Decaying scalar dark matter in the minimal left-right symmetric model
提出最小左右对称模型中源自$SU(2)_R$三重态的最轻中性标量作为衰变暗物质候选者，其稳定性约束右手中微子质量，从而同时解释暗物质、中微子质量与宇宙物质-反物质不对称性。
2025-07-11 hep-ph
Self-interacting Dark Matter and Invisibly Decaying Higgs
自相互作用的暗物质已经被提出，以克服银河系尺度上的冷暗物质模型的困难。我们认为，标量规范单线态耦合到希格斯玻色子，这可能导致一个不可见的衰变希格斯，是一个有趣的候选人，这种自相互作用的暗物质粒子。我们还提出了对这些粒子的丰度的估计，以及对非牛顿力的影响。
2000-03-23 astro-ph gr-qc hep-ph
ATIC/PAMELA anomaly from fermionic decaying Dark Matter
我们证明了一个经济的双Higgs二重态模型可以用暗物质（DM）费米子的三体衰变来解释最近ATIC和PAMELA实验中的电子和正电子过剩现象，而不需要对耦合和质量简并进行微调.我们还表明，衰变DM粒子的质量和寿命可能不会分别固定在1 TeV和10^{26}秒左右。此外，我们注意到，这个模型包括一个稳定的暗物质候选人以及。
2009-04-10 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
Indirect Searches for Decaying Dark Matter
大量的观测结果表明存在一种不具有电磁相互作用的未知基本粒子，其中大量的粒子可能是在宇宙历史的早期阶段产生的。这种所谓的暗物质一直存在到今天，占宇宙目前能量预算的26%。构成暗物质的粒子是绝对稳定的，还是有一个有限但很长的寿命，这是一个悬而未决的问题，因为没有已知的一般原理保证完美的稳定性。在这篇文章中，我们审查的观测极限的暗物质粒子的质量在GeV-TeV的范围内使用的观测宇宙流的反物质，γ射线和中微子的寿命。我们还研究了一些理论上的动机的情况下，提供衰变的暗物质的候选人。
2013-11-07 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes and Co-Decaying Dark Matter
共衰变暗物质的模型导致了一个早期物质主导的时代-在BBN之前-这导致了暗物质子结构生长的增强。如果这些原始结构进一步坍缩，它们可以形成原始黑洞，提供额外的暗物质候选者。我们推导出这些黑洞的质量分数（这不是单色的），并考虑观测约束有多少暗物质可以包括在这些遗迹。我们发现，在许多情况下，它们可能是暗物质的重要组成部分。有趣的是，这些黑洞的质量可以接近太阳质量范围，这为产生像LIGO最近探测到的那些黑洞提供了一种新的机制。
2019-02-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Constraints on Decaying Dark Matter from INTEGRAL/SPI
基于近20年的数据收集的高分辨率光谱仪SPI板上的国际伽玛射线天体物理实验室（INTEGRAL），我们目前的约束条件的衰减暗物质粒子经历衰变成两个机构，其中至少有一个是光子，表现出自己通过一个狭窄的线状光谱特征。我们对银河系观测的开-关类型分析使我们能够将质量为$40\,\text{keV}\,<\,M_{\text{DM}}\,<\,14\,\text{MeV}$的DM粒子的寿命限制为$\gtrsim 10^{20}-10^{21}$年。在这个质量范围内，我们的分析还揭示了在$\geq 3σ$意义上检测到的32条线状特征，其中29条与已知的仪器和天体物理线相吻合。特别是，我们报告的检测的电子正电子湮没（511千电子伏）和$^{26}$铝（1809千电子伏）线的空间分布与文献中以前的结果一致。对于特定的情况下，不育中微子DM，我们报告的限制作为不育中微子质量的函数的混合角。我们讨论了系统的不确定性连接到强时变的INTEGRAL/SPI仪器的背景，以及连接到MW DM密度分布测量的不确定性对导出的结果的主导影响。
2023-01-25 astro-ph.HE hep-ph hep-th
A 3.55 keV hint for decaying axion-like particle dark matter
最近，在大量的星系团和仙女座星系团的组合光谱中发现了3.55 keV发射线的迹象。这条谱线不能用任何已知的谱线来识别。人们很容易推测，它的起源是一种粒子的衰变，这种粒子贡献了全部或部分暗物质。在本文中，我们想指出的是，作为全部或部分暗物质的类轴子粒子是产生这种特征的理想候选者。更重要的是，在基于弦论的标准模型的扩展中，所需的参数值是相当可行的，并且可以与各种其他有趣的现象联系起来，这也可能允许对这种推测进行新的检验。
