Revisiting the gravitino dark matter and baryon asymmetry from Q-ball decay in gauge mediation
我们重新研究了规范介导超对称破缺中Q球的衰变可以自然解释重子和引力子暗物质的数量的假设。配备了更正确的衰变到引力子和重子最近得出的速度，我们发现，从Q球衰变引力子暗物质的直接生产的情况下自然工作。
2013-09-30 astro-ph.CO hep-ph
Baryoid Dark Matter from $\mathbb{Z}_N$ Domain Walls: The $(N-1):1$ origin of the dark matter-baryon coincidence
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
通过Z_N域墙坍缩产生baryoid，解释暗物质与重子的巧合，提出(N-1):1的比值机制，计算域墙动力学及重子数捕获效率。
2026-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Exodus: Hidden origin of dark matter and baryons
本文提出了一个新的框架来解释重子和暗物质遗迹密度Ω_{DM} \approx 5Ω_B的邻近性。该方案假设所观察到的暗物质态的数密度是由于同时产生重子不对称性的第二个隐藏扇区的衰变而产生的。与非对称暗物质模型相反，暗物质可以是一个真正的标量或马约拉纳费米子，因此呈现出独特的现象学。我们讨论在这个框架中的模型构建和一般约束方面。我们提出了一个简单的超对称实现这种机制，并表明它可以用来获得正确的暗物质遗迹密度的双LSP。
2014-07-25 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter, Baryon Asymmetry, and Spontaneous B and L Breaking
我们在一个简单的理论中研究了暗物质和宇宙学重子不对称性，其中重子（B）和轻子（L）数是自发破缺的局域规范对称性。在这个模型中，冷暗物质候选者是重子数最轻的新场，它的稳定性是规范对称性的自动结果。暗物质湮灭要么通过质量必须低于TeV的疏轻子规范玻色子，要么通过希格斯玻色子。由于疏轻子规范玻色子的质量必须低于TeV标度，我们发现在第一种情况下，弹性截面的下限约为5 × 10 ^{-46} cm ^2。即使重子数是可测量的，并且在弱标度之前不会自发破缺，但宇宙学上可接受的重子过剩是可能的。在获得测量的重子过剩和暗物质密度之间存在着张力。
2010-09-29 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Assimilation into the Baryon Asymmetry
纯单线态通常不适合作为暗物质的候选者，因为它们通常具有比观测值更大的热残余丰度。在本文中，我们提出了一种新的称为“同化”的暗物质机制，它利用宇宙的重子不对称性来产生正确的单重态暗物质遗迹丰度。通过同化，暗物质本身被有效地摧毁，但暗物质数被储存在新的准稳定重态中，这些态携带重子不对称性。这些重态随后的湮灭和后期衰变产生了（对称的）暗物质和（不对称的）标准模型重子。我们详细研究了纯双暗物质的情况下，通过增加最小超对称标准模型与矢量状手征多重态。在这种机制有效的参数范围内，LHC可以发现负责吸收暗物质的长寿命带电粒子。
2012-03-07 astro-ph.CO hep-ph
Decaying spin-3/2 dark matter from baryon number violation
School of Theoretical Physics, Dublin Institute for Advanced Studies（都柏林高级研究所理论物理学院）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
研究非超对称自旋3/2暗物质与质子数违反相互作用，通过有效场论揭示其主导质子数通量，并探讨其在间接探测、直接探测和LHC单喷注限制中的互补性。
2026-05-07 astro-ph.CO hep-ph
Comparable dark matter and baryon abundances with a heavy dark sector
我们提出了一个解释暗物质（DM）和重子的丰度相当的方案，没有任何相应的粒子质量的巧合。在这里，DM对应于隐藏的MSSM类暗扇区中的重“暗重子”，其中超对称性破缺尺度可以比可见扇区大几个数量级。在这两个扇区中，通过阿弗莱克-戴恩机制产生重子不对称性，较小的暗重子熵比部分补偿较大的暗重子质量，使两个扇区的密度相似。庞大的群众阶层也自然导致这些被隔离的部门不对称的再加热。此外，这种情况下预测不相关的DM和重子等曲率扰动。
2022-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Subhalo Evaporation by Coulomb-like Interaction with Galactic Gas
本文研究了微带电暗物质与星系热气体间的类库仑相互作用导致的子晕蒸发效应，发现子halo存活限制在sub-GeV质量范围内比CMB和BAO数据强一个数量级，并对sub-MeV暗物质提供了比直接探测实验更强的约束。
2023-11-20 astro-ph.CO hep-ph
