Scalar Dark Matter with a $μτ$ Flavored Mediator
研究了一个基于$Z_4$轻子味对称性的可重整化标量单重态暗物质模型。引入亲$μτ$标量偶极解释了μ子反常磁矩的实验值与理论预言之间的差异。与此同时，这些有味道的标量扮演着连接暗物质和标准模型粒子的中介者的角色。观测到的暗物质的遗迹丰度很容易保持，同时满足当前各种实验和观测对暗物质的严格限制，这要归功于标量介质的非对角相互作用。我们还探讨了通过单圈过程直接探测暗物质的可能性。
2022-11-20 hep-ph
LHC and Tevatron bounds on the dark matter direct detection cross-section for vector mediators
我们研究了一个新的自旋1介质，连接标准模型的暗物质的相互作用。我们约束其衰变通道使用单喷流和双光子搜索，以及搜索共振在双喷流，双轻子和双玻色子的最终状态，包括那些涉及可能的希格斯粒子。然后，我们解释所得到的限制作为界限的截面的暗物质直接检测，而不需要指定一个特定的模型。对于介质质量之间的300和1000 GeV的这些界限是相当强的假设下，介质可以整合出来。
2012-07-26 hep-ph
Singlet Dirac Fermion Dark Matter with Mediators at Loop
在简化模型中研究了单重态Dirac费米子暗物质的唯象，其中暗物质与标准模型粒子在圈能级上通过有色或无色介质相互作用.我们特别关注暗区非零CP相位的影响，它诱导了狄拉克费米子暗物质以及电子和核子的电偶极矩。结果表明，暗物质直接探测搜索和电偶极矩的测量能够在未来的实验中验证单重态狄拉克费米子暗物质的存在。
2018-12-16 hep-ph
Spectroscopy of Scalar Mediators to Dark Matter at the LHC and at 100 TeV
我们研究了强子对撞机上具有标量介质的暗物质的简化模型，采用了两个喷流和能量缺失的末态拓扑。这些模型可以出现在各种各样的BSM场景中，包括介质与希格斯粒子混合的可能性。我们的目标是首先确定大型强子对撞机和未来的圆形强子对撞机排除这些模型的预计范围。其次，我们使用的运动学分布，以提取中介质量的信息。在13 TeV的大型强子对撞机，我们可以探测介质质量高达750 GeV，并在100 TeV的对撞机的范围增加到2.5 TeV的介质。我们还解释了如何与不同值的中介质量的个别模型可以彼此区分。
2015-09-23 hep-ph
Search for dark matter mediator in the production of three and four top quarks
本文在暗物质简化模型下计算标量媒介子对多顶夸克产生过程的贡献，发现其对三、四顶夸克产生总截面有显著作用，指出相关探测前景依赖探测器末态重建能力与稀有事件实验灵敏度。
2024-07-11 hep-ph
Resonant probing spin-0 and spin-2 dark matter mediators with fixed target experiments
本文提出利用电子固定靶实验中电磁簇射产生的次级正电子与原子电子湮灭来产生自旋-0和自旋-2暗物质媒介粒子，并推导了NA64和LDMX的增强探测灵敏度范围。
2023-07-03 hep-ph
Simplified dark matter models with a spin-2 mediator at the LHC
我们考虑简化的暗物质模型，其中一个暗物质候选人耦合到标准模型（SM）粒子通过$s$通道自旋-2调解人，并研究从目前的大型强子对撞机数据的模型参数空间的约束。我们的重点在于不同的搜索之间的互补性，特别是单喷流和多喷流加上丢失的能量搜索和共振搜索。对于介质与SM粒子的普遍耦合，丢失能量搜索可以给出比$WW$、$ZZ$、dijet、dihiggs、$t\bar t$、$b\bar b$共振搜索更强的约束，在低质量区域和/或当介质与暗物质的耦合比其与SM粒子的耦合大得多时。然而，最强的约束来自双光子和双轻子共振搜索。只有当这些模式被抑制时，丢失能量搜索才能在用自旋2介质约束暗物质模型中具有竞争力。
2017-05-02 hep-ph
Dark matter with exotic mediators: The diquark portal
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Miami University（迈阿密大学）
本文研究了通过双夸克通道与标准模型耦合的费米子暗物质模型，构建了完整的媒介领域并讨论了其对撞机信号。
2026-01-29 hep-ph
