Neutrino Lorentz invariance violation and ultralight axion-like dark matter searches at the European Spallation Source
针对暗物质探测难题，研究中微子与超轻类轴子（UALP）的相互作用及其引发的洛伦兹与$CPT$对称性破缺，评估欧洲散裂中子源（ESS）下一代中微子振荡实验对相关SME系数与有效耦合的探测灵敏度。
2024-12-12 hep-ex hep-ph
Propagation of high-energy neutrinos in a background of ultralight scalar dark matter
如果高能中微子在暗物质的超轻标量场粒子（$m_φ\sim 10^{-23}$ eV）背景中传播，中微子-暗物质相互作用可以发挥作用并影响中微子通量。在这项工作中，我们分析了这种影响，使用传输方程，占中微子再生以及吸收，我们认为中微子通量在河外介质中的传播，也通过星系晕的暗物质。我们显示的结果最终通量到达地球上的点和扩散中微子通量的不同情况下。{We得出的结论是，这种类型的中微子与作为暗物质的超轻标量粒子的相互作用可以产生非常不同的结果，在中微子通量和味道比，可以在中微子探测器，如冰立方测量。
2016-05-30 hep-ph
Signatures of Ultralight Dark Matter in Neutrino Oscillation Experiments
我们研究如何中微子振荡可以探测超轻玻色子暗物质的存在。根据暗物质的质量和具体的实验装置，确定了中微子振荡的三个不同的签名。这些是时间调制信号，由于快速调制引起的振荡概率失真，以及快速变化的物质效应。我们提供了所有必要的信息，以执行自下而上，模型独立的实验分析，以探测这样的情况。以未来的DUNE实验为例，我们估计了它对超轻标量暗物质的敏感性。我们的结果可以很容易地用于任何其他振荡实验。
2020-09-01 hep-ph
Viable secret neutrino interactions with ultralight dark matter
中微子振荡实验中的几个异常现象表明存在一个$\sim 1\,$ eV的无菌中微子$ν_s$，它与$ν_e$在$U_{e4}\cong 0.1$水平上混合，但这样的中微子受到宇宙学对额外的光自由度（$δN_{\rm eff}$）和总中微子质量（$\sum_νm_ν$）的限制。“秘密中微子相互作用”被用来抑制$ν_s$的宇宙学产生，但最近有人指出，$ν_s$可以在早期宇宙中通过与超轻暗物质$ϕ$耦合获得大质量，这可以有力地抑制它的产生。该模型基本上有两个自由参数：$m_ϕ$和$m_{s,0}$，后者是无菌中微子在早期的质量，通过与$ϕ$的耦合而增强。我确定的参数区域所允许的限制$δN_{\rm eff}$和$\sum_νm_ν$从宇宙微波背景和大爆炸核合成，使用一个简化而准确的治疗中微子振荡在早期宇宙。这一机制可能对实验室实验产生重要影响，这些实验表明了无菌中微子的振荡。
2019-10-30 astro-ph.CO hep-ph
The cosmology of ultralight scalar dark matter coupled to right-handed neutrinos
本文研究超轻标量暗物质与右手中微子耦合的宇宙学效应，揭示背景中微子密度主导标量场演化，并阐明其对CMB与中微子振荡实验约束的互补性及暗物质密度和中微子质量可能出现O(1)量级变化。
2025-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Coleman-Weinberg dynamics of ultralight scalar dark matter and GeV-scale right-handed neutrinos
研究引入单态费米子和实标量场的标准模型扩展，利用Coleman-Weinberg势确定超轻暗物质遗留丰度并预测右手中微子质量尺度，模型偏好特定质量范围且可通过第五力或实验室实验检验。
2024-09-22 astro-ph.CO hep-ph
Flavor of cosmic neutrinos preserved by ultralight dark matter
在标准的传播方案中，中微子望远镜中高能宇宙中微子的味道比预计将在强子源产生的民主基准$\left( 1 : 1 : 1 \right)_\oplus$左右。我们展示了中微子与超轻暗物质复杂标量场的耦合如何引起有效中微子质量，从而导致中微子绝热传播。这将导致保存在检测器的生产风味组成的中微子在源。这种效应可能导致检测器的风味比远远超出平均振荡的标准情景所预测的范围。我们还提出了一个电弱不变模型，该模型将导致中微子和暗物质之间所需的有效相互作用。
2018-10-01 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino mass and ultralight dark matter mass from the Higgs mechanism
