Dark photon dark matter from charged inflaton
我们提出了一个在暴胀过程中产生矢量暗物质的方案，其中包含一个复杂的暴胀子场，该暴胀子场在暗规范场下带电，并且具有对称性破缺势。当暴胀子场滚向全局最小势能时，暗光子变得巨大，其质量可以大于暴胀期间的哈勃尺度。所产生的暗光子的量子涨落的累积能量给出了观测到的暗物质的遗迹密度，其参数范围很广。根据参数的不同，横模或纵模或它们的组合可以产生观测到的暗物质遗迹能量密度。
2020-11-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
New Limits on Charged Dark Matter from Large-Scale Coherent Magnetic Fields
我们研究了带电的暗物质与磁化的螺旋星系星际介质（ISM）的相互作用。对于所观察到的有序分量的字段，$B\sim μ$ G，我们发现，累积的洛伦兹之间的相互作用的带电粒子和ISM将提取一个订单单位分数的磁盘角动量在几个Gyr银河寿命，除非$q/e \lesssim 10^{-13\pm 1}\,m\,c^2/$ GeV，如果所有的暗物质是带电的。如果暗物质中只有质量分数为$f_{\rm qdm}\gtrsim0.13$的物质是带电的，那么这个束缚就会被$f_{\rm qdm}^{-1/2}$因子削弱。这里$q$和$m$是暗物质粒子的质量和电荷。如果$f_{\rm qdm}\approx1$，则该界限不包括通过$m \lesssim$ TeV/ $c^2$的冻结机制产生的带电暗物质。这个由银河系参数得到的关于$q/m$的界限是粗略的，并不是基于任何精确的经验检验。然而，这一界限非常强，应能激发进一步的工作，以便更好地模拟带电暗物质与星系和星系团中有序和无序磁场的相互作用;根据对角动量交换的更好估计，对带电暗物质的存在进行精确的测试;也更好地理解带电暗物质如何改变磁场的增长，以及星系、星系群和星系团的形成和相互作用的历史。
2019-08-14 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Dipole Moment Bounds on Dark Matter Annihilation
我们考虑简化模型的限制，其中标量暗物质湮灭轻带电轻子通过交换带电介质。我们发现，圈图将有助于纠正轻带电轻子的磁和电偶极矩，这些修正的实验约束放置在暗物质湮灭截面的显着界限。特别是，湮灭到具有可观察到的截面的电子将被排除，而湮灭到μ子仅在主要贡献来自CP破坏相互作用时才被允许。
2013-09-15 astro-ph.CO hep-ph
10 years of dark atoms of composite dark matter
在2005年，谢尔登·霍霍提出了他的邪恶模型，为复合暗物质的设想开辟了道路，在这种设想中，束缚在中性原子中的重的、稳定的带电粒子扮演着暗物质候选者的角色。虽然新的稳定的单带电粒子，与普通电子形成氢的异常同位素的一般问题，最终被证明是无法解决的，但这种情况刺激了复合暗物质模型的发展，可以避免异常同位素过量生产的麻烦。在最简单的情况下，复合暗物质可以由-2带电粒子组成，在OHe暗物质模型中，它们通过普通库仑相互作用与原初氦结合。讨论了该模型的优点和存在的问题。
2015-12-03 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
Dark Atoms and Puzzles of Dark Matter Searches
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定形式的物质组成的。它们的稳定性反映了微观世界的对称性，宇宙学暗物质的候选粒子是具有新的守恒量子数的最轻粒子。暗物质候选者可能出现在新的夸克和轻子族中，如果它们隐藏在难以捉摸的“暗原子”中，那么新的稳定带电轻子和夸克的存在是可能的。这种可能性受到轻元素异常同位素的限制，在预测稳定双电荷粒子的情况下并不排除。在这些场景中，过量的-2带电粒子与原始氦结合在O-氦“原子”中，保持了暗物质特定的核相互作用形式，这可能为直接寻找暗物质的难题提供一个有趣的解决方案。
2014-02-02 astro-ph.CO hep-ph
Confronting dark fermion with a doubly charged Higgs in the left-right symmetric model
通过在粒子谱中引入一对类矢量偶线，在左右对称框架下研究了费米子暗物质。DM的稳定性通过完整的$\mathcal{Z}_2$对称性来确保。我们探索的参数空间的模型兼容所观察到的文物密度和直接和间接的检测截面。带电暗费米子的存在为LHC和ILC的双电荷希格斯信号开辟了一个有趣的可能性。在多轻子末态中分析了双电荷标量衰变到暗区的信号，并选择了几个与DM观测一致的代表性参数。
2022-02-23 hep-ph
Infrared Freeze-In of Magnetic Dipole Dark Matter
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
本文提出了一种通过红外冻结机制产生亚GeV磁偶极子暗物质的新方法，并探讨了其在宇宙学和天体物理中的应用。
2025-12-08 astro-ph.CO hep-ph
Charged Planckian Interacting Dark Matter