Unveiling a Hidden Epoch: Impact of Mediator Induced Matter Domination in Freeze-in Dark Matter
Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示介子衰变导致早期物质主导时期，影响暗物质产生及引力波特征。
2025-12-15 hep-ph
Dark matter direct detection with spin-2 mediators
我们考虑的模型中，一个巨大的自旋2共振作为暗物质（DM）和SM粒子之间的调解员通过能量动量张量。我们研究了在这些模型中产生的费米子，矢量和标量DM的有效理论，并发现了以前从未考虑过的新型DM-SM相互作用。我们确定了DM和SM夸克之间的有效相互作用时，调解人被整合出来，并将它们匹配的引力形状因子相关的自旋无关的DM-核子散射。我们还讨论了DM遗迹密度条件，直接检测边界和对撞机搜索自旋两个调解员之间的相互作用。
2018-11-07 hep-ph
Dark Matter Direct Detection from new interactions in models with spin-two mediators
我们考虑的模型中，一个巨大的自旋2共振作为暗物质（DM）和SM粒子之间的调解员通过能量动量张量。我们研究了在这些模型中产生的费米子，矢量和标量DM的有效理论，并发现了以前从未考虑过的新型DM-SM相互作用。我们确定了DM和SM夸克之间的有效相互作用时，调解人被整合出来，并将它们匹配的引力形状因子相关的自旋无关的DM-核子散射。我们还讨论了DM遗迹密度条件，直接检测边界和对撞机搜索自旋两个调解员之间的相互作用。
2018-06-05 hep-ph
Dark matter production through loop-induced processes at the LHC: the s-channel mediator case
我们展示了如何在简化模型中的大型强子对撞机单X搜索相关的研究具有暗物质候选人和$s$通道调解人可以在MadGraph5_aMC@NLO框架内进行。我们专注于胶子启动的环诱导的过程，主要是有关的情况下，调解人夫妇优先第三代夸克，特别是顶夸克。我们的实现使我们能够研究签名强子对撞机涉及失踪的横向能量加喷流或加上中性玻色子（$γ,Z,H$），可能包括额外辐射的影响，多部分子合并和匹配的部分子淋浴。
2015-08-03 hep-ph
Pseudo-Majoron as Light Mediator of Singlet Scalar Dark Matter
在中微子质量的单重态-三重态majoron模型中，轻子数自发破缺。如果它也是软破的，那么自然轻的赝标粒子$η_I$就存在。然后，它可以作为一个真正的单重标量$χ$与奇暗奇偶校验的光介体。它本身是不稳定的，但通过它的三重态标量分量主要衰变为两个中微子，因此不会干扰宇宙微波背景（CMB）。它也只在一个环中与标准模型的希格斯玻色子混合，因此在暗物质直接搜索实验中对$χ$从原子核的弹性散射没有显著的贡献。
2017-04-21 hep-ph
Gamma-ray signal from Dark Matter Annihilation mediated by mixing scalar mediators
我们在这里提出了一个通用的暗物质简化模型的直接和间接的检测前景的研究，在该模型中，马约拉纳暗物质只与一个标准模型轻子和一对无色的混合标量介体相互作用。我们首先表明，混合角显着改变内韧致辐射的功能，以及流量比的$γγ$和$γZ$线信号。$CP$违反阶段将在$γγ$最终状态中引入偏振不对称性。然后，我们研究了直接检测前景，并讨论了这两种搜索策略的互补性。
2016-11-22 hep-ph
Direct detection of pseudo-Nambu-Goldstone dark matter with light mediator
研究发现，伪Nambu-Goldstone玻色子暗物质在非相对论极限下抑制了与原子核弹性散射的振幅，从而自然地避开了暗物质直接探测实验的强约束。在本文中，我们表明，非零弹性散射截面可以诱导，如果介质质量是作为动量转移小。预测的反冲能谱可能不同于通常的热暗物质。结合热遗迹丰度、间接探测和Higgs衰变等相关约束条件，通过当前和未来的暗物质直接探测实验，研究了暗物质的可探测性。
2021-09-21 hep-ph
Cosmic-ray dark matter confronted by constraints on new light mediators
本研究针对轻暗物质直接探测难题，考察耦合暗物质与强子的轻媒介粒子集合，利用多个地下探测器数据证明现有轻媒介粒子约束排除了显著的宇宙射线暗物质上散射效应，指出该约束仅适用于模型依赖研究。
2024-06-23 hep-ph
