^~_R -> e-X ^~_1^0 e-X ^~_2^0 -> e-X ^~_1^0 e-X ^~_1^0 f f f，在这个过程中，完全可以不用选择子质量作为输入来确定末态动量。在这个衰变通道中的选择子质量的实验重建提供了明确的证据的Majorana字符的中性伴，这是证实了电子能谱的分析。
2003-10-01 hep-ph
Neutralino Induced Majorana Neutrino Transition Magnetic Moments
计算了中微子-中微子混合对中微子磁矩的影响，并与纯粒子-粒子环的贡献进行了比较。我们发现，主导机制仍然是裸环，而外中微子线上的双线性插入贡献至少弱一个数量级。
2012-01-05 hep-ph
Same-Sign Charginos and Majorana Neutralinos at the LHC
以超对称同号电荷核为例，论证了在弱玻色子融合中研究弱相互作用新粒子的可能性。这个信号可以确定马约拉纳中性伴子的存在，并获得它们的电弱耦合。它可以在（超对称）QCD背景下观察到，只要电荷粒子很轻，并且不太接近夸克质量。最后，我们展示了如何相同的符号费米子生产可以从相同的符号标量或矢量中产生的其他模型的新物理学区分。
2007-09-06 hep-ph
Anapole Dark Matter at the LHC
阿那普尔矩是马约拉纳费米子唯一允许的电磁矩。费米暗物质获得一个anapole可以有一个标准的热历史，并与目前的直接检测实验是一致的。在本文中，我们计算的对撞机单喷流签名的阿那普尔暗物质，并表明，目前的大型强子对撞机的结果排除阿那普尔暗物质质量小于100 GeV，阿那普尔耦合，导致正确的热遗迹丰度。
2014-01-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Mass of the Neutrino and Its Axial-Vector Electromagnetic Nature
中微子具有返极矩和电偶极矩。它们与发射场的相互作用也可以导致中微子与无自旋核的弹性散射。在这封信中，我们提出了一些暗示的过程截面。其中之一指出，中微子磁矩和阿那普尔矩之间存在着硬联系。同时也得到了一个计算阿那普尔和电偶极子形状因子的方程。它们定义了电子中微子轴矢量矩。所有的研究结果都推广到马约拉纳中微子的情况下。
2010-12-09 hep-ph
Family Structure of Leptons and Their Currents of an Axial Vector Nature
每个中微子都具有非零质量，无论是狄拉克质量还是马约拉纳质量，都可以同时具有返极矩和电偶极矩。在它们的形状因子之间出现了一种联系，例如，在无自旋核上的纵向中微子散射。我们讨论了一个理论，其中质量由矢量和轴向矢量分量组成，负责将轻子流分离为相同电荷或偶极矩的矢量和轴向矢量部分。这样一个模型可以解释真正中性中微子矢量相互作用的缺乏和马约拉纳质量的轴向矢量结构的可用性。因此，它将两种不同性质的中微子联系起来。我们导出了一个方程，它统一的质量比的阿那普尔和电偶极子形状因子的任何轻子和中微子的结果，统一在家庭的双重和单一。这证明了轴矢流中左（右）双轻子和旁双轻子的存在。每一个都符合轴矢量荷守恒和轻子味守恒.因此，中微子的轴向矢量质量、阿那极点和电偶极矩分别与同一族粒子的轴向矢量质量、阿那极点和电偶极矩成比例.
2007-06-24 hep-ph
Hunting for Hypercharge Anapole Dark Matter in All Spin Scenarios
本文首次分析了自旋1/2至2的马约拉纳暗物质仅通过超荷环形极项与标准模型粒子相互作用的场景，构造了广义有效U(1)规范不变顶点，发现高自旋暗物质受约束更严，自旋2场景几乎被排除，高亮度LHC和Xenon实验可探测其余参数空间。
2024-03-27 hep-ph
Analysis of the Neutralino System in Two--Body Decays of Neutralinos
在最小超对称标准模型（MSSM）中，中性伴子，即中性规范和希格斯玻色子的自旋为1/2的马约拉纳超伴子，被认为是在未来高能对撞机上可以大量产生的轻超对称粒子之一。我们分析两体中性伴子衰变成中性伴子加$Z$玻色子或最轻的中性希格斯玻色子$h$，允许相关参数有复杂的相位。我们证明了在MSSM参数空间的大范围内，中性伴子的两体树能级衰变是运动学上允许的，并且通过从$Z$ -玻色子轻子衰变中测量的$Z$ -玻色子极化，为我们提供了一个强有力的探测中性伴子的Majorana性质和CP性质的方法.
2003-11-25 hep-ph
Auditing anapole dark matter: the limits of model independence in dark matter effective field theory
C.N. Yang Institute for Theoretical Physics, Stony Brook University（杨振宁理论物理研究所，石溪大学）；Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine（加州大学尔湾分校物理与天文学系）；Department of Physics and Astronomy, Stony Brook University（石溪大学物理与天文学系）
本研究指出暗物质有效场论的模型独立约束存在局限，六维偶极算子耦合的马约拉纳暗物质的不同 UV 完备在多场景预测有差异，可通过搜寻额外粒子特征获取暗物质约束。
2026-10-16 hep-ph
Analysis of the Neutralino System in Three--Body Leptonic Decays of Neutralinos
超对称理论中的中微子$\tildeχ^0$，U（1）和SU（2）中性电弱规范玻色子和SU（2）中性希格斯玻色子的自旋1/2马约拉纳型超伙伴，的超对称粒子，因此它们可以通过直接对产生和/或或者来自其他超粒子的级联衰变，例如计划中的大型强子对撞机和未来的国际线性对撞机上的slepton。考虑到同时具有高极化中性伴子和重建其衰变静止系的可能性，我们在最小超对称标准模型中对中性伴子的三体轻子衰变进行了系统的研究，并展示了探索中性伴子的Majorana性质和中性伴子系统中的CP破坏的其他途径.