2014-02-28 astro-ph.CO hep-ph
LHC prospects for minimal decaying Dark Matter
我们研究了LHC中衰变暗物质的极小模型的可能信号。这些模型的特点是DM与SM粒子通过重正化耦合与一个额外的重荷电态相互作用。这种相互作用允许在早期宇宙中通过带电重态的衰变产生大量的DM，无论是在平衡状态还是在平衡状态。此外，带电粒子的额外耦合为DM打开了衰变通道，尽管如此，DM仍然可以足够长的寿命成为一个很好的DM候选者，并且在未来的间接探测观测范围内。我们比较了宇宙学上有利的参数区域的LHC发现达到和讨论的可能性，同时检测DM衰变的间接检测。
2014-08-05 hep-ph
Stealth decaying spin-1 dark matter
我们考虑自旋为1的暗物质的衰变模型，其与标准模型扇区的主要耦合是通过一个暗希格斯汤川门户连接TeV尺度的矢量轻子到标准模型（右手）electron. Below的电子-正电子阈值，暗物质有非常缓慢的，环抑制的光子和（电子）中微子的衰变，并在宇宙学时间尺度上足够小的规范耦合值是稳定的。它的残余丰度是通过冻结机制由非平衡暗轻子衰变决定的。我们发现，该模型适应观测到的暗物质丰度的自然值的参数和暗物质质量在~ 5 keV至1 MeV的范围内，同时逃避直接检测，间接检测，恒星冷却和宇宙学的约束。我们还考虑了一个非零规范动力学混合的可能性与标准模型超荷场，这被发现产生轻微的影响模型的现象。
2020-12-17 hep-ph
Photon and neutrino fluxes from spheroidal dwarf galaxies in a decaying DM model
Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo（伊达尔戈自治大学）
本文研究了衰变暗物质模型及其间接探测信号，计算了银河系及14个矮球状星系中光子和中微子通量，并探讨了在特定参数空间中信号的可观测性。
2026-04-22 astro-ph.HE hep-ph
Extra Quarks Decaying to Dark Matter Beyond the Narrow Width Approximation
我们探讨了在大型强子对撞机（LHC）上，一个重顶夸克伙伴的对产生及其随后衰变为玻色子暗物质（DM）候选者（标量或矢量）和SM上型夸克的过程中，有限宽度引起的效应。我们讨论配置的质量，宽度和耦合，这种现象可以是重要的，在一个简单的模型，只有一个这样的对象。最后，我们强调了信号和背景的正确定义，并强调了新的专用实验搜索的重要性。
2017-06-13 hep-ph
Production of extra quarks decaying to Dark Matter beyond the Narrow Width Approximation at the LHC
本文探讨了在大型强子对撞机（LHC）上，电荷为2/3的超重夸克（顶伴）对产生及其衰变为玻色子暗物质（DM）候选体（标量或矢量）和SM上型夸克过程中有限宽度的影响.这种动力学已被忽略，到目前为止，在标准的实验搜索重夸克衰变到DM，我们在此评估的有效性区域的现有方法的基础上，假设额外的夸克有一个狭窄的宽度。此外，我们讨论了配置的质量，宽度和耦合，后者打破。
2017-10-05 hep-ph
Decaying Dark Matter can explain the electron/positron excesses
PAMELA和ATIC最近报告了e+ e-宇宙射线的过量。由于DM湮灭方面的解释被认为是不容易兼容的约束，从光子观测，我们认为DM衰变假设，并发现它可以解释的e+ e-过剩兼容的所有约束，并可以测试专用HESS观测银河山脊。ATIC数据表明DM质量约为2 TeV：如果DM是一种具有重子样物质不对称性的准稳定复合粒子，那么这个质量自然意味着观察到的DM相对于普通物质的丰度。技术色彩自然会产生这些类型的候选人。
2008-11-25 hep-ph
Radio observations of the Galactic Centre and the Coma cluster as a probe of light dark matter self-annihilations and decay