Cosmic perturbations, baryon asymmetry and dark matter from the minimal supersymmetric standard model
最小超对称标准模型中的标量场在暴胀期间可能具有大的场值。由于近似的整体对称性，在暴胀过程中，它们的位相方向近似为无质量，并产生量子涨落，这可能是宇宙微扰的起源。如果扰动是通过Q球的形成产生的，重子不对称性和暗物质可以持续产生。重子和暗物质的等曲率扰动产生了显著的影响，但它们被预测为几乎相互补偿。轻子不对称性比重子不对称性大得多。该场景预测了$f_{\rm NL} = 5/3$的局部非高斯性。讨论了超对称粒子质量谱的意义。
2019-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Baryon Asymmetry, Dark Matter, and Density Perturbation from PBH
研究了一个由原初黑洞蒸发同时产生重子不对称性、暗物质和宇宙密度扰动的方案的一致性。该方案可以解释宇宙中的暗物质与重子密度的一致性，并且不存在等曲率微扰问题。我们表明，这种情况下预测的质量PBH，右手中微子和暗物质，哈勃尺度在通货膨胀，非高斯性和运行的光谱指数。我们还讨论了通过探测PBH中的高频引力波来检验该方案的可行性。
2014-01-16 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Dark Matter-Baryon Scattering with Linear Cosmology
利用普朗克卫星的宇宙微波背景（CMB）数据和斯隆数字巡天的莱曼α森林数据，推导了重子与暗物质弹性散射的约束条件。弹性散射使重子和暗物质交换动量，影响早期宇宙中线性密度扰动的动力学。我们推导出了对散射截面的约束条件，其形式为sigma \propto v^n，允许在-4和2之间的宽范围的速度依赖性。我们改进和纠正以前的估计，它们存在的地方，包括速度无关的横截面以及暗物质毫荷和电磁偶极矩。莱曼-α森林数据在n>-3的约束中占主导地位，其中相对于单独的CMB数据的改进可以是几个数量级。在质量标度M>10^{12} M_{solar}上，暗物质-重子散射不能影响晕质量函数.我们的结果意味着，独立于模型，在像我们银河系这样的星系晕中的重子，在星系的年龄期间不会从暗物质粒子中散射。
2013-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Balancing baryon and asymmetric dark matter excess
本文通过sphaleron跃迁将不对称暗原子暗物质密度与重子不对称性联系起来，并在最小行走人工色模型中研究其宇宙学后果，给出人工粒子质量上限，为LHC寻找多重带电稳定粒子提供约束。
2024-01-12 astro-ph.CO hep-ph
Axion dark matter and the 21-cm signal
参考文献[1]表明，冷的暗物质轴子与重子热接触，因此在轴子之间热化并形成玻色-爱因斯坦凝聚体后不久就冷却了重子。最近由EDGES合作组观测到的宇宙黎明时重子温度低于“标准”假设下的预期，这被解释为暗物质是轴子的新证据，至少部分是这样。发现由暗物质轴子引起的重子冷却与观测到的重子声学振荡是一致的。
2018-08-01 astro-ph.CO hep-ph
Heavy Dark Baryons as Self-Interacting Dark Matter: A GeV-Scale Coincidence
ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, School of Physics, The University of Melbourne（墨尔本大学物理学院暗物质粒子物理卓越中心）；Institut für Astroteilchen Physik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)（卡尔斯鲁厄理工学院天体粒子物理研究所）；Departament de Física Teòrica, Universitat de València（瓦伦西亚大学理论物理系）；Instituto de Física Corpuscular (CSIC-Universitat de València)（粒子物理研究所（瓦伦西亚大学-西班牙国家科学研究委员会））
研究禁闭暗SU(N)理论中重重子作为自相互作用暗物质，推导其相互作用并发现大N下可产生速度依赖截面，对应GeV尺度暗重子，暗示非对称暗物质起源。
2026-10-01 astro-ph.CO hep-ph
Balancing Asymmetric Dark Matter with Baryon Asymmetry by Sphaleron Transitions
本文研究了在重子过剩与四代稳定夸克过剩之间的平衡中，电弱裂子跃迁的作用。考虑到$SU(2)$对称性的非破坏性以及电弱和新电荷以及新族量子数的守恒性，使得重子、轻子以及第四族轻子和夸克之间的sphaleron跃迁成为可能。本文试图在第四族超数与重子不对称性的值和符号之间建立一种可能的确定关系。如果$U$型夸克是第四族中最轻的夸克，并且sphaleron跃迁提供了过量的$\bar U$反夸克，那么以（$\bar{U} \bar{U} \bar{U}$）与原始He核的暗原子束缚态形式存在的不对称暗物质与重子不对称性相平衡.