本文提出通过中微子与超轻暗物质场的Yukawa耦合产生微小中微子质量的统一模型，利用希格斯机制和量子稳定性条件同时解释了中微子与暗物质质量，并指出中微子质量时空变化可在振荡实验中探测。
2024-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino-Antineutrino Conversion from Ultralight Vector Dark Matter
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Atlantis University（亚特兰蒂斯大学）；University of Iowa（爱荷华大学）
研究轻矢量暗物质耦合于轻子数背景下的中微子转反中微子效应，通过长距离基线增强探测太阳和超新星中微子以探索新参数空间。
2026-05-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Ultralight Dirac neutrinos from nearly degenerate Higgs doublets
本文提出一种基于镜像对称性自发破缺的近简并Higgs双重态模型，通过新引入的右手中微子奇变换，使中微子质量正比于Higgs双重态真空期望值之差，从而实现超轻Dirac中微子，其等效于高抑制的Dirac跷跷板机制。
2025-08-12 hep-ph
Ultralight dark matter search in a large liquid scintillator detector
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Kaiping Neutrino Research Center（开平中微子研究中心）；Departamento de Física, Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN（墨西哥国立自治研究院高级研究中心物理系）；Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学物理系）
研究超轻标量暗物质与中微子耦合在大型液体闪烁体探测器中的现象学，分析其对中微子振荡参数的调制效应，并展示探测器作为探测暗物质-中微子相互作用的工具。
2026-07-02 hep-ex hep-ph
European Spallation Source as a searching tool for an ultralight scalar field
本研究探索利用即将开展的欧洲散裂源中微子超级束实验搜寻超轻标量场暗物质候选体，参考其与活性中微子相互作用的研究案例，发现该实验灵敏度具备竞争力，并给出相互作用主参数的预期灵敏度。
2023-04-19 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Neutrino interactions with ultralight axion-like dark matter
在这项工作中，我们研究了在河外源中产生的高能中微子的传播，包括可能的影响与超轻类轴子粒子（UALP）与质量$m_a\sim 10^{-22} {\rm eV}$作为暗物质（DM）的成分下，假设他们的中微子耦合是占主导地位的相互作用。我们计算的截面和描述的扩散中微子通量的传播使用每个质量本征态的输运方程。这使我们能够获得中微子通量的不同口味的观察在地球上的中微子望远镜在不同的假设下，在源发出的味道组合物和一个正常的顺序（NO）或倒序（IO）的中微子质量。如果中微子与UALPs的耦合对于所有的味道（$g_{νa}$）都是相同的，我们发现相互作用改变了到达地球的中微子的味道成分，对于$g_{νa}\gtrsim 0.5\,{\rm GeV}^{-1}$，导致电子（μ子）味道在NO（IO）的情况下占主导地位，中微子能量高于$\sim 10^5\,{\rm GeV}$。虽然目前的数据的风味比表明，与UALP DM的相互作用不发生在耦合研究的范围内（特别是在NO的情况下），需要更多的数据，以提高实验测量的风味组合物的精度。
2022-03-22 hep-ph
Refractive neutrino masses, ultralight dark matter and cosmology
本研究提出中微子振荡可能源于超轻标量暗物质的折射效应，引入折射质量平方并分析其在不同背景态下的性质，指出该机制可规避中微子质量的宇宙学限制，且可通过能量和时间依赖检验。
2023-11-10 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Mass Textures and the Nature of New Physics Implied by Present Neutrino Data