2006-03-15 hep-ph
The United Families of Massive Neutrinos of a Different Nature
在质量不为零的情况下，同一个中微子，不管是狄拉克费米子还是马约拉纳费米子，都必须同时具有两个电偶极矩和一个反极点。它们与辐射场的相互作用也可以导致纵向极化中微子在无自旋核上的弹性散射。利用过程的截面，得到了Dirac中微子和Majorana中微子的反偶极和电偶极形状因子之间的统一方程。它在性质上对应于两种类型中微子的共存。因此，每个狄拉克中微子都证明了一种马约拉纳中微子的存在。它们由此构成了不同性质的大质量中微子的联合家族。因此，任何早期测量到的中微子性质都可以作为狄拉克中微子和马约拉纳中微子同时存在的某种指示。所有的发现也被相对较新的实验室对这些费米子自身质量的限制所证实。因此，他们指出，电磁规范不变性必须有一个新的结构，这取决于惯性质量的性质，并说，粒子的P对称性基本上是违反其静止质量的代价。
2010-09-24 hep-ph
Anapole Dark Matter
我们认为暗物质（DM）与普通物质的相互作用，完全通过电磁的阿那普尔，这是唯一允许的电磁形状因子的马约拉纳费米子。我们表明，与DM粒子的电或磁偶极矩，anapole暗物质粒子湮灭到费米子通过纯粹的p波相互作用，而树级湮灭到光子是禁止的。我们计算了产生与宇宙学观测一致的热遗迹丰度所需的anapole矩，并表明它与所有质量的DM-核横截面上的当前XENON 100检测极限一致，而对于质量为30-40 GeV的探测阈值以下。
2013-04-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Testing the Majorana Nature of Gluinos and Neutralinos
胶子、中性电弱规范和希格斯玻色子的超对称伙伴--胶子和中性伴子是最小超对称标准模型中的马约拉纳粒子。这种自共轭粒子的衰变会产生电荷对称的末态系综。此外，生产渠道的超对称粒子在对撞机上的特点是影响的Majorana性质的粒子交换的生产过程中。粒子的马约拉纳字符的敏感性可以量化比较狄拉克交换机制的预测。通过将MSSM的N=1超对称性扩展到规范扇区的N=2，可以设计一个引入胶子场和中性伴子狄拉克场的一致框架。本文研究了在大型强子对撞机（LHC）和轻子线性对撞机的e-e-模式中，Majorana或Dirac胶子和中性子交换对过程qq-> ~q ~q和e-e-> ~e- ~e-中的同号双轻子产生的影响。
2008-12-15 hep-ex hep-ph
The Toroid Moment of Majorana Neutrino
如果中微子是马约拉纳粒子，那么它只能具有一个电磁特性，即静态极限下的环形偶极矩（anapole）。我们用色散方法在标准模型的单圈近似下计算了Majorana中微子的对角环矩（形状因子），发现它在有质量和无质量中微子的情况下都不为零。所有外部粒子都在质量壳层上，对最终结果的物理解释没有问题。此外，还讨论了由超环面矩引起的马约拉纳中微子的超环面相互作用的一些表现。
1996-06-06 hep-ph
Phenomenology of Dirac Neutralino Dark Matter
在具有完整R对称性（而不是只有R宇称）的超对称模型中，中性伴子是狄拉克费米子而不是马约拉纳。在这篇文章中，我们讨论了中性伴子暗物质在这种模型中的现象学，包括热遗迹丰度的计算，以及直接和间接搜索的限制和前景。由于大的弹性散射截面与核预测R对称模型，我们被迫考虑一个中性伴子，主要是比诺，很少higgsino混合。我们发现了一个大的参数空间区域，在该区域中，质量在10和380 GeV之间的双类狄拉克中性伴子可以通过slepton交换湮灭，以提供与观测到的宇宙学密度一致的热遗迹丰度，而不依赖于共湮灭或共振湮灭。狄拉克中性伴子的间接探测的特征与马约拉纳实验中的预测有很大的不同，湮灭主要发生在$τ^+ τ^-$、$μ^+ μ^-$和$e^+ e^-$的末态，没有标准的手征抑制。与马约拉纳暗物质候选者不同，狄拉克中性伴子通过矢量耦合（通过$Z$和夸克交换）与原子核发生自旋无关的散射，从而在直接检测实验中产生潜在的大速率。这些和其他特点使得狄拉克中性伴子在最近的直接和间接检测异常的背景下潜在的兴趣。我们还讨论了一个小马约拉纳质量项的引入打破了$R$对称性，分裂成一对近简并的马约拉纳状态的狄拉克中性伴子的情况。
2013-11-04 astro-ph.CO hep-ph
Electroweak and Higgs Boson Internal Bremsstrahlung: General considerations for Majorana dark matter annihilation and application to MSSM neutralinos
众所周知，马约拉纳暗物质湮灭成费米子是螺旋性抑制的。在这里，我们指出，潜在的机制是一个微妙的组合，两个不同的效果，我们提出了一个全面的分析，如何抑制可以部分或全部解除的内部韧致辐射的一个额外的玻色子在最终状态。作为一个具体的例子，我们分析计算的全振幅和湮灭率的超对称中性伴子的最终状态，包含任何组合的两个标准模型费米子，加上一个电弱规范玻色子或五个物理希格斯玻色子中的一个出现在最小超对称标准模型。我们对这些三体率与两体率相比可能较大的各种方式进行了分类，确定了以前没有指出的情况。在我们的分析中，我们特别强调了如何避免重复计算两体和三体最终态出现的相同运动学情况，特别是如何正确处理微分速率和与间接暗物质搜索相关的稳定粒子的光谱。我们发现，总湮灭率和产量可以显着提高时，考虑到这里计算的校正，特别是对于模型的湮没率有点小，否则将无法测试与间接暗物质搜索在树级。然而，更重要的是，我们发现，正电子，中微子，伽马射线和反质子的湮没光谱一般基本上不同于通常采用的模型无关的光谱，这些最终状态，约束粒子暗物质与间接检测实验时。
2017-09-19 hep-ph
Scattering from a quantum anapole at low energies