2021-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Tying Dark Matter to Baryons with Self-interactions
自相互作用暗物质（SIDM）模型被提出来解决无碰撞冷暗物质（CDM）范式下的小尺度问题。在这些SIDM模型中，我们导出了包含重子和暗物质引力势的暗物质晕密度分布的平衡解。自相互作用驱动暗物质等温，这将暗物质晕的核心大小和形状与恒星的空间分布联系起来，这与以前的预期和CDM预测完全不同。与仅SIDM模拟的预测相比，核心尺寸更小，核心密度更高，在重子主导的星系中影响最大。作为一个例子，我们发现在银河系的暗物质的核心大小约为0.5千秒差距，超过一个数量级小于核心大小从SIDM只模拟，这具有重要意义的SIDM候选人的间接搜索。
2014-06-23 astro-ph.CO hep-ph
A Critical Assessment of CMB Limits on Dark Matter-Baryon Scattering: New Treatment of the Relative Bulk Velocity
我们进行了改进的宇宙微波背景（CMB）分析，以寻找具有$n=-2$和$n=-4$形式的动量转移横截面的$σ_0 v^n$的暗物质-质子散射。特别是，我们提出了一个新的和强大的处方，将相对体积速度之间的暗物质和重子流体到标准的线性玻尔兹曼计算。使用迭代程序，我们自洽地包括在宇宙学中，暗物质与重子相互作用的整体速度的影响。有了这个处方，我们推导出CMB的横截面上的界限，不包括$σ_0 > 2.3 \times 10^{-33}~\mathrm{cm}^2$的$n=-2$和$σ_0 > 1.7 \times 10^{-41}~\mathrm{cm}^2$的$n=-4$在$95\%$的信心，暗物质质量低于10兆电子伏。此外，我们调查如何改变这些约束时，只有一个子组件的暗物质的相互作用。我们表明，普朗克极限消失，如果$\lesssim 0.4\%$的暗物质是紧耦合重子。我们讨论了我们的研究结果对目前和未来的宇宙学观测的影响。
2018-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Baryonic Dark Matter
我们研究了标准模型的一个简单推广，其中重子数是一个局域规范对称性，宇宙中的冷暗物质可以用重子数的费米子场来描述。我们把这种情况称为“重子暗物质”。候选暗物质的稳定性是低尺度下重子数自发破缺的自然结果，不需要额外的离散对称性。详细讨论了遗迹密度的约束和直接探测的预测。我们简要地讨论了这个模型的可检验性使用大型强子对撞机数据和暗物质实验的可能结果之间的相关性。
2014-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
A dark force for baryons
我们认为重子物质和暗物质之间存在着一种基本的联系。这是由这两种类型的物质的稳定性以及它们现在密度的相似性引起的。在重子数被提升为自发破缺的局域规范对称性的模型中，重子和暗物质的统一起源是很自然的。这是说明在一个特定的类超对称模型使用阿弗莱克-Dine机制。在这些场景中，暗物质候选者在重子规范对称性下带电，并且必须具有GeV量级的质量才能给出正确的现今丰度。我们讨论了来自B工厂、LEP、Tevatron单喷流搜索和暗物质直接探测实验的限制。重子暗力被证明是一致的介质的所有数据作为光的GeV尺度。
2011-07-13 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Baryon-to-Dark Matter Ratio from Random Angular Fields
We consider the baryon-to- dark matter ratio in models where the dark matter and baryon densities depend on angular fields θ_{d} and θ_{b} according to ρ_{d} ~ θ_{d}^α and ρ_{b} ~ θ_{b}^β, with all values of θ_{d} and θ_{b} being equally probable in a given randomly-selected domain. Under the assumption that anthropic selection depends primarily on the baryon density in galaxies at spherical collapse, we show that the probability density function for the baryon-to- dark matter ratio r = Ω_{B}/Ω_{DM} is purely statistical in nature and is independent of anthropic selection. We compute the proba…
2013-01-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Strange Physics of Dark Baryons