我们更新我们以前的计算伽马射线和无线电观测的约束条件的湮灭的暗物质粒子轻于10 GeV。我们预测的同步辐射光谱，以及与光衰减和湮灭暗物质候选人在后发座星系团和银河系中心的无线电发射的形态。我们的新结果基本上证实了我们以前的发现：如果磁场大于50微高斯，银河系最内部的同步辐射会限制甚至排除暗物质候选者。事实上，我们的结果表明，光湮灭候选者必须有一个S波抑制对湮灭截面到电子（或分支比到电子正电子必须很小）。如果暗物质在衰变，它的寿命必须大于t = 3。10^{25}秒。因此，当人们提出一个“轻”的暗物质候选者时，无线电发射总是应该被考虑的。
2010-09-30 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Large width effects in processes of production of extra quarks decaying to Dark Matter at the LHC
本文探讨了在大型强子对撞机（LHC）上，电荷为2/3的重超夸克（XQ）对产生及其随后衰变为暗物质（DM）候选体（标量或矢量）和标准模型（SM）上型夸克过程中有限宽度的影响.这种动力学已被忽略，到目前为止，在标准的实验搜索重夸克衰变到DM，我们在此评估的有效性区域的现有方法的基础上，假设的XQ有一个狭窄的宽度。此外，我们讨论了配置的质量，宽度和耦合，后者打破。
2017-06-14 hep-ph
Late decaying 2-component dark matter scenario as an explanation of the AMS-02 positron excess
PAMELA和AMS-02实验测量的正电子通量长期存在的异常可能由暗物质（DM）湮灭来解释。这种情况通常需要一个大的“助推因子”，以符合热遗迹暗物质候选人通过冻结。然而，这样的解释是不赞成的约束，从宇宙微波背景辐射的观测能量沉积在重组的时代。我们讨论了一种称为晚期衰变双组分暗物质（LD 2DM）的方案，其中整个DM由两个半简并物种组成。在这个框架内，较重的物质在早期宇宙中作为热遗迹产生，并在宇宙学时间尺度上衰变为较轻的物质。因此，较轻的物种成为今天居住在宇宙中的DM。我们发现，通过这种非热机制产生的具有增强截面的较轻DM物种的湮灭可以解释所观察到的AMS-02正电子通量，同时避免CMB约束。观测到的DM遗迹密度也可以用简单的s波湮灭截面正确地再现。我们证明，该方案是安全的，从CMB的约束晚时间的能量沉积在宇宙的“黑暗时代”。有趣的是，结构形成的限制迫使我们考虑两个暗物质物种之间的小质量分裂。我们探索可能的宇宙学和粒子物理学的签名在一个玩具模型，实现这一场景。
2017-12-11 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A_4-based neutrino masses with Majoron decaying dark matter
我们提出了一个轻子数自发破缺的A_4味对称SU（3）xSU（2）xU（1）跷跷板模型。一致的两个零的中微子质量和混合的纹理模式出现从I型和II型的跷跷板贡献的相互作用，具有重要的唯象预测。我们表明，如果马约伦成为大规模的，这种跷跷板的情况下提供了一个可行的候选人衰变暗物质，符合宇宙微波背景寿命的限制，从目前的WMAP观测。我们还计算了子领先的单圈诱导衰变成光子，这导致一个单能量的发射线，可能会在未来的X射线任务，如Xenia观察。
2010-10-06 hep-ph
Observation and Properties of the X(3872) Decaying to J/psi pi+ pi- in p-p(bar) Collisions at sqrt(s) = 1.96 TeV
我们报道了X（3872）在J/psi π + π-通道中的观测结果，在sqrt（s）= 1.96 TeV的p-p（bar）碰撞中J/psi衰减到μ + μ-。使用Run II D 0探测器收集的大约230 pb^-1的数据，我们观察到522 +/- 100 X（3872）候选。X（3872）状态和J/psi之间的质量差测量为774.9 +/- 3.1（stat.）+/- 3.0（系统）MeV/c^2。我们研究了X（3872）态的产生和衰变特性，发现它们与psi（2S）态相似。
2004-09-03 hep-ex hep-ph
Astrophysical Constraints on Decaying Dark Gravitons
该研究针对暗维数方案中的暗引力子暗物质模型，通过其衰变对CMB等天体物理信号的影响设置参数约束，验证了参数自然取值范围的合理性并给出暗物质质量与额外维度尺度的预言。
2024-01-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
