Measurement of high energy dark matter from the Sun at IceCube
假设质量为O（TeV）的重暗物质粒子（HDM）被太阳捕获。HDM可以衰变为相对论性的轻暗物质粒子（LDM），这可以通过km $^3$中微子望远镜（如冰立方探测器）测量。在IceCube用$Z^{\prime}$门户暗物质模型评估了预期的LDM和中微子的数量和通量。基于冰立方6年内没有观测到任何事件的假设，计算了90 ℃时LDM通量的相应上限。L..这些结果表明，在IceCube上用100 GeV $\lesssim m_{Z^{\prime}} \lesssim$ 350 GeV和$τ_ϕ \lesssim 5\times10^{22}$ s能区可以直接探测到O（1 TeV）-O（10 TeV）能区的LDM。
2021-12-08 astro-ph.HE hep-ph
Search for Dark Matter Annihilation to Neutrinos from the Sun
弱相互作用大质量粒子（WIMP）可以被太阳引力捕获并被困在其核心。这些WIMP湮灭成标准模型粒子会产生中微子光谱，其能量分布与暗物质质量有关。在这项工作中，我们提出的理论框架，有关观测到的中微子通量的WIMP-核子截面和总结以前的太阳WIMP搜索冰立方进行。然后，我们概述了一个正在进行的更新的太阳WIMP搜索，重点是在以前的搜索改进。
2019-09-19 astro-ph.HE hep-ph
Capture of Inelastic Dark Matter in the Sun
我们认为捕获的暗物质在太阳的非弹性散射对核的非弹性暗物质的情况。我们证明，假设WIMP-核子截面为σ_n = 10^{-40} \cm^2，所得到的俘获率和密度足够高，以致于来自太阳的μ子中微子通量的电流边界排除了WIMP到W^+W^-，Z^0 Z^0，τ^+τ^-，t \bar{t}和中微子的任何可观的湮灭分支比。对于b \bar{b}和c \bar{c}的零化，也有稍弱的边界。湮灭成较轻的粒子，可能产生中微子，如μ^+μ^-，π介子和K介子是不受约束的，因为它们在衰变前会在太阳中停止。有趣的是，这与最近一些由PAMELA结果激发的提议是一致的，这些提议认为WIMP湮灭为轻玻色子，随后主要衰变为轻轻子和π介子。
2009-09-02 astro-ph.HE hep-ph
Dark Sunshine: Detecting Dark Matter through Dark Photons from the Sun
暗物质可能通过暗光子$A'$与标准模型光子的动力学混合与标准模型相互作用。这样的暗物质会在太阳中积累并湮灭成暗光子。然后暗光子可能离开太阳，衰变成可以被阿尔法磁谱仪探测到的带电标准模型粒子对。这种“暗阳光”的方向性与所有天体物理背景都不同，这为AMS发现明确的暗物质提供了机会。我们执行一个完整的分析，这种情况下，包括索末菲增强的暗物质湮灭和太阳的磁场对信号的影响，我们定义了一组削减，以优化信号的概率。利用已经收集的三年数据，AMS可能会发现质量为1 TeV $\lesssim m_X \lesssim$ 10 TeV的暗物质，暗光子质量为$m_{A'} \sim \mathcal O(100)$ MeV，动力学混合参数为$10^{-10} \lesssim \varepsilon \lesssim 10^{-8}$。建议的搜索扩展到现有的束流收集器和超新星的界限，它是互补的直接检测，探测弹性暗物质的参数空间的同一区域，但可能远远超过在非弹性暗物质的情况下。
2017-10-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
High-Energy Neutrinos From Millicharged Dark Matter Annihilation in the Sun
本研究利用太阳捕获微带电暗物质并湮灭产生高能中微子的机制，重新分析 IceCube 约束，对暗物质微带电组分的质量、电荷和丰度给出新限制。
2024-07-05 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for the detection of Dark Matter with Long-lived Mediators in the Sun using the Southern Wide-field Gamma-ray Observatory
本研究基于隐匿模型的隐藏扇区假说，评估下一代南方广视场伽马射线天文台（SWGO）探测太阳暗物质湮灭产生的长寿命媒介子衰变伽马信号的能力，发现其对5 TeV以下暗物质的自旋相关截面探测灵敏度比现有设备高一个数量级以上。
2025-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Higher order dark matter annihilations in the Sun and implications for IceCube
在太阳中捕获的暗物质粒子会湮灭，产生一种可以在地球上检测到的中微子流。然而，在某些通道中，中微子通量位于MeV范围内，因此在冰立方无法检测到，即当暗物质粒子湮灭为$e^+e^-$，$μ^+μ^-$或轻夸克时。另一方面，同样的相互作用，介导湮灭成轻费米子，也导致，通过高阶效应，产生弱规范玻色子（在夸克的情况下，也胶子），产生高能量中微子通量可能在冰立方观察。本文考虑了与一个规范玻色子和一个圈湮灭成两个规范玻色子相关联的费米子-反费米子对的树能级湮灭，并计算了暗物质粒子与质子耦合时暗物质粒子与电子的散射截面的极限，μ子或轻夸克来自于没有观测到太阳方向的过量中微子事件。我们发现，自旋相关的散射截面的限制，在某些情况下，比直接检测实验的限制。