如果在太阳、大气中微子数据以及LSND实验中观察到的所有中微子振荡迹象都被正在进行的和未来的实验所证实，那么它们将严重限制中微子质量结构。特别是，对超轻无菌中微子的需求是难以避免的。这种超轻中微子不仅对超越标准模型的物理学有着深远的意义，而且可能对超越传统大统一的物理学也有着深远的意义。我们讨论了一个涉及平行宇宙的场景，它只通过引力相互作用与我们熟悉的宇宙相互作用，其中无菌中微子的超轻性来自于解释熟悉中微子几乎无质量的相同物理学。
1997-02-03 hep-ph
Affleck-Dine Leptogenesis with an Ultralight Neutrino
我们进行了详细的分析阿弗莱克-丁leptogenesis考虑到热效应的动态平坦方向场$ϕ$。我们发现，最轻的中微子$ν_1$，${m_ν}_1\lsim 10^{-8}$ eV，需要一个非常小的质量产生足够的轻子数不对称性来解释重子不对称在目前的宇宙。我们在这里将膨胀后的再加热温度$T_R$设为$T_R\lsim 10^8$ GeV，以解决宇宙学引力子问题。所需的中微子质量值似乎是非常不可能的情况下，因为最近的超级神冈实验表明，较重的两个中微子$ν_2$和$ν_3$的质量范围为$10^{-1}$ - $10^{-3}$ eV。我们还提出了一个模型，以避免这种困难的基础上Peccei-Quinn对称性，所需的中微子质量可以大到${m_ν}_1\simeq 10^{-4}$ eV。
2000-08-04 hep-ph
Cosmic superstrings, metastable strings and ultralight primordial black holes: from NANOGrav to LIGO and beyond
本研究提出超轻原初黑洞通过早期物质主导阶段降低高频引力波振幅，缓解LIGO与PTA数据间张力，并利用未来探测器探索其性质。
2025-01-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting ultralight axions from multifrequency observations of neutral hydrogen intensity mapping
本研究探讨了超轻轴子对再电离后中性氢信号的影响，揭示了其在不同质量范围内的暗物质或暗能量特性，并利用未来强度映射巡天的角相关函数探索了暗能量、中微子与ULAs之间的参数空间及简并性。
2024-11-12 astro-ph.CO hep-ph
Do neutrinos bend? Consequences of an ultralight gauge field as dark matter
本文研究超轻规范玻色子暗物质与中微子耦合对中微子传播的影响，发现超新星中微子可被延迟，并讨论现有实验界限及 DUNE 等未来探测能力。
2024-09-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Cosmology-friendly time-varying neutrino masses via the sterile neutrino portal
我们研究了随时间变化的中微子质量的一致性方案，并讨论了它对宇宙学，β衰变和中微子振荡实验的影响。这种随时间变化的质量被认为是由无菌中微子和超轻标量场之间的耦合产生的，超轻标量场反过来又通过混合影响轻中微子。此外，标量可以作为超轻暗物质的候选者。我们证明了各种宇宙学的界限，如来自大爆炸核合成，宇宙微波背景，以及大尺度结构，可以在这个模型中回避。这种情况下，可以进一步限制使用多个地面实验。特别是，对于像KATRIN这样的β衰变实验，即使时间变化很快并且达到平均值，也会引起电子光谱的非平凡扭曲。此外，随时间变化的质量的不育中微子的存在将改变的解释轻不育中微子参数空间的反应堆和镓异常的背景下。此外，我们还研究了这种随时间变化的中微子质量对BEST合作结果的影响，BEST合作最近加强了镓异常。如果得到证实，我们发现随时间变化的中微子质量假设可以更好地拟合最近的BEST数据。
2023-01-26 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Baryogenesis from ultralight primordial black holes and strong gravitational waves from cosmic strings
超轻原初黑洞（PBH）（$\lesssim10^9$ g）通过霍金辐射（HR）完全蒸发，并产生给定理论中的所有粒子，而不管它们之间的其他相互作用。如果右手中微子是由PBH蒸发产生的，那么通过轻生作用成功的重子生成预言了右手中微子和黑洞的质量尺度。我们表明，考虑到理论中的轻子数违反（RH中微子质量的产生）是规范的$U(1)$破坏的结果，随后形成PBH，宇宙弦网络自然会产生强的随机引力波（GW）脉冲星计时阵列（PTA）和LIGO 5灵敏度水平的信号。此外，由于早期宇宙中存在一个黑洞主导的过渡时期，此时重子不对称性与初始PBH密度无关，GW谱在MHz频率附近出现一个突变。因此，为了观察通过HR发射引力子的通常GW信号的破裂，需要更高频率的GW探测器。NANOGrav PTA最近发现了一个随机的共同频谱过程（解释为GWs）在许多恒星之间，这与大宇宙弦环（$α\simeq 0.1$）的PBH重子生成有矛盾。