在量子场论中，光子-费米子顶点可以用四个形状因子来描述，它们编码了粒子的静态电磁特性，即电荷、磁偶极矩、电偶极矩和阿那极点矩。对于马约拉纳费米子来说，只有阿那普尔矩可以是非零的，这是因为这些粒子是它们自己的反粒子。利用量子场论的框架，我们计算了无自旋带电粒子与入射粒子的散射。在低动量转移的极限下，我们证实了再极点可以经典地比作一个磁场被限制在原点的点状环形螺线管。这种环形电流分布可以用来证明Aharonov-Bohm效应。我们发现，在非相对论的限制，我们的散射截面同意的量子力学计算的截面的无自旋电流散射的无限薄的环形螺线管。我们的演讲是面向高级本科生或开始研究生。这项工作作为一个介绍的anapole时刻，也提供了一个例子，说明如何可以开发一个粒子的电磁特性的理解，在量子场论。
2017-06-27 hep-ph hep-th quant-ph
The impact of electric currents on Majorana dark matter at freeze out
本文研究 GeV–TeV 热遗迹 Majorana 暗物质在退耦时受电流作用产生部分极化，并抑制 s 波双光子湮灭，从而形成局部暗物质密度过量的机制。
2023-07-17 hep-ph hep-th
Rejecting the Majorana nature of dark matter with electron scattering experiments
假设暗物质（DM）是由费米子在次GeV的质量范围内的相互作用占主导地位的电磁矩的高阶，如电和磁偶极子或anapole时刻，我们表明，直接探测实验寻找氙目标中的原子电离事件可以揭示DM是否是狄拉克或马约拉纳粒子。具体地说，我们发现，约45（120）和610（1700）之间的信号事件需要拒绝马约拉纳DM有利于狄拉克DM与统计意义对应的3（5）个标准偏差。DM信号事件对应于一个给定的意义的确切数量取决于的的相对大小的的anapole，磁偶极子和电偶极子的贡献DM诱导的原子电离的狄拉克假设下的预期速率。我们的结论是基于蒙特卡罗模拟和似然比检验。虽然后者的渐近公式的使用是标准的，在许多应用中，在这里它需要一个非平凡的扩展的情况下，其中一个假设位于参数空间的边界上。我们的研究结果构成了一个坚实的概念证明的可能性，使用直接检测实验拒绝马约拉纳DM假设时，DM相互作用占主导地位的高阶电磁矩。
2020-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Dirac Neutralinos and Electroweak Scalar Bosons of N=1/N=2 Hybrid Supersymmetry at Colliders
在标准模型的N=1超对称扩展中，与中性电弱规范和希格斯玻色子相关联的超多重态中的中性伴子和胶子一样，都是马约拉纳费米子。它们可以与新的高吉诺/标量超多重态的马约拉纳费米子配对，正如扩展的N=2超对称性所建议的那样，狄拉克粒子。在N=1/N=2混合超对称中，物质场没有扩展到标准的N=1超多重态之外，以保持理论的手征特征。在本研究中，这种电弱方案的核心要素分析，以补充早期的分析在颜色部门。计算了Dirac费米子和标量玻色子的衰变性质，描述了LHC上质子碰撞和直线对撞机上电子/正电子和光子-光子碰撞中新粒子的单粒子和对粒子产生通道。特别注意修改的希格斯部门，确定与N=2的超多重态，混合与新的电弱标量部门。
2010-08-12 hep-ph
Implications of CP and CPT for production and decay of Majorana fermions
CP-和CPT-不变性的生产和随后的衰变的Majorana费米子的后果进行了分析研究。我们推导出一般的对称性关系的自旋密度矩阵生产的Majorana费米子极化费米子-反费米子湮灭，允许区分Majorana狄拉克费米子。我们讨论了自旋关联对衰变产物能量和角分布的影响。数值结果显示，生产中性伴子和charginos随后轻子衰变在未来的线性对撞机与纵向偏振光束。
2000-12-18 hep-ph
New signatures of Dirac neutralino dark matter
超对称的暗物质在MSSM中得到了广泛的研究，在MSSM中，高吉诺具有马约拉纳质量。通过引入狄拉克-高吉诺质量，我们得到了一个丰富的现象学，LHC的信号是可以预期的。具体地说，在最小狄拉克-高吉诺模型（MDGSSM）中，我们有一个由两个额外的中性伴子和一个额外的电荷伴子扩展的电弱伴子扇区。比诺和葡萄酒般的状态带来了小的质量分裂，导致长寿命粒子（LLP）的场景频繁出现。在这方面的贡献，我们划定的MDGSSM，最轻的中性伴子是一个可行的暗物质候选人，逃脱电流暗物质直接检测的电弱子部门的参数空间。然后，我们专注于允许的区域，包含LLP和面对他们对相应的LHC搜索。最后，我们讨论了长寿命的中性伴子的主要情况下，目前没有搜索敏感。
2021-05-18 hep-ph
Two-photon interactions with Majorana fermions
因为马约拉纳费米子是它们自己的反粒子，它们的电偶极矩和磁偶极矩必须为零，只留下阿那极点矩作为它们唯一的静态电磁性质。但诱导偶极矩的存在并不一定是禁止的。通过对真实康普顿散射的研究，探讨了马约拉纳费米子的自共轭性质对诱导矩的限制。在康普顿振幅方面，我们发现没有限制，如果相互作用是独立不变的电荷共轭，宇称，和时间反转。然而，如果相互作用在宇称下是奇数，而在时间反演下是偶数，那么这些对康普顿振幅的贡献必然消失。我们采用了一个简单的模型，通过明确的计算马约拉纳费米子的极化率来证实这些一般性的发现。然后，我们使用这些极化率估计的横截面为$s$波湮灭两个马约拉纳费米子到光子。横截面比天真的估计要大。
2017-06-15 hep-ph hep-th
Propagation of Majorana fermions in hot plasma