2014-02-18 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino Topology Reconstruction at DUNE and Applications to Searches for Dark Matter Annihilation in the Sun
我们考虑了一种新的中微子能量和拓扑重建技术在DUNE。特别是，我们表明，当传入的中微子的方向是已知的，可以使用测量的方向传出轻子和强子粒子重建测量不佳的量，如强子级联能量。我们表明，这种替代技术产生的能量分辨率，这是目前的重建方法相媲美的总和测量的能量。作为一个概念的证明，我们应用这种新的重建方法在太阳中寻找暗物质湮灭。我们表明，使用来自轻子和强子相互作用产物的方向信息可以有效地拒绝背景并隔离信号，从而提供竞争敏感性。
2019-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Kaluza-Klein Dark Matter And Neutrinos From Annihilation In The Sun
在具有一个普适额外维度（UED）的模型中，超荷规范玻色子的第一个卡鲁扎-克莱因激发B^（1）和同位旋规范玻色子的中性分量W ^3（1）都是暗物质的候选者。在这两种情况下，这些粒子都被预测会在太阳的核心聚集，在那里它们会湮灭，产生一个潜在的可观测到的高能中微子流。在这篇文章中，我们计算了在这个模型中产生的中微子的通量，并确定了可以从当前的IceCube数据放置在UED参数空间的约束。对于B^（1）暗物质的情况，我们发现IceCube目前的极限比CDMS和XENON 10等直接暗物质探测实验的极限更强。对于W^3（1）暗物质，目前冰立方的数据提供了一个比直接探测实验稍弱的约束。此外，我们还介绍了IceCube/DeepCore在不久的将来可以探测的UED参数空间的投影区域，并将其与未来直接探测实验的前景进行比较。
2009-08-06 astro-ph.HE hep-ph
Searching for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Upgrade
本文计算了 IceCube Upgrade 对太阳中暗物质湮灭的探测灵敏度，发现其可检验超出直接探测实验范围的参数空间，并识别出两类有前景的暗物质模型作为搜寻目标。
2025-08-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dark Matter Disc Enhanced Neutrino Fluxes from the Sun and Earth
当盘星系形成在一个等级宇宙学中时，大质量的合并卫星优先被拖向盘平面。从这些卫星吸积的物质形成了一个暗物质盘，它贡献了太阳位置非旋转晕密度的0.25 - 1.5倍。在这里，我们显示的重要性，暗盘的间接暗物质探测中微子望远镜。先前对地球和太阳中WIMP湮灭产生的中微子通量的预测都假设银河系的暗物质是以高斯速度分布的球形分布，即标准的晕模型。虽然暗盘的局部密度与暗晕相当，但它在低速时的相空间密度更高，大大提高了太阳和地球的捕获率。对于典型的暗盘性质，来自地球的μ子通量比SHM增加了三个数量级，而对于太阳，增加了一个数量级。这大大增加了中微子望远镜在固定或约束WIMP模型参数时的灵敏度。来自地球的通量对暗盘的详细特性非常敏感，而来自太阳的通量则更加强大。来自暗盘的μ子通量的增强使得在地球中寻找WIMP湮灭的水平与在太阳中寻找WIMP质量< 100 GeV的水平相同。
2009-04-21 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The distribution of inelastic dark matter in the Sun
如果暗物质是由新的粒子组成的，这些粒子可能在与太阳中的原子核散射后被捕获，通过额外的散射热化，最后湮灭成可以在地球上检测到的中微子。如果暗物质非弹性散射成稍重的（$\mathcal{O} (10-100)$ keV）状态，则不清楚热化是否发生。一个问题是，从较低质量状态的向上散射可能在运动学上被禁止，此时热化过程有效地停止。由于向下散射，预计蒸发速率也会更大。在这项工作中，我们执行的捕获和热化过程的数值模拟，以研究的暗物质分布的演变。然后，我们计算和比较湮灭率与通常假设的麦克斯韦-玻尔兹曼分布。我们还检查捕获和湮灭之间的平衡是否达到，并发现这一假设肯定打破了探索的参数空间的一部分。我们还发现，蒸发引起的向下散射是不是有效地减少总的暗物质丰度。
2019-05-08 astro-ph.HE hep-ph
Neutrinos from Kaluza-Klein dark matter in the Sun
本文研究了太阳中Kaluza-Klein暗物质湮灭的间接中微子信号。特别是，我们研究了一个五维和六维模型，并允许的可能性，边界局域化的条款可能会影响光谱，以给出不同的最轻的卡鲁扎-克莱因粒子，这可能构成的暗物质。对于中微子的间接探测来说，感兴趣的暗物质候选者是U（1）规范玻色子的第一Kaluza-Klein模和SU（2）规范玻色子的中性分量。使用DarkSUSY和WimpSim软件包，我们计算μ子通量在地球上的中微子望远镜，如冰立方。对于五维模型，我们得到的结果与文献中先前提出的结果相当吻合，而对于六维模型，我们发现，在树级，结果与五维模型相同。最后，如果U（1）规范玻色子的第一个卡鲁扎-克莱因模式构成了暗物质，冰立方可以约束参数空间。然而，在SU（2）规范玻色子的中性分量是LKP的情况下，信号太弱而无法观察到。
2010-01-26 astro-ph.HE hep-ph
Probing Dark Matter Self-Interaction in the Sun with IceCube-PINGU