Signatures of Majorana dark matter with t-channel mediators
寻找非引力暗物质信号的主要策略有三种：直接探测、间接探测和对撞机搜索。有趣的是，实验已经达到这三种搜索策略的敏感性，这可能会在不久的将来检测。为了充分利用丰富的实验数据，并为了确认一个可能的暗物质信号，有必要指定的暗物质粒子和介体的标准模型的性质。在本文中，我们专注于一个简化的模型，其中的暗物质粒子是一个马约拉纳费米子耦合到一个轻的标准模型费米子通过汤川耦合的标量介体。我们回顾了这个模型的观测特征，我们讨论了各种搜索策略之间的互补性，重点是在动机良好的情况下，暗物质粒子产生于早期宇宙通过热冻结。
2015-04-23 hep-ph
Majorana Dark Matter with a Coloured Mediator: Collider vs Direct and Indirect Searches
我们调查的签名在大型强子对撞机的一个极小模型，其中的暗物质粒子是一个马约拉纳费米子耦合到标准模型通过一个或几个有色介质。我们强调的重要性，通过交换的t通道中的暗物质粒子的彩色标量的生产通道，并执行专门的分析搜索喷气机和丢失的能量，这个模型。我们发现，碰撞机的约束是非常有竞争力的直接检测相比，甚至可以在很宽的参数范围内相当强。我们还讨论了互补性与搜索的光谱特征在伽马射线望远镜和评论的可能性，几个有色介质，这是进一步限制的味道观测。
2014-03-18 hep-ph
Sommerfeld Effect and Bound State Formation for Dark Matter Models with Colored Mediators with SE+BSF4DM
Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Johannes Gutenberg-Universität Mainz（约翰内斯·古腾堡美因茨大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）
研究通过SE+BSF4DM工具，探讨了Sommerfeld效应和束缚态形成对t通道暗物质模型中暗物质质量约束的影响。
2026-01-06 hep-ph
Dark matter interacting via a massive spin-2 mediator in warped extra-dimensions
我们研究暗物质通过一个大质量的自旋2介质相互作用。为了对自旋为2的粒子有一个一致的有效理论，我们在一个扭曲的额外维模型中工作，使得介质是5D引力子的Kaluza-Klein（KK）模式。我们密切关注暗物质湮灭成为KK-引力子。由于自旋2场纵模的高能行为，如果只考虑一个自旋2介质，这些通道在大质心能量$\sqrt{s}$处表现出巨大的增长。我们第一次把完整的KK塔包括在这个暗物质产生过程中，发现这种增长是非物理的，一旦考虑到额外维度理论的全部场内容，这种增长就会被取消。有趣的是，这意味着一旦$\sqrt{s}$大于第一引力子质量，就不可能用简化的有效相互作用集来近似完整理论中得到的结果。这使人怀疑以前的研究与自旋2介质在EFT框架内的普遍适用性，并促使我们重新审视的现象学允许的参数空间的引力相互作用的标量暗物质在翘曲的额外的维度。
2021-05-14 hep-ph
Constraints on Light Leptophilic Dark Matter Mediators from Decay Experiments
我们在现有的实验中研究了亲轻子暗物质相互作用对μ子和基态介子衰变的影响。我们考虑一个隐蔽的暗区，它专门通过（亲轻子）标量或矢量介体与轻子相互作用。因此，这些相互作用将影响轻子衰变并使能谱变形。我们首先研究了μ子的Michel衰变，$μ^+\rightarrow e^+ν_e \barν_μ$，这使我们能够很好地约束参数空间。其次，将考虑罕见的$π^\pm$、$K^\pm$、$D^\pm$和$D_s^\pm$衰变为$eν$。标量介体将消除标准模型的螺旋度抑制，因此可以导出强约束。由此产生的光介质的电子和μ子的耦合的界限仍然是有点弱于那些从搜索在低能量$e^+e^-$对撞机和μ子的磁矩，分别。最后，我们表明，K介子和π介子衰变基本上排除了“钴-SIMP”的情况下，标量暗物质粒子有一个维度-5耦合到电子。
2022-06-10 hep-ph
Dark matter bound states via emission of scalar mediators
如果暗物质（DM）耦合到比自身轻得多的力载体上，那么它可能在早期宇宙和晕内形成束缚态。虽然已知通过矢量发射形成束缚态是有效的，并且具有各种现象学意义，但是通过标量发射捕获通常需要更大的耦合并且与更有限的参数空间相关，这是由于辐射振幅的抵消。然而，该结果仅考虑了三线性DM-DM-介体偶联。具有标量介体的理论也包括标量势，其耦合可能参与辐射跃迁。我们计算这些耦合的辐射捕获的贡献，并确定它们是重要的参数空间。