携带重子数的GeV量级的暗扇区粒子为理解暗物质的起源和宇宙的物质-反物质不对称性提供了一个有吸引力的框架。我们证明，暗衰变的强子状态包含奇怪的夸克-超子-发现这样的黑暗重子提供了良好的前景。建立在超子暗衰变相关的矩阵元素的新的计算，并鉴于各种对撞机，风味，和天体物理学的限制，我们确定在超子工厂，如BESIII和LHCb的预期率。我们还强调了有趣的超子暗衰变的中子寿命异常和Mesogenesis的理论联系。
2022-06-02 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter-Induced Baryonic Feedback in Galaxies
本研究通过星系模拟与解析估计提出，暗物质在白矮星内聚集并触发Ia型超新星，可形成区别于普通超新星反馈的新型重子反馈，从而改变星系结构。
2024-10-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Cosmological and astrophysical probes of dark baryons
我们研究了“暗重子”的宇宙学和天体物理学特征，这是一种与中子混合的中性费米子。由于混合是通过夸克水平上的高维算子进行的，因此高能暗重子的产生得到了增强，因此它在早期宇宙中的丰度可能是显着的。把它的初始丰度作为一个自由参数，我们得到新的，强大的限制的性质的黑暗重子。原始核合成和宇宙微波背景提供了强的约束，由于中子通过其诱导跃迁偶极相互转换为暗重子，并由于暗重子的后期衰变。此外，中子星中的中子可以缓慢地衰变为暗重子，提供了一种新的热源，但受到脉冲星温度测量的限制。考虑到所有的约束条件，我们确定参数空间的黑暗重子可以是一个可行的暗物质的候选人，并讨论有前途的途径探测它。
2020-12-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Explaining the Dark Energy, Baryon and Dark Matter Coincidence via Domain-Dependent Random Densities
The dark energy , dark matter and baryon densities in the Universe are observed to be similar, with a factor of no more than 20 between the largest and smallest densities. We show that this coincidence can be understood via superhorizon domains of randomly varying densities when the baryon density at initial collapse of galaxy-forming perturbations is determined by anthropic selection. The baryon and dark matter densities are assumed to be dependent on random variables θ_{d} and θ_{b} according to ρ_{dm} ~ θ_{d}^α and ρ_{b} ~ θ_{b}^β, while the effectively constant dark energy density is depen…
2013-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Pangenesis in a Baryon-Symmetric Universe: Dark and Visible Matter via the Affleck-Dine Mechanism
可见物质和暗物质丰度的相似性表明它们可能是通过相同的机制产生的。如果暗物质和可见物质都在一个始终保持守恒的广义重子数下带电，那么可见部分的不对称性可以通过暗部分的不对称性来补偿。我们展示了重子和反重子电荷的分离如何起源于真空中，通过阿弗莱克-戴恩机制，由于对称性的破坏正交的重子数。当前时期的对称性恢复保证了两个扇区的个体稳定性。
2011-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A New Way to Limit the Interaction of Dark Matter with Baryons
最近，限制暗物质粒子和已知粒子之间的相互作用又引起了人们的兴趣。我提出了一种新的方法来设置离子或电子耦合到任意质量的暗物质粒子的上限，基于法拉第定律在旋转导体。
2022-02-11 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing Unified Origin of Dark Matter and Baryon Asymmetry at PAMELA/Fermi
本文提出了一个在电弱标度以上的亲轻世界中的暗物质和重子不对称性的统一模型。我们提供了一个例子，暴胀子衰变产物随后产生轻子不对称性和暗物质丰度与一个独特的耦合在早期宇宙中，而今天的暗物质通过相同的耦合衰变引起了在PAMELA和费米大面积望远镜观测到的宇宙射线异常。