我们研究太阳内部暗物质的捕获、湮灭和蒸发。已经证明DM自相互作用可以增加太阳内部的DM数。我们证明，这种增强变得更加显着的小DM质量的制度，给定一个固定的DM自相互作用截面。这导致了DM湮灭产生的中微子通量的增强。另一方面，对于低至几个GeV的DM质量，不仅DM-核散射可以引起DM蒸发，DM自相互作用也提供了不可忽略的贡献。因此，DM蒸发的临界质量（通常为3 $\sim$ 4 GeV，没有DM自相互作用）可以稍微增加。以湮没通道$χχ\rightarrow τ^{+}τ^{-}, ν\barν$为例，讨论了在IceCube-PINDU中探测DM自相互作用的前景。对径迹事件和级联事件，估计了PINDU对DM自相互作用截面$σ_{χχ}$的敏感性。
2014-11-20 astro-ph.HE hep-ph
The Sun as a target for axion dark matter detection
提出探测暗物质轴子在太阳磁场中转换产生的射电辐射策略，证明近未来低频射电望远镜可触及质量 $m_a\lesssim 10^{-6}$ eV 的未探索参数空间。
2024-06-05 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
The Sun Can Strongly Constrain Spin-Dependent Dark Matter Nucleon Scattering Below the Evaporation Limit
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学）
本文研究了太阳对低质量自旋依赖暗物质核散射的限制作用，发现其观测可显著超越地球限制，尤其在0.2 GeV以下提供领先约束。
2026-03-04 astro-ph.HE hep-ph
High-Energy Neutrinos From Dark Matter Particle Self-Capture Within the Sun
被困在太阳内部的暗物质粒子湮灭产生的高能中微子的潜在通量被用来间接限制粒子暗物质。在大多数模型中，暗物质的相互作用很弱，但在几种情况下，已经提出了一种具有大截面的暗物质粒子与自身弹性散射的可能性。我研究的后果，这种暗物质自我相互作用的高能量中微子流量从湮灭在太阳内。这种自相互作用可以使光环中的暗物质通过散射之前在太阳内捕获的暗物质而被捕获在太阳内。在参数空间的可接受和可访问区域中，这种影响是不可忽略的。在参数空间的广阔区域中，可以实现预测的太阳高能中微子通量的百分之几十到几百的增强。在可行参数空间的极端区域中可以实现大到几百倍的增强。大的增强要求暗物质湮灭的截面相对较小，sigma*v <~ 10^-27 cm^3/s。这种现象很有趣。首先，自捕获对于地球来说可以忽略不计，因此暗物质的自相互作用破坏了太阳和地球中微子信号之间的对应关系。同样，原子核上散射截面的间接和直接探测限之间的对应关系也被自相互作用打破。这些破碎的对应性可能表明了强的暗物质自相互作用。在某些情况下，自俘获可以导致在参数空间的区域中可观察到的间接信号，在这些区域中，来自直接检测的对暗物质-核子截面的限制将指示不应该观察到这样的信号。
2009-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Super-Kamiokande Strongly Constrains Leptophilic Dark Matter Capture in the Sun
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）
利用超 Kamiokande 10 年数据，研究轻子偏爱暗物质在太阳中的捕获，并设定了比地面直接探测更严格的散射截面限制，暗物质质量低于 100 GeV 时截面低至 4×10^-41 cm^-2。
2026-05-14 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Dark Matter, Destroyer of Worlds: Neutrino, Thermal, and Existential Signatures from Black Holes in the Sun and Earth
暗物质可以被天体捕获，并在它们的中心积聚，形成一个暗物质的核心，它可以坍缩成一个小的黑洞，前提是湮灭率很小或为零。如果新生的黑洞足够大，它将成长为吞噬恒星或行星。我们计算了太阳和地球中暗物质积累的速率，并利用它们的持续存在对大质量非对称暗物质相互作用进行了新的约束。我们还确定并详细说明了破坏性较小的特征：一个新形成的黑洞可以小到足以通过霍金辐射蒸发，导致从地球发出的异常热流，或者在冰立方可观察到的来自太阳的高能中微子流。后者的签名是全新的，我们发现，它可能会覆盖大区域的参数空间，没有探测到任何其他方法。
2021-05-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Bremsstrahlung signatures of dark matter annihilation in the Sun
太阳中马约拉纳暗物质与一对轻费米子的非相对论湮灭是手征性抑制的。由于韧致辐射使手征性抑制松弛，所以湮灭到三体终态$\ell^+f^-V$（其中$V=W,Z,γ$、$\ell$和$f$是轻费米子（可能是相同的））成为主导。我们评估中微子光谱的来源，包括自旋和螺旋度依赖的影响，并评估每个显着的韧致辐射通道在冰立方/深芯的可探测性。我们还展示了如何结合灵敏度的暗物质-核子散射截面在个别渠道，因为通常有几个渠道的模型作出贡献。
2012-10-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
On the Role of Neutrinos Telescopes in the Search for Dark Matter Annihilations in the Sun