2021-07-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ultralight dark matter in long-baseline accelerator neutrino oscillations
Central China Normal University（华中师范大学）；School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；The Oskar Klein Centre（奥斯卡·克莱因中心）；AlbaNova University Center（阿尔巴诺瓦大学中心）
本文研究超轻暗物质对中微子振荡的影响，分析了标量和向量相互作用，并发现低质量区域对暗物质耦合的限制较高质量区域放宽一个数量级，但未发现缓解中微子CP破坏相位测量分歧的证据。
2026-07-09 hep-ex hep-ph
Linking solar bosonic dark matter halos and active neutrinos
本研究探讨了活性中微子与环绕太阳的超轻玻色子暗物质晕的相互作用，发现基于现有太阳中微子通量数据，新模型未超越常规中微子味振荡模型，并指出下一代探测器有望验证该暗物质晕的存在。
2023-10-21 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
BBN bounds on neutrinophilic ultralight Dark Matter
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Universidad de Zaragoza（萨拉戈萨大学）
本文利用大爆炸核合成约束与中微子对角耦合的超轻暗物质模型，通过绝热形式处理反馈效应，获得耦合强度上限，并指出该质量区间内中微子质量无法由直接耦合折射产生。
2026-09-18 astro-ph.CO hep-ph
Energy-independent neutrino dephasing from an ultralight axion-like background
UFMG（米纳斯吉拉斯联邦大学）
该研究分析超轻类轴子粒子暗物质背景下的中微子振荡，推导其退相干特性，将JUNO首批数据的阻尼约束映射到味基准，给出相关参数限制。
2026-08-27 hep-ph
Astrophysical Searches and Constraints on Ultralight Bosonic Dark Matter
从暗物质确实存在并渗透整个宇宙的证据开始，可以估计其性质的各种界限。从宇宙微波背景和大尺度结构出发，总结了超轻玻色暗物质（UBDM）质量和宇宙密度的边界。考虑到星系形成和演化以及黑洞超辐射现象，这些边界被推广到更大的质量。然后，我们讨论了不同类别的UBDM紧凑对象，包括孤子/轴子星和miniclusters的形成。接下来，我们考虑天体物理约束的耦合UBDM的标准模型粒子，从恒星冷却（生产的UBDM）和间接搜索（衰变或转换的UBDM）。在整个过程中，有简短的讨论“提示和机会”在寻找UBDM在每个领域。
2021-06-16 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Amplifying muon-to-positron conversion in nuclei with ultralight dark matter
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
研究轻暗物质对μ子到正电子转换过程的影响，通过实验约束中微子与轻暗物质的耦合参数，揭示未来实验对新耦合的更高灵敏度。
2026-04-29 hep-ph nucl-th
Axi-Higgs cosmology: Cosmic Microwave Background and cosmological tensions
早期宇宙中希格斯真空期望值（Higgs-VEV）升高的非正则宇宙学被认为是$Λ$ CDM制度内现有紧张局势的解决方案。我们最近提出了一个名为axi-Higgs的理论模型来探索这个框架。axi-Higgs模型的特征在于质量为$m_a \sim 10^{-29}$ eV的超轻轴子，其耦合到Higgs场，使得Higgs-VEV由轴子背景演化驱动。唯象地，axi-Higgs模型等价于$Λ$ CDM+ $m_e$ + $ω_a$，定义为具有电子质量变化和超轻轴子存在的$Λ$ CDM.本文利用Markov Chain Monte Carlo方法研究了axi-Higgs粒子的参数空间，并与$Λ$ CDM、只允许电子质量变化的$Λ$ CDM+ $m_e$和只允许超轻轴子存在的$Λ$ CDM+ $ω_a$进行了比较.结合宇宙微波背景、重子声学振荡、弱透镜宇宙剪切巡天的观测资料，我们发现了$H_0 = 69.4 \pm 1.3$ km/s/Mpc，它使哈勃张力降低到大约$2.4σ$。结合IA型超新星的观测数据和SH 0 ES的哈勃观测数据，我们发现了$H_0 = 71.34 \pm 0.96$ km/s/Mpc。这种Higgs-VEV驱动轴子的存在可能在不久的将来被原子钟和类星体光谱测量所检验。