冷暗物质（CDM）的极小模型是一种只有引力相互作用的非常大质量的粒子，也称为普朗克相互作用暗物质（PIDM）。在这里，我们考虑一个完整的$U(1)$规范对称性的PIDM框架的扩展下，PIDM是收费的，但仍然只引力耦合到标准模型（SM）。与“隐藏的带电暗物质“相反，带电的PIDM永远不会与SM达到热平衡。暗区是由重新加热时的引力相互作用引起的冻结而形成的。如果暗精细结构常数$α_D$大于约$10^{-3}$，则暗扇区在其自身内热化，并且通过在暗扇区中冻结而进一步修改PIDM丰度。有趣的是，与不带电的PIDM相比，这大大降低了最终丰度对再加热温度的依赖性。暗区的热化是由非弹性辐射过程驱动的，并受到Landau-Pomeranchuk-Migdal效应的影响。观察到的CDM丰度可以在从弱到GUT尺度的宽质量范围内获得，并且对于现象上有趣的耦合$α_D\sim 10^{-2}$。由于不同的热历史，带电的PIDM可以区分从“隐藏的带电暗物质“通过更精确的测量的中微子物种的有效数量$N_{\rm eff}$。
2018-10-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dirac dark matter with a charged mediator: a comprehensive one-loop analysis of the direct detection phenomenology
我们分析了一个玩具模型的直接检测信号，该模型由一个狄拉克暗物质粒子通过标量介质耦合到一个标准模型费米子。在所有的情况下，暗物质粒子都是通过一个圈引起的电磁矩和电弱矩，以及通过希格斯玻色子的一个圈交换，从核子上散射出去的。此外，根据模型的细节，散射也可以通过标量介体的交换在树的水平上介导，或者通过胶子-胶子相互作用在一个回路上介导。我们表明，热产生的暗物质粒子，从LUX实验对这些方案的电流限制是非常强的，即使是暗物质耦合到轻子。我们还讨论了XENON 1 T和达尔文的未来前景，我们认为，多吨氙探测器将能够探测几乎整个参数空间的模型与热生产和微扰性一致。我们还简要讨论了我们的结果的银河系GeV过剩的暗物质解释的影响。
2015-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Hidden Charged Dark Matter and Chiral Dark Radiation
鉴于最近在哈勃常数$H_0$和结构增长率$σ_8$中可能存在的普朗克测量与其他测量之间的紧张关系，我们研究了一个暗荷暗物质（DM）模型，其中DM与暗手征费米子相互作用，暗手征费米子在暗SU（N）和U（1）规范相互作用下带电.这个模型中的对称性保证了这些费米子是无质量的。该模型中的DM是一个狄拉克费米子，在SU（N）下是单态，在U（1）规范对称性下也是带电的，通过它可以与手征费米子相互作用。在SU（N）的约束标度以下，隐夸克凝聚自发地破坏U（1）规范对称性，使得仍然存在离散对称性，这解释了DM的稳定性。这种凝聚也打破了这个模型中的味道对称性，与这种味道对称性相关的南武-戈德斯通玻色子出现在限制尺度之下。隐U（1）规范玻色子和隐夸克/南武-戈德斯通玻色子是暗辐射（DR）在禁闭尺度以上/以下的组成部分。这些光场使中微子的有效数量增加了$δN_{\rm eff}\simeq 0.59$，超过了$N=2$的限制尺度，如果限制尺度是$\lesssim 1$ eV，则解决了普朗克和哈勃太空望远镜测量哈勃常数时的紧张局势。DM和DR通过U（1）规范相互作用持续相互散射，抑制了物质功率谱，导致较小的结构生长速率。DM扇区耦合到标准模型扇区通过交换一个真正的单重标量混合与希格斯玻色子，这使得有可能探测我们的模型在DM直接检测实验。该模型的变体也进行了讨论，这可能会提供替代方法来调查这种情况。
2017-09-20 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter and spin-1 milli-charged particles
超越标准模型的新物理学方案预测了毫带电粒子的存在。到目前为止，文献中只考虑了自旋为1/2和自旋为0的毫荷电粒子，忽略了自旋为1的有趣情况。提出了一个大质量毫荷电矢量粒子的极小幺正可重整模型。幺正性要求这些粒子是非阿贝尔自发破缺规范对称性的规范玻色子。最小的情况下，然后由一个扩展的标准模型规范群$SU(2)_L \times U(1)_Y \times SU(2)_D$连同一个$SU(2)_D$暗希格斯玻色子负责对称性破缺的黑暗部门。通过强制暗希格斯多重态具有非零毫超荷，稳定的毫荷自旋1场产生，从而提供潜在的暗物质候选者。我们分析了这种情况下的现象学约束，并讨论其影响。
2015-08-14 hep-ph
Determination of the sensitivity of the DEAP-3600 experiment to supermassive charged gravitinos
AstroCeNT, Nicolaus Copernicus Astronomical Center of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院尼古拉·哥白尼天文中心）
研究Planck质量带电引力子暗物质在DEAP-3600实验中的探测可行性，分析其可能的信号事件拓扑结构。
2026-04-23 astro-ph.CO hep-ph
Double charged heavy constituents of dark atoms and superheavy nuclear objects