对来自太阳的GeV中微子的观测将是暗物质的明确信号。然而，目前的中微子探测器到目前为止未能探测到这样的信号，直接和间接暗物质搜索的界限可能会大大限制在未来的实验中观察到它的可能性，如Hyper-Kamiokande或IceCube-Gen 2。在这项工作中，我们评估目前的数据和预期的实验灵敏度，在太阳中的暗物质湮灭的中微子信号的检测前景。为了尽可能地具有一般性，在我们的分析中，没有假设太阳中的捕获率和湮灭率之间的平衡;相反，暗物质散射和湮灭截面被视为自由和独立的参数。我们考虑通过自旋相关和自旋无关的相互作用捕获，并湮灭成三个代表性的最终状态：$b\bar b$，$W^+W^-$，和$τ^+τ^-$。我们发现，当太阳中的捕获是由自旋独立的相互作用，目前的直接检测界限已经排除了中微子信号的观测在未来的实验。对于通过自旋相关相互作用捕获，在未来的中微子探测器和计划中的直接和间接暗物质探测实验（如PICO-500和CTA）之间，在大多数参数空间上观察到很强的互补性。在这种情况下，我们还确定了参数空间的一些区域，这些区域只能通过未来的中微子实验通过来自太阳的中微子通量进行探测。
2017-10-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Probing Light Dark Matter via Evaporation from the Sun
太阳可以捕获暗物质粒子，其捕获速率取决于暗物质质量和DM-核子截面。然而，当质量低于$\sim 3.3$ GeV时，被捕获的暗物质粒子会蒸发，导致一个平衡，其中被捕获粒子的速率等于蒸发粒子的速率。与来自晕的暗物质粒子不同，蒸发的暗物质粒子的速度不限于低于星系的逃逸速度。尽管事实上，高速度呈指数抑制，我在这里证明，目前的地下探测器有可能探测/约束低暗物质参数空间（不）-观察从太阳蒸发的暗物质粒子的高能量尾巴。我还表明，在地球上的探测器的反冲能量计数的微分率的函数形式，可以精确地识别在这种情况下的暗物质粒子的质量和横截面。
2015-06-13 hep-ph
Annihilation of NMSSM neutralinos in the Sun and neutrino telescope limits
我们在NMSSM的框架下研究了中性伴子暗物质，对其参数空间进行了扫描，并计算了中性伴子在太阳中的俘获和湮灭率。根据中性伴子含量及其主要湮灭通道，讨论了在中微子实验中寻找中性伴子暗物质的前景。我们直接从中微子望远镜的太阳湮灭率上限重新计算了中性子-质子弹性截面的上限。该方法与μ子通量极限下的重算方法相比，具有不依赖于实验细节、重算系数对各种WIMP暗物质模型具有通用性等优点。我们得到90%的c.l.根据Baksan地下闪烁望远镜的结果得出的中性子质子截面的上限。
2010-06-18 astro-ph.HE hep-ph
On the Oscillation of Neutrinos Produced by the Annihilation of Dark Matter inside the Sun
被太阳捕获的暗物质粒子的湮灭可以导致在中微子探测器中可观察到的中微子通量。考虑到这些暗物质粒子是非相对论性的，如果一对暗物质湮灭为一对中微子，中微子的光谱将是单色的。我们表明，在这种情况下，即使在太阳内部的生产点平均后，振荡概率的振荡项不平均为零。这导致了有趣的可观察到的特征的μ子轨道事件的数量的年度变化。我们表明，由于太阳内部的暗物质的热分布的光谱涂抹太小，洗出这种变化。指出了利用中微子望远镜测量μ子径迹数的年变化来研究暗物质湮灭产生的中微子初始味成分的可能性。
2010-06-14 hep-ph
Search for muon signal from dark matter annihilations in the Sun with the Baksan Underground Scintillator Telescope for 24.12 years
我们提出了一个新的数据集分析的中微子实验在Baksan地下闪烁望远镜的μ子能量阈值约1 GeV的最长曝光时间对太阳。为了寻找太阳中心暗物质粒子自湮灭的信号，我们使用了一个更新的向上贯穿的μ子样本，寿命为24.12年。在测量的μ介子中，相对于来自大气起源的中微子的预期背景，没有发现可观测到的过量。我们提出了一个改进的数据分析程序，并详细描述它。我们将90\%C. L.对太阳中暗物质湮灭产生的中微子和μ子通量、相应的湮灭率和质子弹性散射的截面给出了新的上限。
2013-09-12 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Constraints and Projections for Millicharged Dark Matter in the Sun with Water Cherenkov Neutrino Detectors
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；The Oskar Klein Centre for Cosmoparticle Physics（奥斯卡·克莱因宇宙粒子物理中心）
研究利用水切伦科夫探测器（Super-Kamiokande和Hyper-Kamiokande）搜索太阳中捕获的微电荷暗物质湮灭产生的中微子，在轻质量区域（5-28 GeV）补充IceCube的约束，并将暗物质丰度下限压低至约5×10⁻⁶。
2026-06-08 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Time Dependent Dark Matter Signals from the Sun
被太阳捕获的暗物质粒子在太阳外通过湮灭成为亚稳态介质而产生高能电子。由于天基探测器的轨道运动，天基实验观测到的相应宇宙射线电子信号将是时间依赖的。给定探测器的轨道信息，这种时间依赖性的形状是可以预测的。由于高能量CR电子（能量E>100 GeV）通量预计在时间上是恒定的，因此可以使用未观察到这种时间变化来对DM湮灭截面设置上限。我们分析了AMS-02、DAMPE和CALET三个天基实验中暗物质宇宙线信号的时间依赖性。在没有观察到时间依赖信号的假设下，我们推导出95% C.L.从当前数据中排除对信号强度的限制。我们将我们的限制映射到暗光子模型的参数空间，并发现这些限制与超新星SN 1987 A的限制相当。