2019-01-14 hep-ph
Bound-state effects for dark matter with Higgs-like mediators
本文通过求解等离子体修正的薛定谔方程，研究了标量交换对暗物质遗迹丰度的影响。考虑了一个简化的模型，其中Majorana暗物质费米子嵌入标准模型的U（1）$'$扩展中，并通过汤川相互作用与暗Higgs耦合.我们发现暗-Higgs交换可以显著增加超闭合边界。对于在这项工作中检查的汤川耦合的最大（最小）值，暗物质质量从5 TeV（0.55 TeV）提升到27 TeV（0.70 TeV）。
2018-07-11 hep-ph
Light Fermionic WIMP Dark Matter with Light Scalar Mediator
研究了轻费米子弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质的最小可重整模型，其中WIMP与标准模型粒子之间需要标量介体的相互作用.我们进行了全面的可能性分析的模型，涉及最新的，但强大的约束，这些将在不久的将来获得。此外，我们特别注意适当考虑运动学平衡条件。结果表明，近期的实验和观测，如低质量直接暗物质探测，味实验和CMB观测发挥重要作用，以检验模型。尽管如此，一个广泛的参数区域将仍然存在，即使没有WIMP和介质信号被检测到那里。我们还表明，精确的希格斯玻色子测量在未来的轻子对撞机将显着测试这剩余的区域。
2019-07-09 hep-ph
Bound-state formation, dissociation and decays of darkonium with potential non-relativistic Yukawa theory for scalar and pseudoscalar mediators
暗物质模型与光介质具有相当大的暗粒子之间的相互作用享有越来越多的关注，在模型建设社区，由于优雅，他们可以潜在地解释控制星系晕和星系团的标度关系。在目前的工作中，我们继续使用非相对论性和潜在的非相对论性有效场论（NREFTs和pNREFTs）的模型的研究，并探讨一个低能量的标量介质和重暗物质费米子之间的标量和赝标量相互作用的Yukawa型模型的属性。特别是，我们在有限的温度下制定这样的理论，通过提供热束缚态的形成率和热分裂的束缚态的暗对字段的自能，与热环境相互作用的第一步。我们估计数值上的暗物质能量密度的束缚态效应，提供了一个$35\%$校正模型耦合的相对大小。
2022-03-22 hep-ph
Direct Detection with Dark Mediators
我们介绍暗介质暗物质（dmDM）的黑暗和可见的部门连接至少一个光介质$ϕ$携带相同的暗电荷，稳定DM。$ϕ$通过算符$\bar q q ϕϕ^*/Λ$耦合到标准模型，通过汤川耦合$y_χ\overline{χ^c}χϕ$耦合到暗物质。对于$m_ϕ\lesssim 10 \ \mathrm{keV}$和小Yukawa耦合，直接检测被实现为树级的$2\rightarrow3$过程$χN \rightarrow \bar χN ϕ$，或者可替代地被实现为环诱导的$2\rightarrow2$过程$χN \rightarrow χN$。我们探索这种情况下的直接检测的后果，发现一个沉重的$\mathcal{O}(100 \ \mathrm{GeV})$ dmDM候选人伪造不同的$\mathcal{O}(10 \ \mathrm{GeV})$标准WIMP在不同的实验。大部分dmDM参数空间是可检测的不可约中微子背景以上，尚未排除任何界限。有趣的是，对于$m_ϕ$范围导致新的直接检测现象，dmDM也是自相互作用暗物质（SIDM）的一种形式，它解决了矮星系观测和数值模拟之间的不一致。
2014-11-11 hep-ph
Dark matter freeze-in via a light fermion mediator: forbidden decay and scattering
本文研究通过轻费米子媒介体的冻结暗物质产生，发现禁戒衰变与散射共享耦合阶数，且其贡献在热耦合0.1-1时可达4%-45%。
2023-04-28 hep-ph
Constraining Dark Matter Models with a Light Mediator from CDEX-10 Experiment at China Jinping Underground Laboratory
利用CDEX-10实验205.4公斤·天数据，对含轻媒介子暗物质模型设定90%置信水平上限，排除2~5 GeV质量新参数空间，并约束自相互作用暗物质模型参数区。
2024-11-12 hep-ph