研究了热等离子体中Majorana费米子的性质。讨论了单圈传播子、色散关系及其解释。结果表明，在Dirac/手征费米子情形下，出现了类粒子解和类空穴解.然而，色散关系却截然不同。我们发现，在零温裸质量较大的情况下，类空穴激发的有效质量可以忽略不计。作为实际应用的一个例子，我们考虑了标准模型的最小超对称扩展中的中性伴子，并论证了对于软超对称破缺质量的实际值，实际上无质量的类空穴激发的存在对与这些Majorana激发相互作用的粒子的热性质（例如热化率）有相当大的影响。
1996-12-20 hep-ph
Constraining an R-parity violating supergravity model with the Higgs induced Majorana neutrino magnetic moments
众所周知，R宇称破坏超对称模型预言中微子的磁矩不为零。本文在RpV修正的最小超引力模型下研究了Majorana中微子跃迁的磁矩。具体来说，我们讨论的贡献来自带电的希格斯玻色子玻色子，希格斯玻色子，轻子，slepton，带电规范玻色子，和charginos。我们使用MUNU合作的实验结果来限制模型的参数空间。与其他两种类型的贡献（只有三线性RpV耦合和三线性加中微子-中性混合）的比较也被提出。我们已经发现，目前讨论的过程占主导地位显着，在某些情况下，甚至超过了实验极限。
2012-01-04 hep-ph
Simplified Dark Matter Models with Charged Mediators: Prospects for Direct Detection
我们考虑一类简化的费米子暗物质（DM）模型通过两个具有任意混合角的带电标量介体与左手和右手标准模型费米子耦合的直接检测前景$α$。DM与核的相互作用是由更高的电磁矩介导的，对于马约拉纳DM来说，这是阿那普尔矩。在给出了一个完整的解析计算的Anapole矩，包括其$α$的依赖性，并与文献中的限制相匹配，我们计算的DM-核子散射截面，并显示LUX和未来的LZ约束的参数空间的这些模型。然后，我们将这些结果与来自$Fermi$ -LAT连续体和线搜索的约束进行比较。在所有情况下，这些简化模型的超对称极限的结果。我们发现，未来的直接检测实验将能够探测这些模型的参数空间的$\mathcal{O}(100-200)$ GeV DM和最轻的介质质量$\lesssim \mathcal{O}(5\%)$大于DM质量。对于较大的DM质量和DM与最轻介质质量之间的较大质量差，直接检测前景减小，尽管对于$\mathcal{O}(200)$ GeV DM和大于DM质量的最轻介质质量$\lesssim \mathcal{O}(20\%)$仍探测到可观的区域。在参数空间中的某些“盲点”附近，直接检测边界也被衰减，其中由于不同项的消除，极大极矩被严重抑制。我们仔细研究了这些盲点和这些区域中相关的$Fermi$ -LAT信号。
2016-10-06 hep-ph
Direct generation of a Majorana mass for the Neutron from Exotic Instantons
我们讨论了一种新的机制，其中非微扰量子引力效应直接产生一个马约拉纳质量的中子。特别地，在弦论中，奇异瞬子可以通过可计算的混合盘振幅产生有效的六夸克算符。在低弦尺度的情况下，使用$M_{S}\simeq 10÷10^{5}\, \rm TeV$，中子-反中子振荡可以在下一代实验中实现。我们认为，质子和中性伴子是不稳定的，危险的FCNC不会产生。我们展示了一个例子，局部免费的蝌蚪和异常，再生MSSM加上一个马约拉纳中子和一个马约拉纳中微子。这些模型自然地提供了一个可行的重子生成机制共振RH中微子衰变，以及一个稳定的WIMP类暗物质。我们还讨论了LHC数据将如何为我们的模型提供有用的输入，在不久的将来，测试参数空间的几个不同区域。这样的机制是一个简单的和可计算的反例威尔逊UV完成有效的非重正化运营商。
2016-04-06 hep-ph
Study of Majorana Fermionic Dark Matter
我们构建了一个马约拉纳费米子暗物质（DM）的通用模型。从两个耦合到标准模型（SM）希格斯粒子的外尔旋量多重态$η_{1,2}\sim (I,\mp Y)$开始，一般需要六个额外的外尔旋量多重态与$(I\pm 1/2, \pm(Y\pm 1/2))$。它总共有13个参数，5个质量参数和8个汤川耦合。最小超对称标准模型（MSSM）的DM扇区是具有$(I,Y)=(1/2,1/2)$的模型的特殊情况。因此，这个模型可以看作是中性伴子DM扇区的一个扩展。我们考虑三种典型的情况：neutralino-like，减少和扩展的情况下。对于每种情况下，我们调查DM质量$m_χ$范围内的$(1,2500)$ GeV的随机抽样从模型参数空间和研究的约束，从观察到的DM遗迹密度，直接搜索的LUX，XENON 100和PICO实验，和费米-LAT数据的间接搜索。我们调查这些约束的相互作用和这些情况下的差异。结果表明，在不久的将来，直接探测核自旋无关的DM散射和间接探测$W^+W^-$通道的DM湮没将对DM搜索更加敏感。给出了在间接搜索中发现$\tilde H$ -、$\tilde B$ -、$\tilde W$ -和非类中性DM粒子的允许质量以及对$\langleσ(χχ\rightarrow ZZ, ZH, t{\bar t}) v\rangle$的预测。
2016-06-29 hep-ex hep-ph
Dirac vs Majorana gauginos at a 100 TeV collider
我们比较了在未来的100 TeV质子质子对撞机观测理论与马约拉纳或狄拉克gauginos的前景。计算预期的发现和排斥区域，我们发现，重胶子质量的夸克发现达到显着减少狄拉克胶子模型相对于马约拉纳的情况下。然而，如果夸克和胶子的质量很接近，那么在两种情况下的范围是相似的。我们还考虑了在这样的对撞机观察到的理论的电弱微调，以及现有的约束的影响，从味和CP违反可观的。马约拉纳胶子被微调到不到万分之一的模型通常可以被发现或排除，而狄拉克模型的微调是千分之一，可以被探测。Majorana模型的味结构是高度约束的，如果他们有可观察的平方，而O（1）破坏是可能的，在可访问的狄拉克模型。在这两种情况下，新的CP破坏源都必须得到严格抑制。未来的对撞机搜索也可以提供关于可能的暗物质候选者的重要信息。我们研究了间接和直接检测搜索的关系，并发现，如果暗物质是一个中性伴子，100 TeV的对撞机可以探测可行的暗物质候选人在大类的狄拉克和马约拉纳模型。