3.5 keV x-ray line from decaying gravitino dark matter
像引力子这样的极弱相互作用粒子在宇宙学时间尺度上可能足够稳定，即使存在R宇称破坏，也可以构成一个很好的暗物质候选者。我们认为最近发现的3.5 keV X射线线可以产生轻引力子衰变到中微子和光子的可能性。我们发现，这确实是可能的三线性轻子数违反耦合引起的回路过程。我们表明，为了避免产生过剩的引力子，再加热温度必须在最多约100 GeV至1 TeV。最后，我们简要地讨论了由相对轻的胶子和中性伴子的R宇称破坏衰变产生的多喷注/多轻子事件引起的LHC现象。
2014-07-17 hep-ph
Non-Thermal Dark Matter, High Energy Cosmic Rays and Late-Decaying Particles From Inflationary Quantum Fluctuations
有人认为，GZK极限以上的宇宙射线的起源可以用质量为10^{12} GeV的粒子X的衰变来解释。暴胀量子涨落产生的重粒子是衰变X粒子起源的主要候选者。也有人提出，如果暗物质是由粒子Y的衰变产生的，自由流长度为0.1Mpc，那么非奇异星系晕的问题就可以解释。在这里，我们探索量子涨落可能解释Y粒子以及X粒子的可能性。对于非热WIMP暗物质的情况下，未抑制的弱相互作用，我们发现，有一个普遍的问题，氘光解离，不利于WIMP暗物质候选人。对于更一般的暗物质粒子的情况下，这可能有很少或没有与常规物质的相互作用，我们讨论的条件下，X和Y标量或费米子可以占非热暗物质和宇宙射线。对于X和Y标量同时产生的情况下，我们表明，星系晕很可能有一个动态的显着组成部分的X标量冷暗物质，除了占主导地位的非热暗物质组件。
2001-05-23 astro-ph hep-ph
Captures of Hot and Warm Sterile Antineutrino Dark Matter on EC-decaying Ho-163 Nuclei
在放射性Ho-163核上捕获低能电子反中微子，通过电子捕获（EC）衰变为Dy-163，是检测残余无菌反中微子的一个值得注意的机会。目前的实验和宇宙学数据或多或少地暗示了这种假设的粒子，它们可能是宇宙中热暗物质的一部分，也可能是热暗物质的候选者。使用同位素Ho-163作为目标，并假设合理的活性-无菌反中微子混合角，我们计算的捕获率的遗迹电子反中微子对相应的EC衰变背景下，在存在的无菌反中微子在sub-eV或keV的质量尺度。我们表明，热或温暖的无菌反中微子暗物质的签名原则上应该是可观察的，提供的目标是足够大，能量分辨率是足够好的。
2011-08-03 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
A decaying neutralino as dark matter and its gamma ray spectrum
结果表明，在超引力统一框架下，衰变的中性伴子是暗物质的一个可行的候选者。这样的情况出现在一个隐藏扇区与可见扇区的超弱耦合中，其中中性伴子可以衰变为隐藏扇区中最轻的超对称粒子（LSP），其寿命大于宇宙的寿命。我们提出了一个具体的模型，其中MSSM/SUGRA扩展到包括一个由$U(1)_{X_1} \times U(1)_{X_2}$规范扇区组成的隐藏扇区，隐藏扇区的LSP是一个中性伴子，它比可见扇区的LSP中性伴子轻。我们计算了环抑制辐射衰变的可见部门的中性伴子到中性伴子的隐藏部门，并表明，衰变可以发生的寿命大于宇宙的年龄。衰变的中性伴子可以通过间接探测实验来探测，特别是通过它的签名衰变成隐藏的扇区中性伴子和高能伽马射线光子。这样的伽马射线可以在费米-LAT上以更高的灵敏度搜索，并通过未来的实验，如平方公里阵列（SKA）和切伦科夫望远镜阵列（CTA）。我们提出了几个基准，有一个自然的抑制强子通道从暗物质湮灭和衰变，并与测量的反质子背景一致。
2021-05-06 astro-ph.HE hep-ph
Non-thermal Production of Dark Matter from Late-Decaying Scalar Field at Intermediate Scale
我们研究非热暗物质生产后期衰变的标量场，特别注意D=5的非重整化运营商，通过该标量场衰减到标准模型粒子和它们的超伙伴。我们表明，几乎相同数量的超粒子的粒子通常产生的衰变。为了避免引力子产生过剩的问题，衰变倾向于通过与中间截止尺度M << M_P的相互作用进行。轴子的玻色子超对称伙伴，即，Saxion被提出作为这种后期衰减的标量场的自然候选。我们发现在弱标度和轴子衰变常数F_A = O（10^{9-12}）GeV附近，对于质量为O（100）GeV的介子质量，可以得到适量的wino/higgsino暗物质.