2009-09-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Baryon Destruction by Asymmetric Dark Matter
我们调查新的和不寻常的信号，出现在理论中的暗物质是不对称的，并进行了净反重子数，可能会发生时，暗物质丰度与重子丰度。反重子暗物质可以通过非弹性散射湮灭可见重子而引起{ \it诱导的核子衰变}。如果在弱尺度下通过新的物理学出现可见区和暗区之间的重子数转移，这些过程将导致地球核子衰变实验中10^{29}-10 ^{32}年的有效核子寿命。诱导核子衰变的可能性激发了一种新的方法，直接探测宇宙暗物质的核子衰变实验。强子对撞机上的单喷流搜索（和相关的签名）也为弱尺度暗物质引起的重子数破坏提供了补充探测。最后，我们讨论了重子破坏暗物质对恒星系统的影响，并表明它可以与现有的观测结果相一致。
2011-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Dark Matter and Baryon Asymmetry from the very Dawn of Universe
本文提出了宇宙准德西特膨胀阶段产生暗物质和重子（轻子）荷的普遍机制--暴胀。该机制的关键成分是场的线性耦合，负责产生暗物质或重子（轻子）电荷，以暴胀子的函数。在暴胀期间，这引起几乎恒定的力，将相应的场拖到非零值。这种力在后期明确地打破了与暗物质/重子丰度相关的量子数。作为该机制的一个特殊实现，我们在暴胀的最后e折叠中引入了一个质量大于哈勃速率的超重复标量场。由于复标量的相位与暴胀子的线性耦合，破坏了整体U（1）对称性。对称性破缺导致非零Noether电荷的产生。后者与暗物质丰度直接相关，或者，如果复标量携带重子电荷，则可以转换为重子不对称性。
2018-05-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The Baryon-Dark Matter Ratio Via Moduli Decay After Affleck-Dine Baryogenesis
弦理论中的低尺度超对称性破缺意味着O（100）TeV尺度模量的存在，这通常会导致大爆炸核合成之前宇宙历史的重大修改。这种方法意味着暗物质的非热起源是由标量衰变产生的，其中最轻的超对称粒子可以解释观测到的暗物质遗迹密度。我们研究了衰变对宇宙重子不对称性的进一步影响，发现这可以很好地解决MSSM中Affleck-Dine机制导致的重子不对称性的过度产生问题.值得注意的是，今天的重子和暗物质丰度之间存在着一种自然联系，这导致了“宇宙符合问题”的解决。
2011-09-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraints on Dark Matter-Baryon Scattering from the Temperature Evolution of the Intergalactic Medium
星系际介质（IGM）的热演化可以作为宇宙学热源和热汇的灵敏探针。我们用它来限制暗物质和重子之间的相互作用。在再电离之后，IGM温度由光加热和绝热冷却之间的平衡来设定。我们使用测量的IGM温度从莱曼- $α$ -森林的数据来约束横截面$σ$之间的暗物质和重子，发现$σ< 10^{-20}$厘米$^2$的暗物质质量$m_χ\leq 1$ GeV。这提供了在红移$z\sim5$处的暗物质和重子之间的散射的第一个直接约束。
2017-11-14 astro-ph.CO
Dark Matter Catalyzed Baryon Destruction
本文研究WIMP暗物质破坏重子数引发的持续核子衰变，通过老年中子星热量限制给出强约束，并构建了分别破坏重子数与轻子数但守恒B-L的最简模型，预言双核子衰变过程。
2025-01-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Modified Dark Matter: Relating Dark Energy, Dark Matter and Baryonic Matter
修正的暗物质（MDM）是受引力热力学启发而提出的暗物质的唯象模型。对于一个正宇宙学常数（$Λ$）的加速宇宙，这种唯象的考虑导致了与$Λ$相关的临界加速参数的出现。这种临界加速度是MDM的一种有效的唯象表现，在星系自转曲线中的暗物质和重子物质之间的相关性中可以发现。由此产生的MDM质量配置文件，这是敏感的$Λ$，与观测数据在银河系和集群尺度是一致的。特别是，相同的临界加速度出现在银河系和集群数据拟合的基础上MDM。此外，使用一些强大的定性参数，MDM似乎在宇宙尺度上工作得很好，即使定量研究仍然缺乏。最后，我们评论修改后的暗物质，这可能会导致新的非粒子唯象学，并可能解释为什么，到目前为止，暗物质检测实验未能检测到暗物质粒子的量子的某些非局部方面。
2017-09-13 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Chiral Gravitational Waves and Baryon Superfluid Dark Matter
利用手征规范理论的引力反常，我们发展了一个包含强相互作用暗夸克的暗生和重子生的统一模型。在这些模型中，可见重子和暗重子的不对称性都是由手征原初引力波引起的引力异常产生的。我们给出了一个含有两个无质量夸克的SU（2）规范理论的具体模型。在这个模型中，暗夸克凝聚并形成一个暗重子荷超流体（DBS），其中希格斯模充当冷暗物质。我们阐明了这种暗物质的基本特征，并讨论了其唯象前景。