2016-06-22 hep-ph
A System for the Automatic Computation of Cross-Sections Including SUSY Particles
本文介绍了一种在GRACE系统上处理Majorana费米子的新方法，该方法已发展用于计算标准模型过程的矩阵元。在标准模型中，我们已经包括了狄拉克费米子、规范玻色子和标量玻色子等粒子。另一方面，在最小超对称标准模型（MSSM）中有四个称为中性伴子的马约拉纳费米子。因此，我们已经建立了一个系统的自动计算的截面的过程中的MSSM。值得注意的是，我们的系统也适用于另一个模型，包括马约拉纳费米子一旦定义的模型文件。
1995-03-31 hep-ph
Neutrino masses and mixing, lightest neutralino decays and a solution to the $μ$ problem in supersymmetry
本文详细研究了具有三个规范单重态中微子和R宇称破坏的最小超对称标准模型的扩展模型中的中微子质量和混合模式。规范单重态中微子的马约拉纳质量以及希格斯超场通常的$μ$ -项是通过单重态中微子的真空期望值在电弱标度下产生的。由此产生的有效质量矩阵的三个轻中微子有贡献的跷跷板机制涉及的单重态中微子，以及由于与重中性中微子的混合。该模型在文献中通常称为“来自$ν$超对称标准模型的$μ$“（$μν$ SSM）。我们表明，即使与味对角中微子汤川耦合，全球数据的三味中微子可以很好地占在这种情况下，在树的水平。我们还分析了在电荷和希格斯扇区的混合，并计算了最轻的超对称粒子的衰变。衰变分支比与中微子混合角有一定的相关性，这可以在大型强子对撞机上进行测试。这种模型的其他一些唯象的影响进行了讨论。
2009-04-16 hep-ph
Dark matter candidates in the NMSSM with RH neutrino superfields
具有右手中微子的R宇称守恒超对称模型是非常有吸引力的，因为它们可以自然地解释中微子物理，也提供了一个很好的暗物质候选者，如最轻的超对称粒子。在这项工作中，我们考虑下一个最小的超对称标准模型（NMSSM）加RH中微子超场，有效马约拉纳质量动态产生的电弱标度（EW）。我们进行扫描的相关参数空间和研究两个可能的DM候选人：RH sneutrino和neutralino。特别是对于RH超中微子DM的情况，我们分析了两个候选者之间的密切关系，以获得正确的残余密度。除了众所周知的共振，通过标量四次耦合和共湮灭机制与各种中性伴子的湮灭是至关重要的。最后，我们提出了当前和未来的直接和间接检测实验对两个DM候选人的影响。
2021-04-01 hep-ph
Detection Prospects for Majorana Fermion WIMPless Dark Matter
我们考虑速度依赖和速度无关的贡献自旋相关（SD）和自旋无关（SI）的核散射（包括一个循环的修正）的WIMP无暗物质，在这种情况下，暗物质候选人是马约拉纳费米子。我们发现，自旋无关的散射只产生于混合的异国情调的squarks，或从速度依赖的条款。然而（与MSSM中性伴子WIMP的情况相反），我们发现了一类不能通过SI散射检测到的模型，但可以通过SD散射在IceCube/DeepCore检测到。我们研究了大范围的马约拉纳费米子WIMP无模型参数的SI和SD检测策略的检测前景。
2011-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Celestial probes of dark matter electromagnetic interactions
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Sogang University（西江大学）
该研究通过分析天体的中微子通量与加热效应，推导暗物质电磁矩的约束，发现天体可在直接搜寻失效区域提供领先约束，揭示天体俘获与其他暗物质搜寻的互补性。
2026-08-31 hep-ph
Polarized gamma rays from dark matter annihilations
在本文中，我们探讨了银河系中心暗物质湮灭产生的线偏振伽马射线信号的可能性。考虑中性弱相互作用大质量粒子，极化γ射线信号可以通过具有倒极矩的Majorana费米子的二分量暗物质模型来实现。我们讨论了银河系中心暗物质费米子的自旋排列，并估算了暗物质湮灭中末态电磁辐射的强度和极化率。对于低质量的暗物质，亚GeV能量的光子通量可以在当前X射线偏振仪可检测的水平上偏振。根据末态费米子与DM的质量比，质量阈值处的极化度可以达到$70\%$甚至更高，为我们在未来的伽马射线极化实验中探测暗物质的本质提供了新的工具。
2018-06-28 astro-ph.HE hep-ph
Supersymmetric minimal B-L model at the TeV scale with right-handed Majorana neutrino dark matter
我们提出了一个超对称扩展的最小$B-L$模型，我们考虑了一个新的$Z_2$ -宇称下，一个右手中微子被分配奇宇称。当$Z_2$ -偶数右手中微子的Majorana Yukawa耦合很大时，辐射修正将使相应右手微中子的质量平方变为负值，从而以自然的方式打破TeV尺度下的$B-L$规范对称性。此外，R宇称被打破，因此传统的超对称暗物质候选者，中性伴子，不再可行。由于$Z_2$ -宇称，$Z_2$ -奇右手中微子即使在R-宇称破坏的情况下也仍然是稳定的暗物质候选者。我们证明了$B-L$规范玻色子（Z '）共振增强湮灭截面的暗物质遗迹丰度与目前的观测结果是一致的。因此，可以推断这个暗物质粒子的质量接近Z'玻色子质量的一半。如果Z'玻色子在大型强子对撞机上被发现，它将引发对暗物质的新探测：观测到的Z'玻色子质量将描绘出一个狭窄的允许暗物质质量范围。如果Z'玻色子衰变为一对暗物质粒子，精确测量看不见的衰变宽度就可以揭示暗物质粒子的存在。