2022-12-01 astro-ph.CO hep-ph
Limits on dark matter, ultralight scalars, and cosmic neutrinos with gyroscope spin and precision clocks
本研究利用陀螺仪自旋测地漂移和精密时钟测量，对太阳系内暗物质超密度、宇宙中微子超密度及亲电标量耦合给出更优限制，为太阳系尺度引力检验和暗物质探测提供新框架。
2024-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Neutrino Masses from Outer Space
中微子可以通过耦合到慢滚的超轻场来获得质量。当这样一个场从它的最小值位移时，它的vev就像自发对称性破缺中的希格斯vev一样。虽然这些质量最终可能会消失，但它们会持续很长时间。该理论在技术上是自然的，超轻场依赖部分是右手马约拉纳质量。场引起的质量变化与宇宙学演化有关。质量项的变化改变了混合矩阵，因此在早期抑制了不育中微子的比例，并在后期增加了它。由于量子引力对具有大场变化的场论的修正问题仍然是开放的，这个框架可能会对弱引力猜想提供一个观测处理。
2019-09-02 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Sub-MHz Radio Background from Ultralight Dark Photon Dark Matter
本文提出通过超轻暗光子与宇宙线轻子的暗逆康普顿散射产生亚兆赫兹背景辐射，并结合银河系射电观测对超轻暗光子暗物质的动力学混合给出领先限制。
2025-01-02 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Massive neutrinos and interacting dark matter look alike through the lens of lensing
Lehman College, City University of New York（纽约市立大学莱曼学院）；Graduate Center, City University of New York（纽约市立大学研究生院）；American Museum of Natural History（美国自然历史博物馆）；University of Hawaii at Manoa（夏威夷大学马诺阿分校）
研究指出大规模中微子对宇宙微波背景辐射引力透镜功率谱的抑制效应可通过暗物质-重子相互作用模拟，可能影响中微子质量的测定。
2026-04-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Dark Matter-Independent Orbital Decay Bounds on Ultralight Bosons from OJ287
利用OJ287超大质量黑洞双星，首次设定了与暗物质无关的超轻玻色子质量动力学约束，并提出超辐射动力学可解决黑洞演化停滞问题并在引力波背景留下可测信号。
2025-08-13 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Emergent Large Lepton Mixing from Neutrino Refraction in Dark Matter
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）；Indian Institute of Technology Bombay（孟买印度理工学院）
本研究提出通过暗物质背景中的中微子折射现象，动态产生大轻子混合，实现夸克-轻子互补性，无需引入新的味对称性。
2026-01-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Suppressed Magnetogenesis from Ultralight Dark Matter due to Finite Conductivity
University of Hyderabad（海德拉巴大学）；Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海德拉巴分校）
本文研究超轻伪标量暗物质通过耦合项生成宇宙相关磁场的机制，发现有限导电性显著抑制了电磁场的放大，从而无法解释宇宙空洞中的磁场强度。
2026-04-19 astro-ph.CO hep-ph