我们考虑复合暗物质模型，假设在$O$ He原子中，稳定的带电粒子$-2$与原初氦核通过库仑力结合。我们研究捕获的暗原子的物质，并提出了存在稳定的$O$富集超重核和$O$ -nuclearites，其中重$O$ -暗物质费米子与普通核物质的电磁力的可能性。还考虑了$O$ He原子在恒星中的积累及其在恒星演化中的可能作用，扩展了复合暗物质的间接探测方法。
2019-01-17 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Magnetic dark matter for the X-ray line at 3.55 keV
我们考虑一个衰减的磁性暗物质解释X射线线在3.55千电子伏最近从XMM牛顿观测。我们引入两个单态马约拉纳费米子，几乎退化的质量和费米子门户耦合与带电标量的弱标度质量。在我们的模型中，一个近似的Z_2对称性在一个圈处的马约拉纳费米子之间产生了一个微小的磁矩跃迁。较重的马约拉纳费米子成为热暗物质，由于相当大的费米子门耦合到SM带电费米子。我们发现暗物质和带电标量的质量及其耦合的参数空间，与遗迹密度和X射线线一致。各种唯象约束模型进行了讨论。
2014-09-12 astro-ph.CO hep-ph
21-cm Fluctuations from Charged Dark Matter
第一批恒星形成的时代，被称为宇宙黎明，已经成为寻找暗物质的新舞台。特别是，第一个声称的21厘米探测器表现出比预期更深的全局吸收特征，这可能是由低重子温度引起的，并被解释为重子和暗物质之间电磁相互作用的标志。这个假说有一个惊人的预测：大的温度各向异性来源于重子的速度依赖冷却。然而，为了与宇宙学观测的其余部分保持一致，只允许部分暗物质带电，从而相互作用。在这里，我们计算，为第一次，21厘米的波动所造成的带电的子组件的暗物质，包括前和后的重组演化的所有流体。我们发现，对于可以解释异常21厘米吸收信号的相同参数，任何带电暗物质的π能级部分都将产生具有独特声学频谱的新颖21厘米波动，并且幅度高于任何其他已知效应。这些波动与通常的绝热各向异性无关，并且可以用LOFAR和HERA等干涉仪观察到，从而提供了宇宙黎明时暗物质的新探测。
2018-09-04 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Reacceleration of charged dark matter
带电粒子散射在磁化的星际介质的运动不均匀体上，通过二级费米加速过程获得能量。该能量增益又耗尽谐振波矢量$k\sim 1/R_L$周围的磁波谱，其中$R_L$是带电粒子的拉莫尔半径。这种能量转移可以阻止磁湍流级联到更小的尺度，导致扩散系数下降，并允许盘和晕中带电暗物质粒子的有效交换。因此，直接探测实验的陆地极限适用于带电的暗物质。再加上没有观测到扩散系数的下降，这排除了$10^3 GeV\lesssim m/q \lesssim 10^{11} GeV$的带电暗物质，即使带电暗物质丰度只是总遗迹丰度的一小部分。
2020-09-18 astro-ph.HE hep-ph
Dark matter in a charged variant of the Scotogenic model
暗生模型是联系暗物质和中微子质量的最流行的可能性之一。在这项工作中，我们讨论了一个变种的暗生模型，其中包括带电费米子和一个双重超荷$3/2$。中微子质量是在单圈水平上诱导的，这要归功于属于暗扇区的状态。然而，与标准的暗生模型相反，在这个版本中只有标量暗物质候选者是可行的。在介绍了模型并解释了中微子质量产生的一些特殊性之后，我们集中讨论了它的暗物质现象。我们发现，所观察到的暗物质遗迹密度可以正确地复制在通常的参数空间区域中发现的标准暗生模型或惰性双模型。此外，带电费米子的存在可能会打开新的区域，只要允许对参数进行一些调整。
2021-06-01 hep-ph
Gamma-ray Signals from Dark Matter Annihilation Via Charged Mediators
我们考虑一个简化的模型，其中马约拉纳费米子暗物质湮灭带电费米子通过交换带电介质。我们考虑了在最一般的情况下，由过程$XX \rightarrow \bar f f γ$，$γγ$和$γZ$产生的γ射线信号，包括非平凡的费米子质量和非平凡的左右混合以及带电介质的$CP$ -破坏相位。特别是，我们发现最一般的频谱内部韧致辐射，它插在制度之间占主导地位的虚拟内部韧致辐射和终态辐射。我们还研究了在比例$σ(γγ) / σ(γZ)$和螺旋度不对称的$XX \rightarrow γγ$过程中的变化，每个作为混合角和$CP$违反阶段的函数。作为一个应用，我们将这些结果应用到搜索一类MSSM模型。
2016-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Phenomenology of $U(1)_{L_μ- L_τ}$ charged dark matter at PAMELA/FERMI and colliders
最近关于$e^+/e^-$和$\bar{p}$宇宙线的数据表明，暗物质通过新的亲轻子相互作用湮灭为标准模型（SM）粒子。在本文中，我们考虑了一个标准模型的扩展与规范$U(1)_{L_μ- L_τ}$群，一个新的狄拉克费米子在这个U（1）作为一个暗物质充电。我们研究了μ子$(g-2)_μ$，冷暗物质的热遗迹密度，以及该模型的对撞机签名。在Tevatron或LHC上产生的$Z^{'}$可以很容易地达到$O(1)-O(10^3)$ fb的量级。
2009-09-16 hep-ph
Explaining AMS-02 positron excess and muon anomalous magnetic moment in dark left-right gauge model