2022-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Isospin-Violating Dark Matter and Neutrinos From the Sun
在一类暗物质-核子自旋无关相互作用破坏同位旋对称性的理论中，我们研究了通过太阳中心湮灭的中微子通量间接探测暗物质。我们指出，当氙等重靶的直接探测边界被削弱并与DAMA和CoGeNT实验中的正信号相一致时，如果湮灭是由重夸克或$τ$ -轻子末态主导的，那么中微子望远镜的间接探测会对这种解释施加相对较强的约束并带来张力.因此，符合条件的违反同位旋的暗物质候选者必须优先湮灭为轻物质。
2011-06-20 hep-ph
Neutrino telescope searches for dark matter in the Sun
本文简要回顾了利用太阳高能中微子研究暗物质的一些最新进展和未来发展方向。这包括能够重新铸造中微子望远镜限制核散射的暗物质任意新的理论，和新的计算太阳大气背景相关的搜索。我还谈到了新物理学在全球搜索中的应用，以及改进太阳中非对称暗物质搜索的前景。
2017-10-14 astro-ph.CO hep-ph
Asymmetric Dark Matter in the Sun: A Multicomponent Perspective
提出在太阳等天体中存在多个暗物质候选者时，重暗物质通过隐藏扇区湮灭为不对称暗物质的新机制，显著改变了中微子探测器的暗物质湮灭通量与μ子通量，并用标度参数量化了该影响。
2025-04-06 astro-ph.SR hep-ph
On the Minimum Dark Matter Mass Testable by Neutrinos from the Sun
我们讨论了一个限制提取边界上的散射截面的暗物质与核子，从太阳中微子。如果暗物质粒子足够轻（小于约4 GeV），蒸发的影响是不可忽略的，捕获过程与蒸发平衡。在这个制度下，通量的太阳中微子的暗物质起源成为独立的散射截面，因此没有约束可以放置在it.We找到的最小值的暗物质质量的散射截面的核子可以探测使用来自太阳的中微子。我们还提供了简单而准确的拟合函数的所有相关过程的GeV尺度的暗物质在太阳。
2013-07-08 astro-ph.CO hep-ph
$ν$ limits from Super-Kamiokande on dark matter-electron scattering in the Sun
该研究利用 Super-Kamiokande 的大气中微子测量，对太阳内暗物质–电子散射及俘获湮灭设定严格截面限制，并评估 Hyper-K 的未来灵敏度。
2025-03-10 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino constraints on inelastic dark matter captured in the Sun
本文研究太阳捕获的非弹性暗物质湮灭产生的中微子，发现大型地下中微子实验（如DUNE）在特定参数空间（轻夸克通道）比直接探测更灵敏，为探测此类暗物质提供新途径。
2023-08-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Non-standard interactions and neutrinos from dark matter annihilation in the Sun
本文分析了非标准中微子相互作用（NSI）对太阳中暗物质湮灭中微子信号的影响。以实验允许的基准值的物质NSI参数，我们表明，这种中微子的能量在GeV尺度的演变可以大大修改。我们模拟了中微子从太阳到地球的传播，为现实的暗物质湮灭通道，并发现，物质NSI可以导致最多30%的修正，在中微子望远镜的μ子径迹事件的信号率。仍然是目前的实验界暗物质从这些搜索是强大的NSI的存在下，在相当大的一部分，其允许的参数空间。与此同时，太阳中暗物质湮灭产生的电子中微子通量可以改变几倍。
2018-02-16 hep-ph
A search for dark matter cosmic-ray electrons and positrons from the Sun with the Fermi Large Area Telescope
我们使用7年的电子和正电子费米-LAT数据，以寻找一个可能的过剩在太阳的方向上的能量范围从42 GeV到2 TeV。在没有一个积极的信号，我们推导出通量上限，我们用它来约束两个不同的暗物质（DM）模型产生$e^+ e^-$通量从太阳。在第一种情况下，我们考虑DM模型被捕获的太阳，由于弹性散射和湮灭成$e^+ e^-$对通过长寿命的光介质，可以逃脱太阳。在第二种情况下，我们考虑的模型，而不是DM密度增强周围的太阳通过非弹性散射和DM直接湮灭成$e^+ e^-$对。在这两种情况下，我们都进行了最佳分析，专门搜索每种情况下预期的能量谱，即，分别为盒状和线状光谱。没有发现明显的信号，我们可以在从$10^{-46}~cm^2$到$10^{-44}~cm^2$的范围内对自旋无关的截面进行限制，并在从$10^{-43}~cm^2$到$10^{-41}~cm^2$的范围内对自旋相关的截面进行限制。在非弹性散射的情况下，横截面的极限在从$10^{-43}~cm^2$到$10^{-41}~cm^2$的范围内。极限取决于介质的寿命（弹性情况）和质量分裂值（非弹性情况），以及对行星际磁场中电子和正电子偏转大小的假设。
2019-12-19 astro-ph.HE hep-ph