PandaX limits on light dark matter with light mediator in the singlet extension of MSSM
使用最新的PandaX限制轻暗物质（DM）与轻介质，我们检查MSSM（没有$Z_3$对称性）的一般单重扩展的参数空间上的含义，它可以有一个相当大的DM自相互作用，以解决小尺度结构问题。我们发现PandaX极限可以严格地约束这样的参数空间，依赖于单重态和二重态Higgs场之间的耦合$λ$。对于具有$Z_3$对称性的MSSM的单重态扩展，即所谓的NMSSM，我们还证明了其参数空间上的PandaX约束，这给出了一个具有正确的残余密度但没有足够的自相互作用的轻DM来解决小尺度结构问题。我们发现，在这个NMSSM的GeV暗物质与亚GeV介质已严格约束。
2019-12-29 hep-ph
Simplified dark matter models with charged mediators
我们回顾简化模型中，一个单重马约拉纳暗物质候选夫妇的标准模型（SM）费米子介导的标量费米子合作伙伴通过相互作用。我们总结了在这些情况下的两个主要的生产机制：暗物质湮灭介导的第一或第二代标量费米子合作伙伴具有显着的左右手征混合和共湮灭与标量费米子合作伙伴几乎退化的质量与暗物质。然后，我们强调了最有趣的现象学方面的带电介质模型相关的当前和未来的搜索新的物理。我们描述精确测量SM费米子偶极矩，包括模型与标量μ子的合作伙伴，可以占$g_μ-2$。我们讨论了在大型强子对撞机和未来轻子对撞机的预计灵敏度带电介质的新的搜索策略。我们总结了直接检测的限制，并展示了下一代实验可能如何探测量子色动力学带电介质在质量尺度超出了大型强子对撞机的灵敏度。我们还回顾了间接检测模型与标量轻子合作伙伴的前景，专注于γ射线搜索的灵敏度，内部韧致辐射。
2022-03-15 hep-ph
Production and signatures of multi-flavour dark matter scenarios with t-channel mediators
我们研究了包含两代暗物质粒子的暗物质场景的现象学，不同之处仅在于它们的质量和它们与其他粒子的耦合，类似于标准模型的夸克和轻子扇区。具体来说，我们考虑的情况下，两代暗物质马约拉纳费米子耦合到右手轻子和标量介体通过汤川耦合。我们确定不同的生产制度中的多味暗物质的情况下，我们认为，在某些部分的参数空间的较重的一代可以发挥关键作用，产生正确的暗物质丰度。在这些区域，暗物质与标准模型的耦合强度可能比单一口味的暗物质场景大得多。相应地，间接和直接检测信号可以显著增强。我们还评论的签名模型从较重的暗物质一代到较轻的衰变。
2021-03-18 hep-ph
Protophobic Light Vector Boson as a Mediator to the Dark Sector
在$^8$ Be核跃迁实验中观测到了一个16.7 MeV的憎质子矢量玻色子。这样一种新粒子可以在标准模型和一个包含暗物质的暗区之间起中介作用。本文从直接和间接探测两个方面给出了在现有实验范围内满足热遗迹丰度要求的暗物质的简单模型。在一个模型中，我们发现可以得到一个合适的自散射截面来解决小尺度结构问题。
2017-01-12 hep-ph
Thermal Leptophilic Light Vector Dark Matter with Spinor Mediator and Muon (g-2) Anomaly
受FermiLab最近对$(g-2)_μ$的新测量和XENON 1 T合作组报道的电子-暗物质反冲上限的启发，我们重新讨论了在标准模型的亲轻子扩展中，当一个新的旋量场起中介作用时，轻MeV尺度矢量暗物质的现象学.考虑了一个可行的参数空间，讨论了轻暗物质遗迹密度和μ子异常磁矩的可能性。我们研究了DM-电子的直接探测和模型参数空间上的宇宙学界。结果表明，尽管$(g-2)_μ$异常的新界极大地限制了模型的参数空间，但热光暗物质可以存在于$\rm M_{DM}\sim 10^{-1}-10^{1}~\rm GeV$中。
2023-02-18 hep-ph
Constraints on light mediators: confronting dark matter searches with B physics
轻标量出现在标准模型的许多有良好动机的扩展中，包括带有额外规范单态的超对称模型。这种标量可以介导暗物质和原子核之间的相互作用，从而产生包括CDMS-Si在内的几个暗物质直接探测实验所观察到的试探性信号。在这封信中，我们得到了强的新限制轻标量介质使用LHCb，Belle和BaBar搜索罕见的$Υ$和B衰变。这些限制排除了CDMS-Si支持的参数空间的重要部分。然而，由于目前的搜索没有优化调查弱耦合光标量，进一步提高实验灵敏度可以通过放宽事件选择的要求。
2013-10-24 hep-ph