在暗左右规范模型中，右手轻子偶的中性分量在广义R宇称下是奇的，因此最轻的分量是暗物质的候选者。暗物质与单电荷希格斯三重态的共湮灭产生了正确的遗迹丰度。我们解释AMS-02正电子过剩的湮灭800 GeV的暗物质到$μ^+μ^-γ$，通过额外的带电三重态希格斯玻色子玻色子的t-通道交换。DM是亲轻子的，这对于解释没有观测到任何反质子过剩是有用的，而这通常是从DM湮灭中预期的。解释AMS-02所需的大横截面也需要天体物理学的推动。此外，我们表明，μ子$(g-2)$收到所需的贡献，从单，双电荷的三重态希格斯在循环。
2016-03-04 astro-ph.CO hep-ph
Darkly Charged ALPs
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；CERN（欧洲核子研究中心）
研究带守恒暗荷的轴子型粒子，构建其有效拉格朗日量，探讨相互作用的现象学意义、暗物质相关问题，确定有效场论高阶算符及暗对称群类型，给出紫外完备化示例，且仅考虑无暗规范相互作用情况。
2026-07-14 hep-ph hep-th
New-Type Charged Q-ball Dark Matter in Gauge Mediated SUSY Breaking Models
我们研究了新型带电Q球暗物质的可行性。我们考虑的情况下，遗物可以被视为普通离子，我们应用的观测约束从MICA实验，其中没有重离子的痕迹，观察到在$10^9$岁的古白云母类对象。我们发现，允许的参数区域存在，但小于中性Q球暗物质的情况。我们还讨论了我们的场景是否实际上与Affleck-Dine机制一致。
2017-02-03 hep-ph
Charged Higgs Boson Phenomenology in the Dark Z mediated Fermionic Dark Matter Model
Ewha Womans University（梨花女子大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）；Institute for Basic Science（基础科学研究院）；Gyeongsang National University（庆尚国立大学）；Chonnam National University（全南国立大学）
该研究探讨了在暗Z介导的费米暗物质模型中电荷希格斯玻色子的现象学，分析其在LHC上的产生机制及发现潜力。
2025-12-20 hep-ph
Charged Dark Matter in Supersymmetric Twin Higgs models
超对称双希格斯模型改善了来自大型强子对撞机未发现它们所需的重标量顶部伙伴的电弱尺度的微调。如果锂离子超对称粒子位于孪晶扇区，即使它在孪晶规范相互作用下带电，也可能扮演暗物质的角色。我们表明，双stau是一个可行的候选人带电暗物质，即使双电磁规范对称性是未破缺的，与热遗迹丰度，自然匹配观测到的暗物质丰度。一个宽的参数空间满足所有的实验约束，包括那些对暗物质自相互作用。在未来的直接探测实验中，如LUX-ZEPLIN，可以观察到双态暗物质。这个粒子的质量在300-500 GeV之间，在最小的情况下，它的衰变长度足以在大型强子对撞机上被观察到。
2022-06-03 hep-ph
Effects of electrically charged dark matter on cosmic microwave background anisotropies
从宇宙微波背景（CMB）的各向异性出发，研究了暗物质由带电大质量粒子（CHAMP）组成的可能性。在不假设CHAMP和重子是紧耦合的情况下，我们以自洽的方式研究了CHAMP与其他组分的宇宙学扰动的演化。我们将首次的库仑散射，这是重CHAMP的特点的“动力学再耦合”。通过CHAMP模型预测的CMB温度/偏振自相关与普朗克任务中观测到的光谱的直接比较，我们发现CHAMP如果比$10^{11}\,{\rm GeV}$轻，则会对CMB光谱产生相当大的影响。我们的结果可以适用于任何CHAMP，只要它的寿命比宇宙时间在重组（$\sim 4 \times 10^{5}\, {\rm yr}$）长得多。毫荷电粒子的应用进行了讨论。
2017-01-04 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter bound state formation via emission of a charged scalar
稳定或亚稳定束缚态的形成可以显著影响暗物质（DM）的现象。虽然已知通过发射矢量捕获到束缚态是重要的，但是通过标量发射捕获遭受抵消，使得其仅在狭窄的参数空间内重要。虽然这是真实的中性标量介质，在这里，我们表明，通过发射的带电标量的束缚态的形成可以是非常重要的。为此，我们考虑DM下的黑暗$U(1)$力充电，并耦合到一个轻的复杂的标量，是在相同的规范对称性下充电。我们计算的横截面的束缚态形成通过发射的带电标量，并表明，它们可以超过那些捕获通过矢量发射，以及湮灭，数量级。这甚至适用于非常小的值的DM耦合到带电标量，并保持真实的全球对称性的限制。然后，我们计算DM热冻结，并发现捕获到亚稳态的束缚态通过发射的带电标量可以导致一个后期的显着DM耗尽。我们的结果包括库仑极限的解析表达式，并很容易推广到非阿贝尔相互作用。我们希望他们有影响的希格斯门多TeV的WIMP DM的情况下，以及具有黑暗的希格斯或（黑暗）带电的惰性标量，包括自相互作用DM模型的情况下。
2020-02-11 hep-ph
Dark matter from stable charged particles?