Improved Mixed Dark Matter Halo Model for Ultralight Axions
提出了一个完整的混合暗物质晕模型，该模型由冷暗物质（CDM）和超轻类轴子粒子（ULA）组成。我们的模型将ULAs视为CDM的有偏见的示踪剂，类似于大质量中微子和中性氢的治疗。该模型考虑了CDM主机晕周围ULA的聚类，并完全模拟了两个组件的互相关性。模型的输入数据包括孤子的Jeans尺度和孤子密度分布。我们的模型可以用来预测的物质功率谱，$P(k)$，在非线性尺度上的ULAs在整个质量范围$10^{-33}\text{ eV}\leq m\leq 10^{-21}\text{ eV}$的子群体，并可以校准对未来的混合DM模拟，以提高其准确性。混合DM晕模型还允许我们评估各种近似的重要性。
2023-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Constraining light dark matter upscattered by ultrahigh-energy cosmic rays
被高能宇宙射线（CR）向上散射的光晕暗物质（DM）粒子可以是高能的，并且可以通过传统的直接探测实验来探测。对于一个恒定的DM-核子散射截面，由天基直接CR测量得到的电流约束可以达到$\mathcal{O}(10^{-31})\text{ cm}^{2}$。我们表明，如果CR能谱遵循$\sim E^{-3}$型幂律，导出的散射截面上的约束将是高度不敏感的DM粒子质量。这表明，由地基探测器间接测量的超高能CR（UHECR）可用于对超轻DM粒子进行约束，因为$E^{-3}$是UHECR能谱的一个非常好的近似，能量高达$\sim10^{20}\text{ eV}$。使用最近的UHECR通量数据，我们表明，目前的限制来自天基CR测量原则上可以扩展到远低于eV尺度的超轻DM粒子。
2021-07-11 astro-ph.CO hep-ph
On the Tau flavor of the cosmic neutrino flux
ICECUBE对高能宇宙中微子的观测开创了超越标准模型探索宇宙和新物理的新纪元。在标准图中，虽然大部分$ν_μ$和$ν_e$是在源中产生的，但振荡将产生$ν_τ$ { \it en route}。某些超越SM的场景，比如与超轻型DM的交互，可以改变这种情况。因此，宇宙中微子流的味道成分可以打开探索某些超出SM场景的可能性，否则是无法进入的。我们表明，$τ$味在中微子味中占有特殊的地位，在阐明新的物理。将ANITA观察到的两个异常事件解释为$ν_τ$事件，使得tau的味道更加有趣。我们研究了如何检测的两个tau事件的ICECUBE约束的中微子与超轻暗物质的相互作用，并讨论了这种相互作用的影响，甚至更高的能量宇宙中微子可探测的未来射电望远镜，如ARA，ARIANNA和GRAND。我们还重新审视了$3+1$中微子计划作为一个解决方案的两个异常ANITA事件，并澄清了一个误解，存在于文献中的高能中微子在物质中的演化的$3+1$计划与散射的可能性核。我们表明，现有的界限上的磁通量的$ν_τ$与EeV的能量排除了这种解决方案的ANITA事件。我们表明，$3+1$解决方案可以保存从这个约束和约束的额外的相对论自由度在早期宇宙中打开的中微子与超轻暗物质的相互作用。
2021-08-18 astro-ph.HE hep-ph
Connecting the Extremes: A Story of Supermassive Black Holes and Ultralight Dark Matter
在宇宙的第一个十亿年中，质量为$\mathcal O(10^9\,M_\odot)$的超稀有超大质量黑洞（SMBH）的形成仍然是天体物理学中的一个悬而未决的问题。与此同时，超轻的暗物质（DM）的质量附近的$\mathcal O(10^{-20}~\text{eV})$已被小规模DM分布的动机。虽然这种类型的DM是受各种天体物理学的考虑，某些观测可能指向适度的证据it. We提出了一个模型，在$\sim 10$千电子伏的温度下，一个封闭的一阶相变，促进生产的$\mathcal O(10^9\,M_\odot)$原始SMBHs。这样的相变也可以自然地导致一个有动机的超轻轴子DM候选者的隐含质量，这表明SMBH和超轻DM可能是同一宇宙硬币的两面。我们认为，从超辐射和修改$N_{\rm eff}$发现的限制和途径。在一般的基础上，我们也期待原始引力波-从假设的一阶相变-其特征在于频率为$\mathcal O(10^{-12}-10^{-9}~\text{Hz})$。这个频率范围在很大程度上是未知的，但如果原始的引力波在这个频率范围的高端，就像我们假设的限制相变的情况一样，脉冲星定时阵列可以访问。
2022-02-23 astro-ph.CO hep-ph
Refractive neutrino masses in the solar DM halo: Can the dark-LMA solution be revived?