Direct Detection Signatures of Self-Interacting Dark Matter with a Light Mediator
自相互作用暗物质（SIDM）是一个简单而动机良好的方案，可以解释长期存在的小尺度结构形成的难题。如果所需的自相互作用是通过暗区中的光介质（质量为$\sim 10$ MeV）产生的，那么这个新粒子必须是不稳定的，以避免过度封闭宇宙。光介质的衰减可能是由于隐藏和可见部分的弱耦合而发生的，为直接检测实验提供了新的特征。SIDM的核反冲光谱是更多的峰值向低能量相比，通常情况下的接触相互作用，因为介质质量是相当的动量转移的核反冲。我们表明，SIDM信号可以区分与DM粒子的接触相互作用，通过考虑在实验中采用不同的目标材料的时间平均能谱，或在一个单一的实验中的平均和调制的光谱。利用LUX和SuperCDMS的当前限制，我们还推导出隐藏和可见扇区之间的混合参数的强界。
2015-09-16 hep-ph
Annihilation of singlet fermionic dark matter into two photons via pseudo-scalar mediator
本文研究单态费米子冷暗物质通过赝标量媒介湮灭为双光子的间接探测，计算其湮灭截面并与H.E.S.S.数据比较，发现大质量暗物质模型可接近现有实验上限。
2023-04-07 hep-ph
Reconstruction of angular correlations in the associated top quark and the dark matter mediator production
针对标量暗物质中介子简化模型中单顶夸克产生过程，提出基于角关联的新变量，并比较多层感知机与归一化流架构重建不可探测粒子动量的效果，后者表现更优，可用于对撞机数据分析。
2025-04-19 hep-ph
Relic Abundance in a Secluded Dark Matter Scenario with a Massive Mediator
研究了暗物质（DM）粒子$d$的残余丰度，在一个隐蔽的DM方案中，$d$数的减少过程主要不是通过$d$与标准模型粒子的对湮灭，而是通过$dd \to mm$与随后衰变的介质粒子$m$的散射过程.本文指出，即使在质量$m_m$比DM粒子质量$m_d$重到不可忽略的程度的大质量介质中，也可以实现DM的宇宙学观测遗迹丰度。在简并的$d$情形（$m_d=m_m$）中，通过调节$dd \to mm$散射振幅足够大，并选择适当的介质粒子寿命，实现了DM残余丰度。早期宇宙中的DM演化表现出典型的“平台”行为，即两步数密度下降行为，第一步存在“假”冻结。在此基础上，提出了一种新的DM模型构建的可能性，即介质粒子$m$与DM粒子$d$统一为近似的暗对称多重态.在可重正化的场论框架下，提出了一个介子DM模型来说明这一思想。
2016-12-23 hep-ph
Characterising dark matter searches at colliders and direct detection experiments: Vector mediators
我们引入了一个最小简化暗物质（MDM）的框架，定量地解释了暗物质（DM）的搜索在大型强子对撞机。我们研究了两个MSDM模型，其中DM是一个狄拉克费米子与矢量和轴矢量介质相互作用。该模型的特点是由四个参数：DM和调解人的群众，调解人耦合DM和夸克。MSDM模型准确地捕捉完整的事件运动学，并依赖于所有的质量和耦合可以系统地研究。在这一框架内对单射流搜索的解释可用于与直接探测实验进行平等的比较。对于矢量介质的理论，LHC单喷流搜索具有更好的灵敏度比直接检测搜索轻DM质量（小于5 GeV）。对于轴向矢量介质，LHC和直接检测搜索通常探测参数空间中的正交方向。我们从大型强子对撞机和多吨氙直接探测实验的最终范围探索了这些搜索的预测极限，并发现搜索的互补性仍然存在。最后，我们提供了一个在MSDM和有效场论（EFT）框架的限制比较，突出的EFT框架的不足之处，特别是在探索单喷和直接检测搜索的互补性。
2015-01-16 hep-ph
Dark Matter Abundance from Sequential Freeze-in Mechanism
本文对早期宇宙中暗物质产生的顺序冻结机制进行了深入的分析。在这个机制中，暗物质的残余密度是由介质粒子的对湮灭产生的，介质粒子本身是由标准模型粒子的热碰撞产生的。低于某个临界值的介质耦合到标准模型领域，这个顺序通道主导了通常的冻结，其中暗物质直接产生于热碰撞，即使当介质是不是在热平衡。后一种情况需要计算介质的完整非热分布，有限温度校正对此特别重要。
2020-05-13 hep-ph
W-boson mass anomaly and vacuum structure in vector dark matter model with a singlet scalar mediator