Gravity-Mediated Dark Matter Annihilation in the Randall-Sundrum Model
暗物质的观测证据源于它的引力相互作用，到目前为止还没有证据表明暗物质通过其他方式相互作用。我们研究的模型中，暗物质的相互作用是纯粹的引力在兰德尔Sundrum的背景。特别是，从扭曲的第五维产生的卡鲁扎-克莱因塔引力子可以提供可行的湮灭通道到标准模型的最终状态，我们发现，我们可以实现的湮灭截面，$\left< σv \right>$，这是与自旋1暗物质的情况下观察到的遗迹丰度一致的值。我们研究这些模型采用当前的光子线和连续间接暗物质搜索的约束，并评估狩猎的信号，这些模型在未来的直接和间接探测实验的前景。
2017-10-12 hep-ph
The Sun as a sub-GeV Dark Matter Accelerator
进入太阳的次GeV晕暗物质可能会从热的太阳核上散射，并以比其进入速度快得多的速度喷射出去。考虑到太阳的温度和不透明度，我们推导出这些反射粒子的速率和速度分布的表达式。我们进一步证明，未来的直接探测实验可以使用这些高能反射粒子探测光暗物质的参数空间，不能通过普通的晕暗物质访问。
2018-04-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
The dark matter density at the Sun's location
我们推导出的暗物质密度在太阳的位置（rho_0）没有全球质量建模的银河系的值。所提出的方法依赖于离心平衡的局部方程，并且独立于i）暗物质密度轮廓的形状，ii）从星系中心到维里半径的旋转曲线的知识，以及iii）凸起/盘/暗晕质量分解的不确定性和非唯一性。结果可以用解析形式给出。它明确地包括对相关观测量的依赖性，并考虑到它们的不确定性。通过采用这些参考的最新值，我们发现rho_0 = 0.43（11）（10）GeV/cm 3，其中引用的不确定性分别是由于太阳位置的圆速度的斜率和该半径与恒星指数薄盘的长度尺度之间的比率的不确定性。我们得到一个可靠的估计rho_0，此外，准备考虑到任何未来的变化/改进的措施，它依赖于观测量。
2010-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Neutrinos from cosmic ray interactions in the Sun
撞击太阳大气层的宇宙射线会产生中微子，这些中微子在太阳中相互作用并振荡，并在前往地球的途中振荡。这些中微子有可能被中微子望远镜探测到，并将成为从太阳中的暗物质湮灭中寻找中微子的背景。我们计算了太阳中这些宇宙射线相互作用产生的中微子通量，并研究了地球上探测器附近产生μ子的相互作用。我们比较这两个经常地球大气中微子和太阳中的暗物质湮灭的信号的背景。我们的计算是基于事件的蒙特卡罗方法，应该是适合作为实验合作的模拟工具。我们的程序包与本文一起公开发布。
2017-07-10 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter in supersymmetric models with axino LSP in Randall-Sundrum II brane model
研究了RSII膜模型中的轴子暗物质假说。在CMSSM的框架内，我们假设最轻的中性伴子或Stau是NLSP，而轴伴子的产生只有NLSP衰变的一个贡献。我们发现轴子在宇宙中可以扮演暗物质的角色，并确定了不同的五维普朗克质量值下的轴子质量。对于后者，得到了一个上界
2008-05-05 hep-ph
Isospin-Violating Dark Matter in the Sun
我们考虑研究自旋独立的同位旋破坏暗物质-核子相互作用与太阳中暗物质湮灭的中微子的前景，重点是IceCube/DeepCore（IC/DC）。如果暗物质-核子相互作用是同位旋破坏的，IC/DC在自旋无关截面中的范围可能与当前的直接探测实验竞争，用于大范围的暗物质质量。我们还比较了IC/DC的灵敏度，下一代氩，锗，氖和氙为基础的探测器。
2011-09-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Asymmetric capture of Dirac dark matter by the Sun
如果能在太阳中捕获大量来自星系晕的暗物质，那么太阳模型目前存在的问题可能会得到缓解。我们讨论的情况下，暗物质是狄拉克费米子和背景晕由等量的暗物质和反暗物质的捕获过程。通过考虑的情况下，暗物质和反暗物质有不同的横截面上的太阳核，以及捕获过程被认为是一个泊松过程的情况下，我们发现，一个显着的不对称性之间的捕获的暗粒子和反粒子是可能的，即使在预期的范围内的湮灭横截面的热遗迹暗物质。由于在大范围的参数空间中，捕获的粒子数量与非对称暗物质模型具有竞争力，因此可以预期狄拉克暗物质的捕获会改变太阳物理学。因此，有可能在这些类型的模型中寻找太阳组成问题的解决方案。
2015-08-19 hep-ph
The dark matter self-interaction and its impact on the critical mass for dark matter evaporations inside the sun
我们研究太阳内部暗物质的捕获、湮灭和蒸发。已经证明DM自相互作用可以增加太阳内部的DM数。我们证明，这种增强变得更加显着的小DM质量的制度，给定一个固定的DM自相互作用截面。这导致了DM湮灭产生的中微子通量的增强。另一方面，对于低至几个GeV的DM质量，不仅DM核散射可以导致DM蒸发，DM自相互作用也提供了不可忽略的贡献。因此，DM蒸发的临界质量（在没有DM自相互作用的情况下通常为3 ~ 4GeV）可以略微增加。我们以湮没通道$χχ\rightarrowν\barν,\:τ^{-}τ^{+}$为例，讨论了在IceCube- PINGU中探测DM自相互作用的前景。对径迹和级联事件，估计了PINDU对DM自相互作用截面$σ_{χχ}$的敏感性。