2006-06-26 astro-ph hep-ph hep-th
$\ge 4 μ$ signal from a vector-like lepton decaying to a muon-philic $Z^\prime$ boson at the LHC
我们提出了一种新的可能性，以检测一个非常独特的信号与四个以上的μ子来自对产生的矢量样轻子衰变到亲μ子$Z^\prime$玻色子。这些新粒子是解释μ子反常磁矩和$b\to s\ell\ell$过程异常的很好的候选者。如果是$\mathrm{BR}(E\to Z^\prime μ) = 1$，则LHC的最新数据排除了轻于1.3（1.0）TeV的双重（单重）矢量类轻子。我们还表明，在信号区超过5轻子的过剩可以解释这种情况下，如果矢量轻子是一个弱的单线态，质量约为400 GeV和$\mathrm{BR}(E\to Z^\prime μ) = 0.25$。最后讨论了HL-LHC的未来前景。
2021-04-09 hep-ex hep-ph
Neutrinos at IceCube from Heavy Decaying Dark Matter
宇宙中微子光谱中的单色线将是暗物质的确凿证据。有趣的是，冰立方实验最近报告了两个PeV中微子事件，其能量可能与实验不确定性相等，并且其背景波动的概率估计小于1%。在这里，我们探讨这些事件的前景是从暗物质的单色线信号的第一个迹象。虽然可测量的湮灭签名似乎是不可能的，在这样的能量，我们讨论的暗物质量子数，有效的运营商，和寿命可能导致一个适当的信号从暗物质衰变。我们将表明，一套可能的衰变算子是相当有限的，并将重点放在几个可行的候选人，可以解释冰立方事件;违反R-宇称引力子，隐藏的扇区规范玻色子，在额外的维度和单态费米子。在基本上所有的情况下，我们发现，一个PeV中微子线信号从暗物质将伴随着一个潜在的可观察到的连续谱的中微子上升到较低的能量。
2013-06-14 astro-ph.HE hep-ph
Observational constraints on dark matter decaying via gravity portals
整体对称性可以保证暗物质粒子的稳定性。然而，暗物质（DM）和引力之间的非最小耦合会破坏DMps的全局对称性，从而导致它们的衰变。在标量单重态暗物质（ssDM）与引力非最小耦合的框架下，ssDM的对称性破缺到什么程度值得探讨。建议ssDM的衰变产物的总量不能超过当前的观测限制。沿着这些路线，从Fermi-LAT和AMS-02等卫星获得的数据可以限制ssDM的全局对称性破缺的强度。由于许多动机良好的DM候选人的质量可能是在GeV-TeV的范围内，我们确定一个合理的参数范围内的寿命在这个范围内。我们发现，当ssDM的质量在电弱标度（246 GeV）附近时，ssDM的3- $σ$寿命下限为$5.3\times10^{26}$ s.我们对ssDM在典型电弱标度附近的分析包含了所有质量范围内最丰富的衰变通道，因此对ssDM在重力影响下的行为的分析更加全面。
2020-08-17 astro-ph.CO hep-ph
Possible Capture of keV Sterile Neutrino Dark Matter on Radioactive beta-decaying Nuclei
在费米子质谱中存在一个跨越O（0.5）eV ~ O（0.5）MeV六个数量级的“沙漠”。我们认为，它可能容纳一个或多个千电子伏的不育中微子作为一个自然的候选人，温暖的暗物质。为了说明这一观点，我们简单地假设存在一个keV的惰性中微子nu_4，它的味本征态nu_s与三个活性中微子弱混合。在自洽参数化下，我们阐明了nu_4和β衰变辐射衰变中不同的活性-无菌中微子混合因子。在实验室中直接探测这种keV的无菌中微子暗物质原则上是可能的，因为nu_e的nu_4分量在被放射性β衰变核捕获时可以在电子能谱上留下明显的印记。我们对捕获反应nu_e + ^{3}H \to ^{3}He + e^-和nu_e + ^{106}Ru \to ^{106}Rh + e^-在β衰变背景下的特征进行了分析，并得出结论，从长远来看，这种实验方法可能不是没有希望的。
2010-11-05 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraints on decaying Dark Matter from XMM-Newton observations of M31