2018-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A model of light dark matter and dark radiation
我们提出了一个暗物质和暗辐射的模型，基于强耦合的暗${\rm SU}(5)$规范理论与基本和十重态暗夸克。该模型支持轻暗重子，尊重手征对称性，这是电中性的，但具有电磁形状因子，也是一个轻暗轴子。由于暗重子与标准模型粒子的耦合与禁闭尺度的平方成反比，暗重子会变成热的暗物质或冷的暗物质，这取决于暗物质的禁闭时间。对于禁闭尺度$Λ\sim 10-10^3~{\rm GeV}$，质量约为$ 1~{\rm GeV}-1~{\rm MeV}$的暗重子变成自然小磁矩的冷暗物质，并给出正确的残余丰度。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark Baryon Black Holes
University of California Santa Cruz（加州大学圣克鲁兹分校）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁兹粒子物理研究所）
该研究提出一种暗物质产生新机制：大N极限下禁闭SU(N)规范理论中的暗重子坍缩可形成普朗克尺度稳定黑洞遗迹，其丰度随N指数抑制，对应N≲100，质量达数百普朗克单位，还对参数空间做了详细数值研究。
2026-08-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Simple Testable Model of Baryon Number Violation: Baryogenesis, Dark Matter, Neutron-Antineutron Oscillation and Collider Signals
我们研究了一个简单的TeV尺度的重子数破坏模型，它解释了观测到的暗物质和重子丰度的接近。该模型具有低能量和高能量过程所产生的约束，特别是，预测了一个相当大的速率的中子-反中子（$n-\bar{n}$）振荡在低能量和单喷流信号在大型强子对撞机。我们发现了一个有趣的互补性所产生的约束，从观察到的重子不对称性，暗物质和重子丰度，$n-\bar{n}$振荡寿命和LHC单喷流信号的比率。在参数空间中的区域中，发现$n-\bar{n}$振荡寿命比LHC约束更受约束，这说明了下一代$n-\bar{n}$振荡实验的重要性。
2018-02-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Non-Baryonic Dark Matter in Cosmology
本文是对非重子暗物质研究现状的宽带综述。首先回顾了暗物质存在的证据，然后讨论了暗物质如何从小尺度到大尺度分布，最后讨论了暗物质的性质：暗物质候选者及其探测。最后，我讨论了$Λ$ CDM模型的一些局限性，特别强调了范式的小规模问题。
2013-05-01 astro-ph.CO
Baryon Asymmetry and Dark Matter Through the Vector-Like Portal
研究了宇宙学重子不对称性、暗物质和类矢量费米子之间的一种可能联系。在这种情况下，通过重子生成或稀薄生成（在类矢量物质扇区中）产生的不对称性将重子不对称性与暗物质密度联系起来。我们提出了明确的可重正化模型，这种连接发生。这些模型具有不对称的暗物质和显着的不可见的希格斯衰变宽度的暗物质粒子是可能的。我们将这种类型的场景称为类向量门户。在一些非对称暗物质模型中，低能有效理论存在潜在的自然性问题。我们在我们考虑的模型中解决这个问题，首先从一个拉格朗日量开始，这个拉格朗日量是与规范（和离散）对称性一致的最一般的可重整化的拉格朗日量，并表明低能有效理论自动具有所需的形式，作为完整理论对称性的结果。我们表明，在这些情况下预测的暗物质候选人的质量。
2013-05-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
On cosmological signatures of baryons-dark energy elastic couplings
我们考虑了一个暗能量和重子在没有任何能量转移的情况下动态耦合的情况。在这种情况下，背景宇宙学是不受影响的，在微扰水平，耦合只出现通过相应的暗能量和重子的欧拉方程。然后，我们探讨了这种情况下的一些现象学后果和他们的签名在几个宇宙学观测。特别是，我们展示了它抑制宇宙结构生长的能力。我们还约束模型的参数与宇宙学数据，并表明，暗能量与重子的相互作用在宇宙学尺度上是温和的青睐。
2020-05-12 astro-ph.CO
More accurate simulations with separate initial conditions for baryons and dark matter
我们重新审视重子和冷暗物质的宇宙学模拟技术时，每种流体有不同的初始条件，是在辐射时代结束的情况下。大多数模拟都不能再现冷暗物质和重子微扰之间差异的线性预测。我们发现，这是由于在设置粒子初始条件时通常使用偏移规则网格。通过对重子粒子使用拉格朗日玻璃，可以在不损失模拟分辨率的情况下获得正确的行为。我们进一步表明，冷暗物质和重子之间的差异可能会影响预测的莱曼α森林通量功率谱在5%的水平，可能会影响目前的宇宙学约束。