针对CDF合作组观测到的W玻色子质量偏差，研究含矢量暗物质和单重态标量媒介子的标准模型扩展，证实其可解释质量反常并保障希格斯真空稳定性至普朗克尺度。
2023-05-03 hep-ph
Constraining light dark matter and mediator with $B^+ \rightarrow K^+ ν\bar ν$ data
该研究结合暗物质、对撞机、B 物理及 Belle II 约束，分析 $B^+\\!\to K^+ϕ$ 及 $ϕ$ 衰变，给出轻媒介子质量区间与长寿命情形下的唯一可见衰变道。
2024-09-09 hep-ph
Dark Matter Direct Detection in $t$-channel mediator models
本研究针对单态暗物质$t$道门户模型的直接探测唯象学，通过单圈匹配到重暗物质有效场论计算标量与费米型暗物质的圈诱导直接探测截面，并与实验限制及遗迹密度要求对比。
2023-10-25 hep-ph
Direct Detection of Sub-GeV Dark Matter with $s>1$ through the DM-Electron Scattering (I): case study for $s=3/2$ and $s=2$ with (pseudo)scalar mediator
在目前的粒子对撞机实验中，高自旋粒子的可观测信号是罕见的。同时，对暗物质粒子的自旋没有明显的限制。因此，我们自然会考虑高自旋粒子表现为暗物质的可能性。本文研究了通过DM-电子散射直接探测（$3/2$）引力子暗物质和（$2$）质量KK-引力子暗物质。考虑了DM的自旋无关（SI）和自旋无关（SD）相互作用。利用XENON 10、XENON 100和XENON 1 T的实验数据，给出了DM质量与截面之间的约束关系。为了简化，我们只计算了首阶的交叉截面，而只关注（伪）标量介体。此外，通过对DM的形状因子的计算和分析，我们发现，如果介质是标量，则没有显著的信号来区分具有自旋$3/2,2$的DM和具有自旋$0,1/2,1$的DM。
2022-03-25 hep-ph
Strong constraints on self-interacting dark matter with light mediators
将暗物质与轻的新粒子结合是一种将热产生与强速度依赖的自相互作用相结合的有吸引力的方法。在这里，我们指出，在这样的模型中的暗物质湮灭率一般由索末菲效应增强，我们从宇宙微波背景和其他间接探测探测探针得到的约束。对于经常研究的s波湮灭的情况下，这些约束排除了整个参数空间的自相互作用是足够大的，以解决小规模的结构形成的问题。
2017-04-07 hep-ph
Self-consistent Dark Matter Simplified Models with an s-channel scalar mediator
我们研究简化模型中，费米子DM相互作用的标准模型（SM）费米子通过交换的$s$通道标量介质。这个模型的单介质版本不是规范不变的，相反，我们必须考虑两个标量介质的混合和干扰的模型。最小规范不变的情况涉及到一个新的单重标量与标准模型希格斯玻色子的混合，并且受到严格的约束。我们构建了两个希格斯二重态模型（2HDM）的扩展，这种情况下，单重态与第二希格斯二重态混合。与单偶模型相比，这为标量介质的质量和混合角以及它们与SM费米子的耦合提供了更大的自由度。我们概述了这些模型的约束，并讨论汤川结构，允许增强耦合，但保持潜在的危险味道违反过程的控制。我们研究这些模型的直接检测现象，占标量介质的干扰，和不同的夸克在核中的干扰。确定与直接检测测量一致的参数空间区域。
2017-03-13 hep-ph
A taste of dark matter: Flavour constraints on pseudoscalar mediators
暗物质通过交换轻赝标相互作用可以在间接探测实验中诱导可观测信号，并经历大的自相互作用，同时逃避直接暗物质搜索的强边界。然而，赝标量介体将在标准模型中引起味道变化的相互作用，提供了一种有前途的替代方法来测试这些模型。我们详细研究了赝标和标准模型费米子之间不同耦合结构的稀有介子衰变和固定靶实验所产生的约束。由此产生的界限是高度互补的信息推断从暗物质遗迹密度和约束从原始核合成。我们讨论了我们的研究结果的影响，暗物质自相互作用截面和探测暗物质耦合到一个轻的赝标量与直接或间接检测实验的前景。特别是，我们发现，赝标介质只能解释银河系中心过剩，如果它的质量高于B介子，它是不可能获得足够大的直接检测截面来解释DAMA调制
2015-07-03 hep-ph
Electroweak Axion Portal to Dark Matter
本文探讨了类轴子粒子作为媒介在暗物质与电弱规范玻色子间传递相互作用的场景，发现其在天体物理和地面探测中产生可测试信号，为未来电弱ALP门户测试提供了具体基准。