宇宙学暗物质的粒子物理候选者通常被认为是中性的和弱相互作用的。然而，稳定的带电轻子和夸克也可以存在，隐藏在难以捉摸的原子中，扮演着暗物质的角色。这种情况的必要条件是缺乏稳定的粒子与电荷-1和有效的机制，以抑制自由的正电荷的重物种。这些条件在最近制定的几种设想方案中得到了实现。在基于Walking Technicolor模型的方案中，多余的带-2电荷的稳定粒子和相应的暗物质密度与宇宙学重子不对称性的大小和符号有着天然的联系。过量的带电粒子与原始氦结合在技术-O-氦“原子”中，保持特定的核相互作用形式的暗物质。本文讨论了技术-O-氦宇宙的一些性质。
2007-12-30 astro-ph hep-ph
Charged Q-ball Dark Matter from $B$ and $L$ direction
我们认为几乎相等数量的规范调解类型的收费（反）Q球的收费$α^{-1}\simeq137$以及之前的BBN时代，并讨论了他们如何演变的时间。我们发现带有$+O(1)$电荷的类离子物体很可能成为现在宇宙中的遗迹，我们预计这就是暗物质。这些都受到了云母实验的限制，在$10^9$岁的古老云母晶体中没有观察到重原子或离子类物体的踪迹。我们发现，规范调解模型参数和再加热温度的允许区域必须小于中性Q球暗物质的情况。
2016-04-15 hep-ph
Dark Atoms and their decaying constituents
宇宙中的非重子暗物质可能由新的稳定的带电物质组成，它们通过普通的库仑相互作用以各种形式的重中性“暗原子”结合在一起。现有的模型提供了自然实现的显性和次显性形式的暗原子组件。在Walking Technicolor的框架下，在早期宇宙中，除了观察到的重子不对称性外，还可以产生稳定的负双电荷技术轻子$ζ^{--}$和亚稳但寿命长的正双电荷技术重子$UU^{++}$的电荷不对称性过剩。如果$ζ$的过量超过$UU$的过量几个数量级，暗物质可能主要由$ζ$与原始氦的核相互作用O-氦（$OHe$）束缚态的$Heζ$暗原子组成。虽然这种次优势分量很稀疏，但它可以导致可观测到的效应，因为技术重子$UU$的轻子衰变会产生两个带正电荷的轻子，而中性粒子衰变会产生相反电荷的轻子对。结果表明，如果$UUζ$占总暗物质密度的比例为$\sim 10^{-6}$，$UU^{++}$的质量约为1 TeV，寿命约为$10^{20} $ s，那么暗物质中次优势$UUζ$成分的$UU^{++}\rightarrow e^+ e^+, μ^+ μ^+, τ^+ τ^+$的衰变可以解释宇宙线中观测到的高能正电子过剩.通过模型参数优化AMS-02最新数据的拟合，预测这种长寿命双电荷粒子的质量范围对于在LHC上寻找它具有挑战性。（节略）
2014-11-12 astro-ph.CO hep-ph
Search for Double Charged Particles as Direct Test for Dark Atom Constituents
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定粒子组成的。宇宙学暗物质的稳定粒子候选者通常被认为是中性的和弱相互作用的。然而，稳定的带电轻子和夸克也可以隐藏在难以捉摸的暗原子中，并扮演暗物质的角色。这种可能性受到轻元素的异常同位素的限制，这些同位素与普通电子形成带正电荷的重物质。这个问题可以避免，如果存在电荷为-2的稳定粒子，而不存在电荷为+1和-1的稳定粒子。这些条件不能实现在超对称模型，但可以满足在几个替代方案，本文讨论。过量的-2带电粒子与O-氦原子中的原始氦结合，保持特定的核相互作用形式的暗物质。氦氧暗物质可以为寻找暗物质的难题提供解决方案。复合暗物质方案的成功发展呼吁实验寻找暗原子的双电荷成分。估计的生产截面的这种粒子在LHC提出和讨论。概述了ATLAS实验中双带电粒子的特征。
2017-11-29 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Dark matter in a charged variant of the Scotogenic model
暗生模型是最优雅和经济的解决方案之一，它为粒子物理学中的两个主要开放问题提供了解释：中微子质量和暗物质（DM）。在这项工作中，经过简短的讨论模型，我们提出了一个现象学的研究DM候选人在一个变种的暗生模型。虽然在最初的暗生场景中，DM候选者可以是费米子或玻色子，但在这个版本中只有后者是可行的。新的带电态的存在可能会揭示与当前观测相一致的参数空间中的新区域。
2021-10-19 hep-ph
Composite dark matter from stable charged constituents
重的稳定带电粒子可以存在，隐藏在束缚原子状态中。具有新的稳定带电轻子和夸克的模型产生了现实的复合暗物质场景。O-氦（He 4核和重-2带电粒子的类原子系统）的重要或甚至占主导地位的成分是这种情景的必然特征。本文提出了银河核球中正电子过剩的可能的O-氦解释以及DAMA的正电子过剩结果与其它实验的负电子过剩结果之间的争论。
2008-06-22 astro-ph gr-qc hep-ph
Probes for Dark Matter Physics
宇宙学暗物质的存在是现代宇宙学的基石。暗物质被假定为非重子物质，由新的稳定粒子组成。然而，如果复合暗物质包含稳定的带电轻子和夸克，它们通过普通的库仑相互作用束缚在难以捉摸的暗原子中，那么暗原子的这些带电成分就可以成为对撞机直接实验测试的对象。在这样的模型中，过多的负双电荷粒子与原始氦在O-氦原子中结合，保持特定的核相互作用形式的暗物质。复合暗物质方案的成功发展呼吁实验寻找暗原子的双电荷成分，使实验寻找外来稳定的双电荷粒子实验crucis复合暗物质的暗原子。（节略）
2018-02-26 hep-ex hep-ph