2020-05-29 astro-ph.CO
Probing the effects of primordial black holes on 21-cm EDGES signal along with interacting dark energy and dark matter - baryon scattering
21厘米射电信号已成为研究宇宙黑暗时代（复合到再电离）的重要探针。在目前的分析中，我们探讨了原始黑洞（PBH），冷却的重子物质由于暗物质（DM）-重子碰撞和暗物质-暗能量（DE）流体的相互作用对21厘米的亮度温度的综合影响。亮温的变化对DM质量（$m_χ$）和暗物质-重子散射截面（$σ_0$）有显著的依赖性。对于不同的可能PBH质量和不同的相互作用暗能量（IDE）模型，得到了$m_χ$ - $σ_0$参数空间的界。这些界限估计的基础上观察到的过剩（$-500^{+200}_{-500}$ mK）的21厘米亮度温度的边缘实验。最后，对不同的暗物质质量值和不同的IDE模型耦合参数的PBH质量的界限也得到了。IDE模型的约束条件的兼容性，在估计的界限也解决了。
2021-11-01 astro-ph.CO
The diverse density profiles of galaxy clusters with self-interacting dark matter plus baryons
我们首次模拟了具有自相互作用暗物质和重子物理的星系团（M_200 > 10 ^14 Msun）。它们在暗物质和恒星密度剖面上表现出比无碰撞暗物质（CDM）模拟中的对应物更大的多样性，CDM是由暗物质自相互作用和重子物理之间复杂的相互作用产生的。尽管在形成历史的变化，我们表明，分析牛仔裤模型预测的SIDM密度分布非常好，和不同的性质的晕可以理解的不同的最终重子分布。
2018-02-22 astro-ph.CO
Heating of Baryons due to Scattering with Dark Matter During the Dark Ages
我们探讨了在黑暗时代的21厘米信号的暗物质和重子之间的弹性散射的影响。特别是，我们考虑了一个暗物质-重子相互作用的$σ= σ_0 v^{-4}$的形式的横截面，在这种情况下的暗物质和重子流体之间的阻力的影响增长与时间。我们发现，与以前认为的相反，这种效应由于暗物质和重子之间的相对速度而加热了重子。这产生了额外的波动源，这可能使相互作用更容易通过21厘米测量而不是通过使用宇宙微波背景和莱曼- $α$森林来检测。我们的预测表明，通过下一代实验，可以探测到$σ_0\sim 3\times 10^{-42}$ cm $^2$（对于$m_χ\ll 1$ GeV）和$σ_0\sim 2 \times 10^{-41}\ (m_χ/10\, \rm GeV)$ cm $^2$（对于$m_χ\gg 1$ GeV），并通过未来实验改进为$σ_0\sim 4\times 10^{-44}$ cm $^2$（对于$m_χ \ll 1$ GeV）和$σ_0\sim 4 \times 10^{-43}\ (m_χ/10\, \rm GeV)$ cm $^2$（对于$m_χ\gg 1$ GeV）。
2015-10-12 astro-ph.CO
Variation of the baryon-to-photon ratio due to decay of dark matter particles
研究了不同宇宙学时期暗物质粒子衰变对重子光子比的影响。我们考虑了暗物质粒子的不同参数值，如质量，寿命，暗物质粒子的相对分数。结果表明，对于质量为10 GeV $÷$ 1 TeV的粒子，暗物质密度$Ω_{\rm CDM}=0.26$的现代值足以导致重子光子比的变化达到$Δη/ η\sim 0.01 ÷1$.然而，这种过程也可能伴随着过量伽马射线通量的出现。利用弥散γ射线背景的观测数据对暗物质衰变模型和重子光子比$Δη/η\lesssim10^{-5}$的最大可能变化进行了约束。在未来的宇宙学实验中探测到这种重子密度的变化，可以作为研究暗物质粒子性质的有力手段。
2015-07-02 astro-ph.CO
Non-standard baryon-dark matter interactions
在总结了冷暗物质（CDM）和修正牛顿动力学（MOND）范式在不同恒星系统中各自的优点后，我们研究了在螺旋星系中，重子物质和暗物质之间的非标准相互作用是否可以在河外尺度上重现CDM的成功，同时使重子物质有效地服从MOND场方程。
2009-06-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Relative velocity of dark matter and baryonic fluids and the formation of the first structures
在复合的时候，重子和光子退耦，重子流体中的声速从相对论速度下降到氢原子的热速度。这小于通过线性微扰理论计算的重子和暗物质的相对速度，因此我们推断，相对于由暗物质产生的潜在势阱，存在重子的超音速相干流。因此，大尺度速度流对小尺度扰动（在重子金斯尺度附近）的平流对第一重子结构的形成是重要的。这种效应在宇宙学扰动理论方程中包含一个二次项，因此没有被包括在基于线性微扰理论的研究中。我们发现，相对运动抑制的丰度的第一绑定对象，即使只调查暗物质晕，并导致其空间分布的质的变化，如引入尺度依赖的偏见和随机性。我们讨论了高红移星系团簇和再电离的可能观测到的影响。