该研究探讨了中微子与超轻暗物质相互作用导致折射质量的可能性，并分析了在太阳暗物质晕中中微子传播特性，旨在复兴暗LMA解。
2025-11-24 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Ultralight Axial Dark Matter
University of Maryland, College Park（马里兰大学帕克分校）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（珀due理论物理研究所）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文研究超轻轴矢量暗物质，通过其与费米子及光子的耦合增强自旋扭矩，并探讨实验探测途径，结果亦适用于弦理论中的Kalb-Ramond暗物质。
2026-09-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Photon Bremsstrahlung and Ultra-High-Energy Cosmic Ray
本文提出利用超高能宇宙线的轫致辐射效应探测暗光子，通过标准软光子计算表明超轻暗光子可导致质子显著能量损失，并给出可与现有观测比较的排除界限。
2024-02-11 astro-ph.HE hep-ph
Wading the String Bog: CMB Birefringence in the Swampland
University of Parma（帕尔马大学）；INFN Gruppo Collegato di Parma（意大利国家核物理研究所帕尔马联合小组）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
该研究提出宇宙双折射观测可检验沼泽地猜想，指出超轻标量双折射受弱引力猜想约束，薄轴子畴壁或能解释双折射，相关场景可通过POLARBEAR等实验区分。
2026-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Search for Radiative Decays of Cosmic Background Neutrino using Cosmic Infrared Background Energy Spectrum
我们建议通过将宇宙红外背景的光子能谱拟合到中微子辐射衰变和连续谱的光子能谱之和来寻找中微子辐射衰变。通过将AKARI和Spitzer观测到的宇宙红外背景能谱与中微子辐射衰变的光子能谱用极大似然方法进行比较，我们获得了$3.1 \times 10^{12}$至$3.8 \times 10^{12}$年的寿命下限为95%第三代中微子$ν_3$在$ν_3$质量范围50 \mmev和150 \mmev之间的置信水平中微子振荡测量。在左右对称模型中，对于$m_3$为50 \mmev的$ν_3$，预测其最小寿命为$1.5 \times 10^{17}$年。通过测量宇宙红外背景的连续能谱，研究了观测寿命为$1.5 \times 10^{17}$年的中微子辐射衰变的可行性。
2011-12-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Ultralight Fermionic Dark Matter
根据泡利不相容原理，特里梅因和冈恩的传统知识排除了轻于几百电子伏特的费米子暗物质。我们强调了一个简单的方法来逃避这个约束与大量的物种，导致许多非平凡的后果。在这种情况下，有许多不同种类的费米子具有准简并质量，并且与标准模型没有耦合。尽管如此，引力相互作用导致了在大型强子对撞机上测量宇宙射线、超新星、黑洞自旋和寿命的限制。我们发现，大型强子对撞机限制了不同的物种，玻色子或费米子轻于$\sim 500$ GeV的数量，为$N \lesssim 10^{62}$。这特别意味着，粗略简并的费米子暗物质必须比$\sim 10^{-14}$ eV重，从而使Tüsse-Gunn束缚松弛了$\sim 16$数量级。宇宙射线测量中对$\sim100$ TeV质量的约束稍弱，而黑洞观测中对质量$\lesssim10^{-10}$ eV的各种约束。我们考虑各种唯象的粒子种类的数量的界限。最后，我们注意到，存在关于量子引力的理论考虑，这可能会施加更严格的约束，可能会限制物理状态的数量到$N\lesssim 10^{32}$。
2021-03-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Prospective Sensitivities of Atom Interferometers to Gravitational Waves and Ultralight Dark Matter
我们调查了未来的灵敏度地面和星载原子干涉仪（AI）的宇宙和天体物理源产生的引力波（GW），超轻暗物质。讨论了地球探测器中的重力梯度噪声背景，以及星载探测器中的脉冲双星和小行星背景。我们将LIGO和LISA的灵敏度与AION陆地AI项目的100米和1公里阶段的灵敏度进行了比较，以及拟议中的AEDGE AI太空任务的两个选项，其中冷原子云位于航天器内部或外部，考虑到黑洞和中子星的合并，超新星，早期宇宙的相变，早期宇宙中的宇宙弦和量子波动可能产生了原始的黑洞。我们还回顾了AION和AEDGE探测超轻标量暗物质相干波的能力。