Charged Composite Scalar Dark Matter
我们考虑一个复合模型，其中希格斯粒子和一个复杂的标量$χ$，这是暗物质（DM）的候选人，出现作为轻伪南武-戈德斯通玻色子（pNGB）从一个强耦合的部门与TeV尺度限制。全局对称结构是$SO(7)/SO(6)$，DM在确保其稳定性的精确$U(1)_{\rm DM} \subset SO(6)$下带电。取决于顶夸克与强扇区的耦合是遵守还是破坏了$χ$位移对称性，DM可能比希格斯粒子轻得多，或者具有弱尺度质量。这里我们主要关注后一种可能性。我们引入了最低的复合共振，并通过广义温伯格求和规则施加标量势的可计算性。与以往对pNGB DM的分析相比，通过充分考虑费米子顶伴的影响，改进了残余密度的计算。这在缓解当前DM直接检测约束的紧张关系方面起着至关重要的作用。共振谱中包含了在$U(1)_{\rm DM}$下带电的奇异的顶级伙伴，并分析了其LHC现象。我们用$f = 1.4\; \mathrm{TeV}$和$200\;\mathrm{GeV} \lesssim m_χ\lesssim 400\;\mathrm{GeV}$确定了一个满足所有现有界限的参数区域。在不久的将来，XENON 1 T将对该DM候选产品进行测试。
2017-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Structure of Dark Matter Halos in Warm Dark Matter models and in models with Long-Lived Charged Massive Particles
我们研究了暖暗物质（WDM）模型和长寿命带电大质量粒子（CHAMP）模型中非线性结构的形成。CHAMPs的衰变寿命约为1年，通过在热背景中的声学振荡，在亚星系尺度上诱导物质功率谱的特征抑制。我们探讨在这样一个模型的结构形成。我们还研究了三种WDM模型，其中暗物质粒子是通过以下机制产生的：i）WDM粒子是在热背景中产生的，然后运动学解耦; ii）WDM粒子是由热重玻色子衰变产生的费米子; iii）WDM粒子是由非相对论重粒子衰变产生的。我们表明，三种模型的线性物质功率谱的特点都是在物质辐射平等的共动的金斯尺度。此外，我们也可以描述的线性物质的功率谱的长寿命CHAMP模型在适当定义的特征截止尺度k_{Ch}，类似于WDM模型。我们进行大型宇宙学N体模拟，研究这四个模型中的结构的非线性增长。我们比较了模拟的银河系大小的晕中晕质量函数、晕下质量函数和晕下的径向分布。我们研究了k_{cut} =51、410、820 h/Mpc的模型，并证实这些统计数据在不同的WDM模型和长寿命CHAMP模型之间确实相似。结果表明，截断尺度k_{cut}不仅可以表征线性功率谱，而且可以用来预测非线性聚类特性。在k_{cut} ~50-800 h/Mpc的范围内，银河系大小的晕中暗晕的径向分布与观测到的分布一致，这种模型解决了所谓的“卫星缺失问题”。
2013-01-13 astro-ph.CO 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
Charged Dark Matter and the $H_0$ tension
我们考虑的宇宙模型中，暗物质是带电的暗阿贝尔规范场。这种新的相互作用是排斥的，在大尺度上和星系和星系团的动力学中与引力竞争。我们专注于非线性模型的暗电动力学的新的力量的影响，在一个K-mouflage半径，有助于避免传统的约束带电暗物质模型。我们讨论的背景宇宙学这些模型在牛顿的方法，并显示与相对论勒梅特模型，由于静电相互作用的不均匀的压力是等效的。特别是，我们发现不同半径的暗物质壳层在不同时间退出其K-移动半径时演化不同，导致初始共动演化的中断。在大时间区域，背景宇宙学由共动但不均匀的模型描述，该模型具有降低的引力牛顿常数和源自静电压力的负曲率。重子并不直接感受到静电相互作用，而是受到由电力引起的不均匀物质分布的影响。我们发现，较小半径的壳层比更早感受到排斥相互作用的外壳层演化得更快。这模拟了大尺度哈勃速率和局部速率之间的差异。类似地，由于星系和星系团没有被新的相互作用屏蔽，大尺度的全球流动将由新的暗电磁相互作用的存在而产生。
2021-05-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hidden Fermion in Stueckelberg Z' Models as Milli-charged Dark Matter
隐藏的StueckelbergZ '模型被一对Dirac费米子增广。如果Z'的耦合强度与弱尺度耦合相当，那么我们就可以证明，这个隐藏的费米子-反费米子对可能是一个带有毫电荷的暗物质候选者，具有可行的残余密度。单色光子通量来自银河系中心，由于对这些毫荷电粒子的湮灭计算，并被证明是在下一代伽马射线实验的范围内。这一理论努力的特征对撞机签名是，如果运动学允许的话，施图克尔伯格Z'玻色子有一个巨大的不可见的宽度，衰变为隐藏的费米子-反费米子对。研究了这种Z'玻色子在LHC和ILC上的单独产生。
2007-10-15 hep-ph
Boosting Asymmetric Charged DM via Thermalization
本研究提出一种基于两种带相反暗U(1)电荷暗物质大质量层级的热化增强机制，在暗光子与光子动力学混合假设下，发现质量比10³-10⁴、占总暗物质5%的带电暗区可使轻暗物质质量低至100 keV，为直接探测实验开辟新参数空间。
2023-04-30 hep-ph
Searches for dark matter via charged Higgs pair production in the Inert Doublet Model at $γγ$ collider