利用仙女座星系（M31）的XMM-牛顿EPIC谱，推导出辐射衰减暗物质（DM）粒子参数的约束条件。利用M31外围（5 '-13'）部分的观测，我们改进了现有的约束条件。对于无菌中微子DM的情况，结合我们的约束条件和Dodelson-Widrow（DW）方案中最新的无菌中微子丰度计算结果，我们得到了质量下限ms < 4 keV，这比最近由Aesthetal.（2007）[hep-ph/0612182]得到的ms < 6 keV更强.将该极限与Viel等人（2007）[arXiv：0709.0131]（m_s > 5.6 kev）的莱曼α森林分析的最新结果进行比较，我们认为排除了所有DM都是通过DW机制产生的情况。然而，我们讨论其他的生产机制，并指出，不育中微子仍然是一个可行的候选人的暗物质，无论是温暖或寒冷。
2008-09-10 astro-ph hep-ph
Spectral distortion constraints on photon injection from low-mass decaying particles
宇宙微波背景（CMB）的光谱畸变（SD）是研究粒子物理的有力工具。在这里，我们计算的失真信号从衰变粒子直接转换成光子在宇宙历史的不同时期，专注于注入能量$E_\mathrm{inj}\lesssim 20\,\mathrm{keV}$。我们提供全面的SD解决方案库，可用于研究各种粒子物理场景。我们使用{ \tt CosmoTherm}来计算SD信号，包括对宇宙电离历史和不透明度的影响。我们还考虑了黑体引起的受激衰减的影响，这可以修改注入历史显着。然后，我们使用COBE/FIRAS和EDGES的数据来约束衰变粒子的性质。我们探讨的情况下，这些提供了一个暗物质（DM）的候选人或仅构成DM的一小部分。我们补充SD约束与CMB各向异性约束，突出新的影响，在非常低的光子能量（$hν\lesssim 10^{-4}\,\mathrm{eV}$）注入。我们的模型无关的约束表现出丰富的结构，在寿命-能量域，包括注入能量$E_\mathrm{inj}\simeq 10^{-10}\mathrm{eV}-10\mathrm{keV}$和寿命$τ_X\simeq 10^5\,\mathrm{s}-10^{33}\mathrm{s}$。我们讨论了直接转换成两个光子的轴子和类轴子粒子的约束条件，修改了文献中现有的SD约束。我们的限制与其他限制的轴子质量$m_a c^2\gtrsim 27\,\mathrm{…
2022-08-16 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Constraints on Decaying Dark Matter
我们提出了一个完整的分析宇宙学的约束条件衰减暗物质。以前的分析使用了宇宙微波背景和Ia型超新星。我们用最新的数据更新了它们，并扩展了分析，包括莱曼- $α$森林，大尺度结构和弱透镜观测。本文不考虑天体物理学约束。衰减暗物质寿命的界限主要由后期集成的萨克斯-沃尔夫效应的情况下，弱再电离，或CMB偏振观测时，有显着的再电离。对于各自的情况下，衰变的暗物质的寿命是$Γ^{-1} \gtrsim 100$ Gyr和$ (f Γ) ^{-1} \gtrsim 5.3 \times 10^8$ Gyr（在95.4%的置信水平），其中的唯象参数$f$是衰变能量沉积在重子气体的分数。这使我们能够约束粒子物理模型与暗物质候选人通过调查的暗物质衰变到标准模型粒子通过有效的运营商。对于$\sim 100$ GeV质量的衰变暗物质，我们发现负责暗物质衰变的有效维度-4算子中的耦合常数的大小一般为$ \lesssim 10^{-22}$。我们还探讨了我们的分析的规范介导的超对称性破缺，最小超引力和小希格斯理论的代表性模型的影响。
2009-01-30 astro-ph hep-ph
Constraints on Metastable Dark Energy Decaying into Dark Matter
本文利用更新的衰变时间约束分析了暗能量通过一阶相变转化为暗物质的模型，发现无可观测信号且无法完全转变为暗物质主导，但确认产物为轴子样粒子，模型扩展仍具研究价值。
2024-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Sensitivity of JWST to eV-Scale Decaying Axion Dark Matter