2024-05-30 hep-ph
Multi-scalar signature of self-interacting dark matter in the NMSSM and beyond
本文研究了自相互作用暗物质（SIDM）的一般NMSSM和超越的情况下，其中的暗物质是一个马约拉纳费米子和力介质是一个标量玻色子。提出了一个考虑玻恩能级效应的暗物质自相互作用截面的改进解析表达式。由于SIDM场景中的大耦合和轻介体，如果DM/介体以高能量产生，则它们将经历多个分支。基于对DM扇区簇射的蒙特卡罗模拟，我们得到了在LHC上由Higgsino产生和衰变产生的DM/mediator的多重数和光谱。
2021-09-09 hep-ph
Global fits of simplified models for dark matter with GAMBIT I. Scalar and fermionic models with s-channel vector mediators
本文利用GAMBIT对通过s通道矢量媒介子与夸克耦合的标量和费米子暗物质简化模型进行全局拟合，发现LHC单喷注超出和遗迹密度限制偏好暗物质质量约为媒介子一半的共振区域，并揭示了矢量与轴矢量耦合带来的竞争性约束。
2023-08-08 hep-ph
Probing hidden spin-2 mediator of dark matter with NA64e, LDMX, NA64$μ$ and M$^3$
标准模型（SM）粒子和暗物质（DM）之间的联系可以通过隐藏的自旋2质量介质来引入。本文考虑SM的带电轻子扇区和DM粒子之间的简化基准联系，DM粒子被认为是暗扇区中隐藏的狄拉克费米子。有关耦合是通过涉及自旋2介体场和SM和DM扇区的能量动量张量的5维算子建立的。我们详细研究了这种情况对NA 64 $e$、LDMX、NA 64 $μ$和M $^3$等轻子固定靶装置的影响。特别是，对于具体的实验，我们详细讨论了丢失的能量签名的自旋2玻色子生产其次是其不可见的衰变成稳定的DM对。此外，我们推导出这些实验的预期达到的目标上积累的轻子的投影统计。我们还讨论了隐含的自旋$2$玻色子发射的微分谱的核和原子形状因子参数化的含义，其生产的总截面和探测隐藏的自旋$2$ DM调解器的固定-固定目标设施的实验范围。
2022-10-03 hep-ph
Portal Connecting Dark Photons and Axions
暗光子和轴子（或类轴子粒子）是隐藏扇区中常见的亮粒子。它们中的每一个都被积极地通过称为矢量门户和轴子门户的耦合来寻找。我们引入一个新的入口连接暗光子和轴子（轴子-光子-暗光子，轴子-暗光子-暗光子），它出现在两个粒子的存在。这个黑暗的轴子入口是真正的新耦合，不仅仅是矢量入口和轴子入口的产物，因为这些耦合的内部结构。我们提出了一个简单的模型，实现了黑暗的轴子门户网站，并讨论为什么它值得丰富的现象学。
2017-02-26 hep-ph
Cosmological constraints on Dark Matter models for collider searches
在大型强子对撞机上对暗物质的研究通常用标量、伪标量、矢量和轴矢量介质的简化模型来描述。在这项工作中，我们将探讨从观测到的暗物质遗迹丰度对这些模型的约束。我们提出了这些限制在一个范围内的中介质量相关的大型强子对撞机和未来，更高的能量对撞机。我们还计算边界从光子线搜索的伪标量介质的衰变到双光子，包括介质质量区域附近的750 GeV。最后，我们比较宇宙学的限制，达到一个可能的未来100 TeV的圆形强子对撞机，间接和直接检测实验。
2016-03-28 hep-ph
Antiprotons from dark matter annihilation through light mediators and a possible excess in AMS-02 $\bar{p}/p$ data
我们表明，在暗物质（DM）粒子湮灭通过光介质的情况下，最终状态的宇宙射线粒子的能谱强烈依赖于介质质量。对于终态反质子，当介质质量与$\pbar p$产生阈值相当时，出现具有相对窄峰的光谱。有趣的是，AMS-02关于$\pbar/p$通量比的最新数据暗示，在$\sim100-450$ GeV的能量范围内，在预期的背景上有一个类似凸点的过量。我们表明，这样一个轻介质的情况下，最新的AMS-02数据的DM直接湮灭到标准模型粒子的情况下，从内部超新星遗迹（SNRs）产生的反质子是有利的，是一致的上限来自费米-LAT数据的伽马射线对矮球状星系。能量在450 GeV以上的$\pbar/p$通量比预计将随能量迅速下降，这可以很容易地与其他两种情况区分开来，因为它们预测该比率将变平或上升到多TeV区域。
2016-11-14 hep-ph