2012-03-05 hep-ex hep-ph
Resurrecting Sneutrino ($\tildeν_L$) Dark Matter in light of Neutrino Mass and LUX
在最小超对称标准模型（MSSM）中，左手中微子最轻的超伴子被排除在暗物质的候选者之外，因为它通过Z玻色子与核的弹性截面很大。我们通过用两个具有相反超荷的三重态来扩展MSSM来复活它。三重态的加入不仅对左手活动中微子产生小的马约拉纳质量起作用，而且使最轻的中微子成为暗物质的可行候选者。然后，我们讨论了相关的参数空间的细节，可以引起适量的（热）遗迹丰度，以及满足当前的直接检测的限制，从氙100和LUX。我们发现，质量为370-550 GeV的超中微子暗物质在与类双中微子共湮灭时，可以产生右热遗迹丰度。
2014-07-11 hep-ph
Originally Asymmetric Dark Matter
我们提出了一个费米子暗物质的方案，其中的暗物质粒子曾经是狄拉克费米子，但它采取的形式马约拉纳费米子在较晚的时间。当暗物质是狄拉克费米子时，暗物质的残留数密度由通过与稀薄发生相同的机制产生的暗物质不对称性决定。在有效的暗物质湮灭过程冻结之后，标量场发生相变，并产生马约拉纳质量项，将暗物质粒子变成马约拉纳费米子。为了详细描述这种情况，我们提出了两个简单的模型。第一种是基于标准模型（SM）规范群和暗物质起源于$SU(2)_L$二重态狄拉克费米子，类似于超对称模型中的类希格斯诺中性伴子。我们估计了这种晚期Majorana暗物质与质子的自旋独立/依赖弹性散射截面，并发现了在不久的将来通过直接和/或间接暗物质搜索实验发现它的可能性.第二个模型是基于$B-L$规范扩展的SM，其中的暗物质是SM单线态。虽然这个模型类似于所谓的希格斯门暗物质场景，但自旋无关的弹性散射截面可以足够大，以在未来的实验中检测到这种暗物质。
2012-09-28 astro-ph.CO hep-ph
LHC phenomenology with hidden sector dark matter: a long-lived stau and heavy Higgs in an observable range
与标准模型具有非常弱相互作用的隐藏扇区的存在对LHC签名具有重要意义。在这项工作中，我们讨论了LHC的现象，包括一个隐藏的部门由$U(1)$扩展MSSM/SUGRA。我们考虑动力学混合和Stueckelberg质量混合之间的$U(1)$规范场的隐藏部门和$U(1)_Y$的可见部门。这种模型具有扩展的参数空间。我们在这里考虑这个参数空间的两个有限区域。在第一种情况下，我们考虑一个$U(1)$规范场随着手征领域所需的施图克尔伯格机制的操作和讨论之间的混合隐藏和可见的部门。在这里，如果Stau是MSSM扇区中最轻的超粒子，而隐藏扇区的中性伴子是整个系统的LSP和暗物质候选者，那么Stau可以是长寿的，并在LHC探测器跟踪器内衰变。在第二种情况下，我们在隐藏扇区中包含额外的类矢量物质，除了隐藏扇区中的两个中性伴子之外，它还可以产生狄拉克费米子。中性伴子区现在有6个中性伴子，我们假设其中最轻的是LSP，并且是类希格西诺的。在这种情况下，暗物质由马约拉纳费米子和狄拉克费米子组成，小的$μ$导致重的希格斯玻色子质量，它们位于HL-LHC和HE-LHC的可观测范围内。
2019-09-18 hep-ex hep-ph
Direct detection and CMB constraints on light DM scenario of top quark asymmetry and dijet excess at Tevatron
我们详细研究了Isidori和Kamenik的模型，该模型被认为可以解释Tevatron的顶夸克前后不对称性，提供GeV尺度的暗物质（DM），并可能改善Tevatron W+jj事件的数据和理论之间的一致性。我们计算的DM热遗迹密度，自旋无关的DM-核子散射截面，和宇宙微波背景约束狄拉克和马约拉纳中性伴子DM的参数空间，解释顶部的不对称性。稳定的轻中性伴子是不允许的，除非局部DM密度比预期的小3-4倍，在这种情况下，质量约为3 GeV的狄拉克DM可能是可能的，由普朗克任务进行测试。该模型预测了在W+jj事件中双急流分布的过度范围和对缺失的E_T分布的强烈修正。
2011-08-17 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter with Dirac and Majorana Gaugino Masses
我们考虑最小的超对称扩展的标准模型允许狄拉克和Majorana gauginos。狄拉克质量是通过配对额外的手征多重态得到的：U（1）_Y的单线态S，SU（2）的三线态T和SU（3）的八重态O与各自的高金诺配对。电弱对称性破缺扇区被新场S和T与希格斯偶态的耦合所修正。我们讨论两个限制：i）两个伴随标量都是解耦的，主要效果是修改希格斯四次耦合; ii）单线态剩余光，由于其直接耦合到sfermions，为软质量提供了新的贡献，并诱导新的衰变/产生通道。我们讨论的LSP在这种情况下，在提到的可能性，它可能是一个狄拉克引力伴子，我们专注于它被确定为最轻的中性伴子的情况下，并表现出特定的值的参数空间的遗物密度是在协议与WMAP数据。这说明了不同的情况下，LSP是一个比诺（在这种情况下，它可以是狄拉克费米子）或比诺希格西诺/维诺混合物。我们还指出，在每种情况下的特殊性的模型相对于暗物质检测实验。
2009-08-31 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark matter scenarios in a constrained model with Dirac gauginos