本研究预测JWST利用空白天区观测，可在任务末期约束银河系内eV尺度衰变轴子暗物质的参数范围，尤其能将天体恐惧型QCD轴子质量限制在0.2 eV以下。
2023-11-08 astro-ph.GA hep-ph
Search for Invisibly Decaying Light Scalars at the FCC-ee
Adelaide University（阿德莱德大学）；Ruder Boskovic Institute（鲁德·博什科维奇研究所）
研究在FCC-ee上伴随强子衰变Z玻色子产生的不可见衰变轻标量粒子，通过选择策略和多元分析技术评估不同质量标量粒子的探测灵敏度。
2026-06-16 hep-ph
Probing bottom-associated production of a TeV scale scalar decaying to a top quark and dark matter at the LHC
本文研究一个能同时解释暗物质和重子不对称性的非热暗物质模型，提出在LHC上通过单顶夸克伴随底夸克和大的缺失横动量的特征来探测TeV标量粒子衰变，为现有单顶夸克搜索提供互补途径。
2024-08-27 hep-ph
Estimation of Baryon Asymmetry from Dark Matter Decaying into IceCube Neutrinos
冰立方中微子天文台最近的结果包括了一个过剩的PeV中微子事件，这些事件似乎遵循一个不同于冰立方探测到的其他低能量中微子的破幂律。这些中微子可能的天体物理来源仍然未知。这种中微子的一个可能来源是非热的、长寿命的重质量暗物质的衰变，其质量应该是$> 10^{6} \rm {GeV}$，可能在宇宙的早期产生。它们可以通过强子和轻子通道进行级联衰变，最终产生这样的高能中微子。这项工作通过研究这些暗物质候选者的衰变通量来探索这种可能性。这种暗物质粒子的质量和寿命已经通过与冰立方的PeV中微子数据进行$χ^2$拟合而获得。最后，我们估计了宇宙中由于这种暗物质衰变而产生的重子不对称性。
2021-05-27 hep-ph
Neutrinos as Hot or Warm Dark Matter
活跃和惰性的亚电子伏特中微子都可以为热暗物质（DM）提供服务。另一方面，keV的不育中微子可能是一个很好的候选人温暖的DM。β衰变（例如，H-3和Ru-106）和EC-衰变（例如，Ho-163）核被认为是最有希望分别捕获这些极低能中微子和反中微子的靶。计算了在不同的味混合方案下，残余电子中微子和反中微子相对于相应的β衰变或EC衰变背景的俘获率。我们强调，这种直接的实验室测量热或温暖的DM可能不是没有希望的长期。
2011-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Diffuse MeV Gamma-rays and Galactic 511 keV Line from Decaying WIMP Dark Matter
高纬度地区弥漫的MeV伽马射线辐射和来自银河系隆起的511 keV线通量的起源是不确定的。以前的研究已经引用了暗物质物理学来独立地解释这些观测结果，尽管还没有人能够在弱相互作用大质量粒子（WIMP）的良好框架内解释这两种发射。在这里，我们使用一个不稳定的WIMP暗物质模型，以表明它实际上是可能的，同时调和这两个观测，并在此过程中显示出一个显着的巧合：衰变暗物质与MeV的质量分裂可以解释这两个观测，如果正电子和光子产生类似的分支分数。我们用一个不稳定的branon来说明这个想法，branon是一个标准的WIMP暗物质候选者，出现在具有大额外维度的膜世界模型中。我们表明，因为通过三体末态衰变的branons，他们是另外不受约束的银河兆电子伏的伽马射线线搜索。因此，这种不稳定的长寿命暗物质粒子提供了新颖而独特的特征，可以通过未来对MeV伽马射线的观测进行测试。
2008-01-04 astro-ph hep-ph
Constraints on the parameters of radiatively decaying dark matter from the dark matter halo of the Milky Way and Ursa Minor