2021-12-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ex
Precise Capture Rates of Cosmic Neutrinos and Their Implications on Cosmology
我们探索的宇宙学效应，如中微子光谱扭曲的中微子去耦和中微子在我们的银河系中，通过宇宙中微子捕获氚的测量潜力。我们计算每个中微子物种的精确捕获率，包括宇宙学效应来探测它们。捕获率的精确估计也很重要，因为估计捕获率的偏差可能表明新的中微子物理学和/或宇宙的非标准演化。此外，我们还讨论了狄拉克和马约拉纳中微子的捕获率之间的精确差异，所需的能量分辨率，以检测每个中微子物种和宇宙中微子的光谱重建的方法，通过发射的电子光谱，重点是PIMMY实验。
2021-04-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Implication of nano-Hertz stochastic gravitational wave background on ultralight axion particles
针对脉冲星计时阵列观测到的随机引力波背景，研究通过分析克尔黑洞与超辐射轴子云构成的引力原子能级跃迁，结合贝叶斯分析支持约10⁻²¹eV超轻轴子解释，其质量与模糊暗物质典型值一致。
2024-11-29 astro-ph.HE hep-ph
Laboratory tests for the cosmic neutrino background using beta-decaying nuclei
我们指出，宇宙学遗迹中微子对中微子的泡利阻塞可能是一个重要的影响。对于零能量中微子，中微子背景温度和密度的标准参数给出了大约1/2的抑制。我们展示了这对三体β衰变的影响。这种效应的大小与最近提出的中微子在β衰变核上的捕获是同一量级的。
2009-01-22 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Lyman-alpha Constraints on Ultralight Scalar Dark Matter: Implications for the Early and Late Universe
我们调查标量暗物质（DM）的限制，通过分析莱曼α森林，探测结构形成在中小尺度，并通过研究其宇宙学后果在高和低红移。对于占总DM密度30%以上的标量DM，我们得到标量DM质量的下限m >~ 10^{-21} eV。这意味着初始场位移（或类轴子场的衰变常数）的上限为φ <~ 10^{16} GeV。我们还导出了宇宙暴胀的能量标度极限，并在标量DM存在的情况下建立了张量标量比r < 10^{-3}的上限。此外，我们表明，有非常小的空间，超轻标量DM解决“小规模危机”的冷DM不破坏莱曼α森林的结果。本文提出的约束条件可用于检验包含光标量场的一般理论。
2017-12-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Stellar Signals of a Baryon-Number-Violating Long-Range Force
提出超轻标量引发重子数破坏的长程力可导致天体核子寿命差异，产生太阳中微子通量与中子星加热等可观测效应，并指出其可作为超轻暗物质信号。
2023-04-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Neutrino Transition in Dark Matter
超轻的暗物质可能在中微子物理学中具有有趣的意义，近年来一直在积极研究。指出中微子-介质相互作用微扰一级跃迁中存在尚未探索的介质效应。本文导出了描述标准中微子振荡和新介质贡献的介质中中微子跃迁几率的一般公式。事实证明，这种效应比以往任何时候都更能约束模型参数空间。
2023-01-24 hep-ph
Ultralight axion or axion-like particle dark matter and 21-cm absorption signals in new physics
本文研究超轻轴子暗物质通过重子冷却和光子加热解释21厘米吸收信号，并发现加热效应消除了冷却产生的多余中微子种类数。
2025-10-16 hep-ph
Are We Looking at Neutrino Absorption Spectra at IceCube?
在冰立方观测到的高能中微子光谱可能表明超轻暗物质晕吸收了这种中微子。我们指出，这种光谱的各种功能可以解释这样的解释。对于光$Z^\prime$介导的$t$通道暗物质与中微子的相互作用，我们提出了一种新的机制，这些中微子在特定的能量吸收。这可以避免AGN模型预测能量超过PeV的大中微子通量。
2018-10-09 astro-ph.HE hep-ph