我们进行了第一次分析的暗物质的情况下，在一个约束模型与狄拉克Gauginos。所研究的模型是约束最小狄拉克-高吉诺超对称标准模型（CMDGSSM），其中高吉诺的马约拉纳质量项消失。然而，$R$ -对称性在希格斯扇区被明确的和/或有效的$B_μ$ -项打破。这导致费米子扇区中狄拉克态之间的质量分裂，而提供暗物质候选者的中性伴子成为伪狄拉克态。我们讨论了两种情况：统一在统一的统一尺度的所有标量质量的普遍情况下，与非普遍的希格斯软条款的情况下。我们确定了不同的区域中的参数空间，fullfil从暗物质丰度，超对称性和直接暗物质搜索和希格斯质量的限制的所有约束。这些点中的大多数都可以用下一代直接暗物质探测实验来测试。
2015-10-26 hep-ph
Multicomponent Dark Matter in Supersymmetric Hidden Sector Extensions
大多数对超对称性中的暗物质的分析都假设整个冷的暗物质只产生于弱相互作用的中性伴子。我们研究了一类新的模型组成的$U(1)^n$隐藏部门扩展的MSSM，包括几个稳定的粒子，费米子和玻色子，这可以被解释为成分的暗物质。在一类这样的模型中，暗物质由马约拉纳暗物质粒子，即，一个中性伴子和一个狄拉克费米子，WMAP给出的暗物质的剩余密度由这两种物质的剩余密度组成。这些模型可以解释PAMELA正电子数据，并与反质子通量数据以及FERMI-LAT的光子数据相一致。此外，它表明，这样的模型也可以同时产生自旋无关的截面，可以在CDMS-II，XENON-100和其他正在进行的暗物质实验探测。在LHC和NLC的模型的影响也进行了简要的讨论。
2010-05-25 astro-ph.HE hep-ph
Leading QCD Corrections for Indirect Dark Matter Searches: a Fresh Look
非相对论性暗物质粒子在树能级上的湮灭可以通过附加规范玻色子的辐射得到强烈的增强。这对于螺旋度被抑制的马约拉纳粒子（如中性伴子）湮灭为费米子对的情况尤其如此。令人惊讶的是，尽管强耦合可能会产生很大的影响，但到目前为止，对胶子内部韧致辐射的研究要比对光子或电弱规范玻色子的研究少得多。在这里，我们的目标是弥合这一差距，提出了一个一般的分析，中性伴子湮灭成夸克反夸克对和胶子，允许例如任意中性伴子组成，并保持领先的夸克质量依赖在计算的所有阶段。我们发现，在某些情况下，大大增强湮灭率，特别是与最轻的中性伴子的质量接近简并的平方的情况下，但在相关的反质子和伽马射线光谱也显着的扭曲。这两种效应都极大地影响了对暗物质的间接搜索的限制，因此在例如，全球扫描另一方面，对于广泛的扫描，QCD修正的完整计算在数值上通常太昂贵，无法对参数空间中的每个点执行。我们在这里首次提出了一个有效的，数值上快速实现QCD校正，可扩展的非超对称模型，这避免了计算上要求完整的单循环计算或事件发生器运行，但完全捕捉到间接暗物质搜索相关的领先效应。在这种情况下，我们还提出了更新的约束暗物质湮灭从宇宙射线反质子数据。最后，我们评论的影响，我们的研究结果的遗迹密度计算。
2016-02-20 astro-ph.CO hep-ph
Fermion self-energies and pole masses at two-loop order in a general renormalizable theory with massless gauge bosons
本文在矢量玻色子无质量近似下，给出了任意可重整化场论中费米子的双环自能函数和极点质量。计算同时进行质量无关的\bar{MS}，\bar{DR}，和\bar{DR}的重整化计划，与一般的协变规范固定，并处理Majorana和狄拉克费米子在一个统一的方式。作为例子，我讨论了在最小超对称性下对胶子、中性伴子、荷子和夸克极质量的双圈强相互作用修正。在软破缺超对称中，所有其他双环对费米子极质量的贡献也可以作为这里给出的结果的特殊情况得到，只忽略电弱对称破缺尺度，而在涉及W或Z玻色子的双环图中，质量尺度更大。
2005-10-07 hep-ph
Effective field theory analysis of composite higgsino-like and wino-like thermal relic dark matter
我们研究的有效场论（包括运营商的五个维度）的模型，其中暗物质是复合材料，包括一个电弱二重态狄拉克费米子（“希格西诺一样的暗物质”）或电弱三重态马约拉纳费米子（“维诺一样的暗物质”）。在前一种情况下，一些五维算符会导致中性伴子和电荷伴子态之间的质量分裂，导致共湮灭的耗尽率和质量为几十到几百GeV的热遗迹暗物质，而不是通常的纯higgsino热遗迹1 TeV。在后一种情况下（通常的热遗迹质量为3 TeV），没有发现这样的效果。其他算子，存在于wino和higgsino-like暗物质中，对应于非弹性电磁偶极矩相互作用，通过这些相互作用和湮灭，可以导致暗物质质量比通常值高一个数量级的可行模型。
2020-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Higgsino Dark Matter in the MSSM
从一个几乎纯的$SU(2)$双峰，与质量$\sim$ 1.1 TeV，一个comomically稳定的中性组分是一个有吸引力的候选人暗物质（DM）与所有直接暗物质搜索一致。我们已经在标准模型的最小超对称扩展（MSSM）的背景下探索了这种可能性，其中希格斯诺扮演DM的角色，在理论中，超对称破缺是通过统一尺度$M\simeq 2\times 10^{16}$ GeV的引力相互作用传递的。我们的工作集中在寻找“轻”超对称光谱，这可能是在目前和/或未来的对撞机，在模型与普遍和非普遍的希格斯和高吉诺马约拉纳质量。光谱中最轻的超对称粒子是两个中性伴子和一个电荷伴子，几乎简并，质量为$\sim $ 1.1 TeV，质量分裂为几个GeV。根据特定的情况，胶子的实验质量下限可能是$\sim$ 2.2 TeV;在夸克扇区，最轻的停止可能是$\sim$ 1.3 TeV，最轻的斯莱普子，右手状态，可能有$1.2$ TeV的质量。最轻的中性伴子可以在下一代的直接暗物质实验搜索中找到。在最有利的情况下，具有特定衰变通道的胶子可以在大型强子对撞机（LHC）的下一次运行中被发现，并且在高亮度LHC运行中最轻的停止。