本文改进了以前对无菌中微子形式的暗物质参数的限制。这些结果是在没有观测到银河系X射线光谱中的DM衰变线的情况下获得的（使用最近的XMM-牛顿PN空白天空数据）。我们还提出了一个类似的约束来自最近的XMM-牛顿观测小熊座-黑暗，X射线安静的矮球状星系。新的银河系数据改善了现有的限制（质量约为3.5 keV的数量级）。虽然小熊座的观测数据相对较差，但其约束条件与最近使用大麦云或M31的观测结果相当。这证实了最近的一项提议，即MW矮卫星是DM搜索的非常有趣的候选者，并且应该为此目的进行专门的研究。
2007-05-29 astro-ph hep-ph
Degenerate Sub-keV Fermion Dark Matter from a Solution to the Hubble Tension
我们提出了一个黑暗的部门模型解决哈勃的紧张局势和核心尖点的问题。该模型是基于一个隐藏的阿贝尔规范对称性群与一些手征费米子所需的异常取消条件，产生一个候选人的衰变费米子暗物质作为解决方案的哈勃张力。此外，亚千电子伏的质量制度和暗扇区的热历史帮助暗物质候选人解决标准$Λ$ CDM宇宙学中出现的核心尖点问题。
2020-04-21 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Frozen-in fermionic singlet dark matter in non-standard cosmology with a decaying fluid
我们进行了详细的研究暗物质生产通过冻结的假设下，一些流体占主导地位的早期宇宙之前，其能量沉积到等离子体引起熵注入。作为一个暗物质候选者，我们考虑一个费米子单线态，通过其与热等离子体中的标量粒子的相互作用产生的。流体改变了宇宙的膨胀率，以及温度的缩放，这显着影响了暗物质粒子的数量密度和平均动量的演化。我们确定并详细讨论了这些数量的演变的影响，考虑几个例子代表暗物质生产在不同阶段的膨胀和熵注入。我们发现，由于暗物质密度减少时，熵注入到等离子体继续冻结后，为了重现其观测值的增强速率的暗物质生产相对于标准宇宙学。此外，假设的非标准宇宙学历史对暗物质平均动量的影响可能导致大结构形成数据对暗物质质量的放松或收紧约束。
2021-05-24 hep-ph
A Froggatt-Nielsen Model for Leptophilic Scalar Dark Matter Decay
我们构建了一个模型的衰减，TeV级标量暗物质的PAMELA和费米-LAT实验的数据的动机。通过引入一个适当的阿贝尔离散对称性和一个中间尺度的矢量状的状态，负责产生轻子汤川耦合，我们表明，普朗克抑制校正可能会导致衰变的暗物质，是轻子，并具有所需的寿命。候选的暗物质主要衰变为轻子/反轻子对，并以次级速率衰变为轻子、反轻子和标准模型希格斯玻色子的最终态。我们表明，该模型可以重现所观察到的正电子通量和正电子分数，同时保持一致的宇宙线反质子通量的界限。
2011-05-26 hep-ph
Monopoles, strings and dark matter
我们开发了一个方案，即在一个隐藏的部门产生一个衰减的暗物质候选人的PAMELA和费米$e^\pm$过剩的兴趣。由于动力学混合和隐藏的光子质量非常小，单极子并不完全隐藏。后者还导致单极子和反单极子通过弦连接。由此产生的长寿命物体最终会衰变为隐藏的光子，这些光子往往会在衰变前逃离星系核心。质量标度是隐藏光子（$\approx 500$ MeV）、光子（$\approx 3$ TeV）和混合标度（接近普朗克标度）的质量标度。隐藏扇区中的计量耦合是唯一的其他参数。这种耦合必须很强，这导致了光点状的单极子和轻而细的弦。
2011-04-04 hep-ph
Supersymmetric Candidates for Dark Matter (in German)
暗物质的身份是我们宇宙中最大的谜团之一。它的解可能与超对称性有关，超对称性是一种基本的时空对称性，到目前为止还没有被实验证实。在粒子物理学标准模型的许多超对称扩展中，最轻的超对称粒子不能衰变，因此是一个有希望的暗物质候选者。最轻的中性伴子已经出现在最小超对称模型中，可以在间接和直接的暗物质搜索中以及在未来的对撞机中被确定为这样的候选者。作为引力子的超伴子，引力子是另一个最轻超粒子的候选者，它为暗物质提供了一个令人信服的解释。虽然它既不会在间接或直接搜索中被检测到，也不会直接在加速器中产生，但对晚期衰变带电粒子的分析可以允许在未来的加速器中实验识别引力子。通过这种方式，即将在欧洲核子研究中心大型强子对撞机上进行的实验可能成为理解我们宇宙的关键。
2007-08-27 astro-ph hep-ex hep-ph