惰性双态模型（IDM）是对标准模型（SM）的最简单的扩展，扩展了标量扇区，提供了一个标量暗物质粒子候选者。本文研究了在$γγ$对撞机上双电荷Higgs粒子的产生。通过扫描整个参数空间，我们得到了与正确的暗物质遗迹丰度相对应的参数点。在应用了所有的理论和实验限制之后，暗物质存在的参数空间受到了极大的限制。我们对IDM和SM背景下$H^+H^-$产生的信号进行了分析，并在运动学变量中选择了优化的选择条件以最大化信号显著性。通过信号与背景的比较，我们得到了在未来的$γγ$对撞机实验中可以检测到的参数点。
2020-06-11 hep-ph
Dark Phoenix: dark matter relic from its own decay
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Indian Institute of Technology Goa（印度理工学院果阿分校）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
提出“暗凤凰”机制解决暗物质遗迹问题，依赖暗物质冻结后的短暂衰变窗口，通过有限温度下质量变化及一阶相变使暗物质衰变适度，带电标量有有趣对撞机特征，相关相变或产生可观测引力波。
2026-07-13 astro-ph.CO hep-ph
Electroweak-Charged Dark Matter and SO(10) Unification with Parity
本文在通过宇称解决强 CP 问题的 SO(10) 框架中研究带电弱作用暗物质，利用缺失真空期望值的 Higgs 自然形成暗物质与带色伙伴的质量等级，并给出其对统一标度、质子衰变及顶夸克质量和强耦合常数的预言。
2024-07-01 hep-ph
Composite Dark Matter and its Charged Constituents
稳定的带电重轻子和夸克可以存在并隐藏在难以捉摸的原子中，受库仑吸引力束缚，扮演着暗物质的角色。然而，在膨胀的宇宙中，不可能将所有的带电粒子重组成这样的原子，而逃脱这种重组的带正电的粒子与异常同位素原子中的电子结合，这些原子具有银河系前的丰度，大大超过了地球上的上限。如果带负电荷的粒子带有-1电荷，那么这种丰度在致密物质体中不会减少。因此，复合暗物质只能包含带负电荷的粒子，而带负电荷的稳定重粒子应该被排除在外。复合暗物质的现实场景，避免了这种异常同位素过量生产的问题，不可避免地预测了原始“原子”的存在，其中原始氦捕获了所有带-2电荷的自由负电荷重组分。研究这种具有补偿电荷的原始重$α$粒子存在的可能性以及在宇宙射线和加速器中寻找稳定的带电组分为复合暗物质方案提供了重要的考验。
2006-04-25 astro-ph gr-qc hep-ph
Inelastic extra $U(1)$ charged scalar dark matter
在暗物质直接探测实验中的零结果意味着当前标量暗物质（DM）通过Higgs玻色子交换到底夸克对的湮灭截面在宽DM质量范围内小于约$10^{-31}$ cm $^3/$ s，这远小于热遗迹DM所需的湮灭截面.我们提出了一个热遗迹DM与本湮没截面被非常抑制的模型。这种性质可以在一个额外的$U(1)$规范相互作用的复杂标量DM中实现，其中热DM丰度由通过规范相互作用的共湮灭决定，而本湮灭由Higgs玻色子交换过程控制。DM和额外的$U(1)$破坏希格斯场之间的相互作用在DM和它的共湮灭伙伴之间产生小的质量分裂，使得共湮灭成为可能，并且在直接DM搜索中$Z'$介导的与核子的散射也变得非弹性。我们考虑标量暗物质在$U(1)_{B-L}, U(1)_{(B-L)_3}$和$U(1)_{L_μ-L_τ}$扩展模型，并确定可行的参数区域。我们还讨论了未来DM探测实验的各种影响，DM解释的伽玛射线过剩的球状星团47图格里克，μ子异常磁矩，哈勃张力和其他人。
2020-01-26 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on dark matter particles charged under a hidden gauge group from primordial black holes
为了适应对暗物质越来越严格的观测约束，最近提出了几种模型，其中暗物质粒子在某些隐藏的规范群下带电。对于标准模型粒子来说，隐藏的规范电荷是不可见的，因此这种情况很难直接约束。然而，黑洞对所有规范荷都很敏感，不管它们是否属于标准模型。在这里，我们研究的约束条件的可能值的暗物质粒子质量和隐藏的规范电荷从原始黑洞的演化。我们发现具有合理质量的原初黑洞的存在与荷质比为1的暗物质粒子是不相容的。对于荷质比远小于1的暗物质粒子，我们只能排除质量在10^（11）GeV - 10^（16）GeV范围内的重暗物质。最后，对于荷质比远大于1的暗物质粒子，没有来自原始黑洞的有用限制。
2009-06-09 hep-ph
Astrophysical aspects of milli-charged dark matter in a Higgs-Stueckelberg model
本文研究了标准模型的一个扩展，其中引入了两个新的矢量玻色子，第一个玻色子$Z'$通过通常的最小耦合耦合到标准模型，在标准模型中产生一个扩大的规范扇区。第二个玻色子$A'$场，在模型的暗区，保持无质量，并产生一个暗光子$γ'$。一个混合的混合方案被认为是基于一个组合的希格斯和Stueckelberg机制。在类康普顿过程中，被WIMP散射的光子被转换成暗光子。在天体物理学的应用中，研究了这一过程，估计了白矮星和中子星对恒星冷却的影响。
2015-03-04 hep-ph
Ultra-compact spherically symmetric dark matter charged star objects