2010-10-18 astro-ph.CO
Neutron stars exclude light dark baryons
带有重子数和核子质量量级的奇异新粒子已经被提出，原因有很多，包括重子生成、暗物质、镜像世界和中子寿命之谜。我们表明，质量大于0.7 $M_\odot$的中子星的存在对这些粒子的严格限制，要求它们重于1.2 GeV或具有强烈的排斥性自相互作用。
2018-02-22 astro-ph.CO hep-ph nucl-ex
Probing Interacting Dark Energy and Scattering of Baryons with Dark Matter in Light of EDGES 21cm Signal
EDGES实验观测到中性氢原子（HI）在宇宙黎明期21厘米吸收线（$z \simeq 17.2$）亮温$T_{21}$存在一个过剩谷（$-500^{+200}_{-500}$ mK）。我们考虑了暗物质和暗能量流体的相互作用以及重子物质与暗物质的碰撞冷却来解释观测到的$T_{21}$过剩谷。我们利用三种不同的暗物质-暗能量（DM-DE）相互作用模型来尝试这些模型在解释EDGES结果中的可行性。哈勃参数的演化被DM-DE相互作用修正，这也是在这项工作中解决的。这反过来又影响HI 21 cm的光学深度以及重子温度，从而影响$T_{21}$的亮度温度。此外，我们还发现，DM-DE相互作用使我们能够探索暗物质与不同的质量制度和他们的生活能力方面，满足EDGES结果。
2021-03-15 astro-ph.CO
Massive graviton dark matter with environment dependent mass: A natural explanation of the dark matter-baryon ratio
我们提出了一个方案，可以自然地解释观察到的暗物质重子比的背景下，变色龙场的双度规理论。我们引入两个额外的引力自由度，大质量引力子和变色龙场，分别对应于暗物质和暗能量。变色龙场被假设为与暗物质非最小耦合，即，大质量引力子，通过引力子质量项。我们发现，由于变色龙场的能量转移，暗物质-重子比动态地调整到观测值。结果表明，该模型可以解释观测到的暗物质-重子比，而与它们的初始丰度无关。
2017-12-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Probing Dark matter-Baryon Interaction with S301--the Fastest Known Star in the Milky Way
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本研究利用银河系最快恒星S301的极端轨道特性，通过计算暗物质-质子散射的能量沉积，证明其可作为探测暗物质-重子相互作用的灵敏探针。
2026-09-09 astro-ph.CO
Two mysterious universal dark matter-baryon relations in galaxies and galaxy clusters
从20世纪70年代开始，人们发现了一些暗物质和重子之间的关系，如塔利-费舍尔关系。然而，在星系中发现的许多关系与在星系团中发现的关系大不相同。在这里，我们报告了两个新的神秘的宇宙关系连接暗物质和重子在两个星系和星系团。第一个关系表明，在“维里区域”内，星系或星系团的总动力学质量$M_{500}$与其重子总质量$M_b$之间存在幂律关系：$M_{500} \propto M_b^a$，其中有$a \approx 3/4$。第二个关系式表明，在中心重子区（$M_d \propto M_b$）内，星系和星系团的封闭动力学质量$M_d$几乎与重子质量成正比。两个星系和星系团中暗物质和重子之间的密切关系表明，除了引力之外，暗物质和重子之间可能存在着某种未知的相互作用。
2022-12-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Does dark matter consist of baryons of new stable family quarks?
我们调查的可能性，暗物质组成的集群的重族夸克和轻子与零汤川耦合到较低的家庭。这样的家庭是预测的方法统一自旋和电荷作为第五家庭。我们对这个新家族成员的重子性质进行了粗略的估计，并研究了直接的实验和宇宙学证据对家族性质可能的限制，研究了第五家族星系团的宇宙学演化。
2009-07-01 astro-ph.CO
Baryon-driven growth of solitonic cores in fuzzy dark matter halos
我们提出了放大模拟的模糊暗物质（FDM）晕，包括重子和恒星形成有足够的分辨率，以遵循中央孤子的形成和演化。我们发现它们的性质是由暗物质-重子组合引力势中的局域暗物质速度色散决定的。这激发了一个简单的处方，以估计在重子的存在下FDM核心的径向密度分布。当核心变得更大质量和紧凑，如果包括重子，银河系旋转曲线测量可能更难与FDM相一致。
2020-04-15 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