2021-01-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Antiproton constraints on dark matter annihilations from internal electroweak bremsstrahlung
如果暗物质粒子是马约拉纳费米子，那么湮灭成两个费米子和一个规范玻色子的过程，在模型参数的某些选择下，可能会有一个不可忽略的截面。利用一个亲轻子暗物质的玩具模型，我们计算了PAMELA测量的宇宙反质子-质子通量比对湮灭截面的约束。此外，我们计算了最大的天体物理的助推因子允许在银河系的假设下，轻子暗物质粒子是我们的宇宙中的暗物质的主要组成部分。这些限制构成了非常保守的估计的助推因子更现实的模型中，暗物质粒子也耦合到夸克和弱规范玻色子，如最轻的中性伴子，我们也分析了一些具体的基准点。这里提出的天体物理学助推因子的限制可用于评估在目前运行的IACT以及预计的CTA中检测来自暗物质湮灭的伽马射线信号的前景。
2011-05-26 astro-ph.HE hep-ph
Astrophysical Constraints on the scale of Left-Right Symmetry in Inverse Seesaw Models
我们重新审视最近研究的超对称规范逆跷跷板模型（An et al.，2012年），以纳入天体物理约束最轻的超对称粒子（LSP）的寿命，使LSP构成宇宙的暗物质。An等人（2012年）的作者认为轻中微子LSP可以扮演非弹性暗物质（iDM）的角色，这样所需的iDM质量分裂和微小的马约拉纳中微子质量可以有一个共同的起源。在这里，我们考虑这个模型的一个广义版本，没有任何额外的离散对称性。我们指出，在一般的超对称规范反跷跷板模型中，由于R宇称$(R_p = (-1)^{3(B-L)+2s})$自发破缺，当引入规范对称性所允许的不可重正化算符后，LSP不可能是完全稳定的，而是衰变为标准模型粒子.我们表明，强烈的天体物理约束LSP寿命使sneutrino暗物质比标准的中性伴暗物质更自然。我们还表明，sneutrino暗物质的长寿命约束左右对称性破缺标度$M_R < 10^4 GeV$。
2012-10-01 astro-ph.CO hep-ph
GENIUS - a Supersensitive Germanium Detector System for Rare Events
为了使目前对暗物质和双β衰变探测的灵敏度提高一大步，提出了一个新的项目，该项目将在地下装置（GENIUS）中的液态氮中操作“裸”锗探测器作为屏蔽。在第一步使用100公斤的天然锗的大部分MSSM参数空间的预测中性伴子冷暗物质将被覆盖，使实验补充大型强子对撞机在寻找超对称性。在第二步中，使用一吨浓缩的76 Ge将产生对有效马约拉纳中微子质量为\0.01 eV的双β衰变的灵敏度。这将是中微子物理学的一个突破。GENIUS也将是目前讨论的许多其他超越标准模型的多TeV范围的突破，并且对于各种量，如右手W玻色子质量，R宇称破坏，细夸克或复合搜索，或左手重中微子，灵敏度将与LHC或NLC相当甚至更高。
2000-06-29 hep-ex hep-ph
Dark matter indirect detection signals and the nature of neutrinos in the supersymmetric $U(1)_{B-L}$ extension of the standard model
在本文中，我们研究的背景下，确定中微子的性质的超对称$B-L$扩展的标准模型，通过使用暗物质间接检测信号和宇宙微波背景数据的$N_{\text{eff}}$的界限的前景。该模型包含了两个新的暗物质候选者，其主导湮灭通道产生更多的中微子比中性伴子暗物质在最小超对称标准模型。光子和中微子计数可以用来区分这两种模型。如果暗物质来自B-L扇区，它对宇宙微波背景的间接信号和影响可以揭示中微子的性质。当轻中微子为Majorana型时，来自太阳和银河系中心的间接中微子信号可能具有瞬发中微子盒特征，并且中微子和γ射线能谱的截止时间较早。当轻中微子是狄拉克型时，它们对中微子有效数$N_{\text{eff}}$的贡献是可探测的。
2014-05-24 astro-ph.HE hep-ph
Electroweak Baryogenesis and Dark Matter with an approximate R-symmetry
众所周知，R-对称模型极大地缓解了超对称风味和CP问题。我们研究了现有的R-对称模型，共享上述问题的解决方案的特定修改，并有有趣的后果，电弱重子和宇宙的暗物质（DM）的内容。特别是，我们发现，它是自然可能有一个强烈的一阶电弱相变，同时放松与EDM实验的张力。R对称性（以及它的小破缺）意味着高吉诺（和中性伴子LSP）是伪狄拉克费米子，这与重子生成和DM都有关。U（1）_Y赝Dirac Gaugino的单重态超伴子在使电弱相变成为强一级相变中起着重要作用。LSP的伪狄拉克性质使其在冻结期间的行为类似于狄拉克粒子，但就像今天的湮灭和对核散射的马约拉纳粒子，因此与电流约束一致。假设一个标准的宇宙学，它是可能的，同时有一个强烈的一阶相变有利于重子生成，并有LSP提供完整的DM遗物丰度，在允许的参数空间的一部分。然而，DM的其他可能性也存在，这是讨论。预计即将到来的直接DM搜索以及来自太阳DM湮灭的中微子信号将对这类模型敏感。有趣的对撞机和引力波信号也作了简要讨论。
2011-07-08 astro-ph.CO 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