2014-12-21 hep-ph
Asymmetric dark matter and the Sun
具有物质-反物质不对称性的冷暗物质粒子在被太阳引力捕获后不会湮灭，并且会影响其内部结构。当这些粒子具有正确顺序的自相互作用来解释星系尺度上的结构形成时，捕获率呈指数级增强。一个质量为5 GeV的“暗重子”是一个自然的候选者，如果它的不对称性与普通重子相似，它就具有所需的遗迹丰度。我们表明，这样的粒子可以解决“太阳组成问题”。预测的低能中微子通量的小幅下降可以通过Borexino和SNO+实验来测量。
2010-06-01 hep-ph
Detecting Boosted Dark Matter from the Sun with Large Volume Neutrino Detectors
我们研究了新的方案，热暗物质（DM）可以有效地捕获在太阳和湮灭到助推暗物质。在具有半零化DM的模型中，DM具有非最小稳定对称性，或者在具有多分量DM扇区的模型中，DM的零化可以产生具有适度洛伦兹增强的稳定暗扇区粒子。我们调查这两种可能性，提出具体的模型作为概念的证明。这两种方案都可以产生质量为O（1）-O（100）GeV的可行热遗迹DM。利用高能质子反冲时，所产生的助推DM散射关闭的物质，我们提出了一种检测策略，使用大体积的地面探测器，如那些设计用于检测中微子或质子衰变。特别是，我们提出了一个搜索质子轨道指向太阳。我们专注于基于切伦科夫辐射的探测器的信号，如超级神冈（SK）及其升级的超级神冈（HK）。我们发现，与自旋相关的散射作为主要的DM-核相互作用在低能量下，提升DM可以留下可检测的信号在SK或HK，与DM直接检测实验的灵敏度相媲美，同时与当前的限制是一致的。我们的研究提供了一个新的搜索路径DM部门与非最小结构。
2014-10-20 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Leptophilic Dark Matter in Direct Detection Experiments and in the Sun
暗物质主要与轻子而不是核物质相互作用，最近引起了人们的极大兴趣。在这次演讲中，我们将研究在直接探测实验和寻找太阳中暗物质湮灭为中微子的实验中，这种“亲轻子暗物质”所预期的信号。在一个模型无关的框架中，我们计算了不同散射过程的预期相互作用率，包括原子电子壳层的弹性和非弹性散射，以及原子核的环诱导散射。在最后一种效应占主导地位的情况下，亲轻子暗物质无法与传统的WIMP区分开来。另一方面，如果电子壳层的非弹性散射占主导地位，则直接探测实验中的预期事件谱是不同的，并且将提供不同的信号。然而，我们发现DAMA和/或CoGeNT中的信号不能通过调用亲轻子DM来解释，因为预测和观察到的能谱不匹配，并且因为来自太阳的中微子束缚。
2010-11-05 hep-ph
A Solar System Test of Self-Interacting Dark Matter
暗物质（DM）自相互作用对太阳和地球中DM的引力捕获的影响不同，这是两个势阱中碰撞的不同运动学的简单结果：太阳中自相互作用的主导效应是提供额外的捕获通道，而地球中的主导效应是喷射先前捕获的DM。我们指出，这个简单的观测可以用来推断DM自相互作用的存在，通过比较的DM引力束缚在太阳和地球的湮灭率。我们计算太阳和地球湮灭通量DM与自旋无关的核横截面和热湮灭横截面，并证明，对于直接检测允许的横截面，自相互作用可以很容易地抑制预期的地球通量的多个数量级。这种抑制是潜在的显着的，即使是自相互作用截面的数量级低于子弹星系团的界限，使这个太阳系的比较领先的测试暗物质自相互作用。此外，我们认为热化的捕获DM人口与核的捕获机构的一些细节，占核和自我相互作用，并指出一些相应的和广泛适用的考虑。
2019-06-12 astro-ph.HE hep-ph
Form factors for dark matter capture by the Sun in effective theories
在自旋为1或0的重粒子介导的等势和等矢量暗物质-核子相互作用的有效理论中，暗物质与核的散射可以产生8种同位素相关的核响应函数.通过数值壳层模型计算，计算了太阳中16种丰度最高的元素H，$^{3}$ He，$^{4}$ He，$^{12}$ C，$^{14}$ N，$^{16}$ O，$^{20}$ Ne，$^{23}$ Na，$^{24}$ Mg，$^{27}$ Al，$^{28}$ Si，$^{32}$ S，$^{40}$ Ar，$^{40}$ Ca，$^{56}$ Fe，$^{58}$ Ni的8种核响应函数。我们使用我们的响应函数来计算暗物质捕获率由太阳的所有等辐射和等矢量暗物质-核子有效的相互作用，包括几个运营商以前考虑的暗物质直接检测。我们详细研究了捕获率对特定的暗物质-核子相互作用算子的依赖关系，以及对太阳中不同元素的依赖关系。我们发现，到目前为止被忽视的动量依赖的暗物质耦合到核矢量电荷给出了一个更大的贡献比常数自旋依赖的相互作用通常包括在暗物质搜索中微子望远镜的捕获率。我们的研究为暗物质诱导的太阳中微子信号的模型无关分析奠定了基础。在这项研究中获得的核响应函数在附录中列出的解析形式，准备在其他项目中使用。
2016-10-19 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Non-Standard Dark Matter-Nucleon Interactions with IceCube
暗物质粒子被太阳的原子核散射后，会被太阳的引力捕获，在太阳的核心聚集，然后湮灭成标准模型粒子。位于南极的冰立方中微子天文台可以探测到这些湮灭产生的中微子。由于这些中微子的不可观测性，标准的自旋相关和自旋无关的暗物质-核子散射截面受到了限制。在此基础上，我们给出了暗物质-核子相互作用（包括速度和动量相关的相互作用）的非相对论有效理论的耦合常数的上限.