研究了超致密球对称暗物质扇形星天体的性质，即两个$U(1)$ -规范场的爱因斯坦方程的解。其中之一是普通的麦克斯韦场，而辅助规范场属于隐藏扇区，并模仿暗物质的性质。可见扇区和隐藏扇区通过具有耦合常数$α$的动力学混合项耦合。我们还研究了带电标量场在反射的暗物质星体周围凝聚的可能性。碰巧的是，暗物质扇区，包括暗物质电荷和耦合常数，会导致恒星半径的收缩，从而可能发生凝聚。
2019-04-15 gr-qc hep-ph hep-th
Charged $B$ Mesogenesis
我们利用电荷$B$介子衰变中的CP破坏来产生在$\mathcal{O}(10 \text{ MeV})$温度下观察到的重子不对称性和暗物质。我们在两种情况下实现这一点：$B_c^+$ Mesogenesis和$B^+$ Mesogenesis。在第一种情况下，CP破坏$B_c^\pm$衰变到$B^\pm$介子，然后衰变到暗和标准模型重子。在第二种情况下，CP破坏$B^\pm$衰变到较轻的带电介子，伴随着后者的衰变到暗和标准模型轻子，然后分散到重子不对称。$B_c^+$中生作用正在Belle和LHCb积极地进行探测，而$B^+$中生作用可以在对撞机和无菌中微子搜索中进行测试。
2021-12-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Charged Higgs Probes of Dark Bosons at the LHC
极轻（GeV量级）暗规范玻色子（$Z'$）是一种最近被强调的假设粒子，它可以解决一些天体物理异常以及μ子$g$ -2测量中的$3.6 σ$偏差。我们建议顶夸克衰变作为一个场地，以寻找轻暗力载体在大型强子对撞机。这样的$Z'$可以很容易地被增强，并且它们可以衰变成具有大分支比的高度准直的轻子（轻子喷流）。我们研究了顶夸克衰变为$b W$并伴随着一个或多个暗力载流子的情况，发现这种情况在LHC运行2的早期阶段很容易探测到。
2014-08-18 hep-ph
The window on heavy charged dark matter was never open
该研究反驳了 Chuzhoy-Kolb 关于特定质量范围重带电暗物质可存在的主张，并通过 CRPropa 轨迹模拟表明物理银河系磁场模型下该窗口并未打开。
2025-10-19 astro-ph.HE hep-ph
A Study of Dark Matter and QCD-Charged Mediators in the Quasi-Degenerate Regime
我们研究的情况下，唯一的轻新粒子是马约拉纳费米子暗物质候选人和一个或多个QCD带电标量，耦合到轻夸克。如果新粒子在质量上接近简并，那么这种情况有几个有趣的现象学特征。特别是，LHC对光标量的搜索降低了灵敏度，因为可见和不可见的产物往往更柔和。此外，暗物质-标量共湮灭可以允许甚至相对较重的暗物质候选者成为一致的热遗迹。最后，暗物质核子散射截面在准简并极限下增强，允许直接探测实验使用自旋无关和自旋相关散射来探测LHC探测之外的参数空间区域。虽然这种情况下有广泛的应用，我们措辞的MSSM方面的这项研究，在极限情况下，唯一的轻sparticles是一个bino-like的暗物质候选人和光味squarks。
2017-12-01 hep-ph
Hidden fermion as milli-charged dark matter in Stueckelberg Z' model
我们通过在隐扇区中引入一对狄拉克费米子来增强隐Stueckelberg $Z'$模型，其中$Z'$具有与弱尺度耦合相当的耦合强度.我们表明，这个隐藏的费米子反费米子对可能是一个毫荷电的暗物质候选人与可行的遗迹密度。现有的地面和天体物理学对毫荷电粒子的研究并没有对这种隐藏的费米子施加严格的限制。我们计算的流量单色光子来自银河系中心，由于对这些毫荷电粒子的湮灭，并表明它是在下一代$γ$射线实验的范围内。这种理论努力的特征是，施图克尔伯格$Z'$玻色子有一个巨大的不可见的宽度，衰减成隐藏的费米子-反费米子对。我们发现，现有的Drell-Yan数据还没有约束这个模型。探讨了在LHC和ILC中单独产生这种$Z'$玻色子的各种途径。
2007-05-28 hep-ph
Heavy stable charged tracks as signatures of non-thermal dark matter at the LHC : a study in some non-supersymmetric scenarios
我们考虑两个理论方案，每个方案都包括一个$\mathbb{Z}_{2}$奇数扇区，并导致一个基本的暗物质候选者。第一种是III型跷跷板模型的变体，其中一个轻子三重态是$\mathbb{Z}_{2}$奇数，还有一个重的无菌中微子。它导致了一个费米子暗物质，连同三重态的带电成分是一个准稳定的粒子，它只能通过一个被高尺度抑制的高维算子衰变。第二个模型由惰性标量偶和$\mathbb{Z}_{2}$奇右手Majorana中微子暗物质组成。一个微小的汤川耦合延迟了惰性双重态的带电成分衰变为暗物质候选者，使前者在对撞机探测器的规模上寿命很长。每个模型的参数空间都受到大爆炸核合成约束的约束，也通过估计的贡献遗迹密度通过冻结出的长寿命带电粒子以及冻结在生产的暗物质候选人。对于第一种模型，我们考虑了两种在大型强子对撞机上的信号，即双带电径迹和单径迹+ MET。第二类，特征信号是相反的，以及相同的符号的带电轨道对。我们使用与当前实验方案一致的事件选择标准进行详细的分析。结果表明，轻子三重态方案的探测能量可达960（1190）GeV，积分亮度为300（3000）$fb^{-1}$，而惰性双重态方案的积分光度为630（800）GeV.此外，在每种情况下提到的第二种信号使我们能够区分不同的暗物质场景。
2018-01-22 hep-ph