2021-07-22 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Neutrino constraints to scotogenic dark matter interacting in the Sun
辐射跷跷板模型除了产生中微子质量外，还具有提供暗物质候选者的吸引人的特性。在这里，我们提出了一个研究的中微子信号的湮灭暗物质粒子已被引力捕获在太阳中，在暗生模型的框架。我们计算预期的事件发生率在冰立方探测器在其86串配置。由于费米子暗物质不积累在太阳中，我们研究标量暗物质的情况下，扫描参数空间。由于两个中性标量分量之间的自然小质量分裂，与核子的非弹性散射过程可以发生。我们发现，对于小质量分裂，该模型产生非常高的事件率。如果IceCube的详细分析可以排除这些参数点，我们的发现可以转化为模型中标量耦合之一的下限。对于较大的质量分裂，只需要考虑弹性情况。我们发现，在这种情况下，XENON1T限制排除了所有具有足够大的事件发生率的点。
2021-05-12 hep-ph
Compact Halo around the Sun Accreted after Dark Matter Dissipative Self Interaction
如果暗物质粒子由于其耗散的自散射而减速，除了在星系尺度上下沉以加速结构形成外，它还可以吸积到太阳等局部天体上，形成致密的晕。在一些简化的假设下，我们建立了基于椭圆轨道配分函数的Boltzmann方程组，并数值求解了吸积过程。我们发现轨道运行的暗物质粒子将在太阳周围形成一个晕，其密度分布在很宽的半径范围内与$r^{-1.6}$成正比。在地球周围，这种局部晕的贡献总是比银河系分量低几个数量级，而在以太阳为中心的一个很小的区域内，下沉的暗物质粒子可以导致比背景银河系分量大几个数量级的晕密度，特别是在小减速速度和大截面的参数区域内，这仍然符合当前的限制。这种潜在的暗物质局部晕具有显著的增强密度，如果存在相应的通道，将是一个非常有趣的暗物质间接探测源，作为例子，我们详细讨论了太阳方向γ射线谱的可能性。
2020-05-28 astro-ph.SR hep-ph
Dark matter in the solar system II: WIMP annihilation rates in the Sun
我们计算了太阳中弱相互作用大质量粒子（WIMP）的湮灭率随其质量和弹性散射截面的变化。湮灭的副产品之一，μ子中微子，可能会被下一代中微子望远镜观测到。先前对湮灭率的估计假设来自银河系暗晕的任何WIMP被太阳核的弹性散射捕获，并在太阳中迅速达到热平衡。我们表明，太阳的光学深度WIMP和行星的引力都有助于降低湮灭率低于这些估计。虽然我们发现，即将到来的km^3级中微子望远镜对~100 GeV WIMP的灵敏度与之前的估计几乎没有变化，但这些实验对~10 TeV WIMP的灵敏度可能比标准计算所建议的要低一个数量级。湮灭率的新估计将指导未来的实验设计，并改善从中微子事件率到WIMP参数空间的映射。
2009-02-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
On the evolution process of two-component dark matter in the Sun
介绍了太阳中暗物质在两组分暗物质（2DM）情况下的演化过程。考虑了质量大于1 GeV的两种DM物质$χ$和$ξ$。在这幅图中，这两种物质都可以通过DM核散射和DM自散射（例如$χχ$和$ξξ$碰撞）被太阳捕获。此外，由于$χ$和$ξ$碰撞引起的非均匀自散射在任何2DM模型中基本上是可能的。这种新引入的散射自然地编织了两个DM物种的进化过程，这两个DM物种被认为是独立进化的。此外，异质自散射相互增强了DM在太阳中被捕获的数量。这种效应在宽范围的DM质谱中显著存在。我们已经研究了这种现象及其对太阳捕获DM湮灭率的影响。当两个质量接近时，这将是DM间接检测的关键。研究了太阳中2DM演化的一般形式及其运动学。
2018-04-04 hep-ph
Radio-frequency Dark Photon Dark Matter across the Sun
暗光子作为超轻暗物质的候选者，可以通过动力学混合与标准模型粒子相互作用。我们建议利用射电望远镜和太阳观测来寻找超轻暗光子暗物质。暗光子暗物质可以在太阳大气层的最外层区域，即日冕中有效地转换成光子，在那里光子的等离子体质量接近暗光子静止质量。由于强烈的共振转换，并受益于太阳和地球之间的短距离，射电望远镜可以在$4 \times 10^{-8} - 4\times 10^{-6} \, \rm{eV}$的质量范围内领先暗光子搜索灵敏度，对应于频率$10 - 1000 \, {\rm MHz}$。作为一个有希望的例子，运行中的射电望远镜LOFAR可以在1（100）小时的太阳观测内达到动力学混合$ε\sim 10^{-13}$（$10^{-14}$）。未来的实验SKA第1阶段可以通过$1$小时太阳观测达到$ε\sim 10^{-16} - 10^{-14}$。
2021-04-20 astro-ph.SR hep-ph
