Challenging the Stability of Light Millicharged Dark Matter
我们研究了携带微小电荷的轻玻色暗物质的宇宙学稳定性。在高占有数的类波态中，参数共振可以大大增强湮没为规范玻色子的过程。毫荷电粒子可以最低限度地耦合到光子，或者其电磁相互作用可以通过与无质量隐藏光子的动力学混合来介导。在直接耦合电流的情况下，对毫荷的观测约束比参数共振所产生的约束更强。对于动力学混合的情况（理论上优选的），参数空间的大区域受到参数共振的影响，至少导致暗物质场的碎裂，如果不是完全破坏的话。
2021-05-05 astro-ph.CO hep-ph
Probing Millicharged Dark Matter with Magnetometer Coupled to Circuit
该研究提出利用高灵敏度磁强计与共振和宽带读出电路耦合探测milli电荷暗物质（mDM）的新方法，通过两种磁场配置计算信号，对mDM耦合常数建立了前所未有的约束。
2025-04-13 hep-ph
Dark photon portal dark matter with the 21-cm anomaly
EDGES协作组报告了强吸收曲线，这表明氢气比预期的要冷。这可能是正常物质和暗物质（DM）之间非引力相互作用的特征，一个可能的解释是，一小部分毫荷电DM与正常物质散射，DM质量为数十MeV。为了获得小部分的毫荷电DM，同时又能容忍这些约束，本文研究了暗光子门标量和矢量的毫荷电DM。我们认为暗光子的质量略高于毫荷电DM质量的两倍，因此毫荷电DM在冻结期间主要在p波中湮灭，并且在共振附近湮灭增强。暗光子主要衰变为毫荷电的DM，轻子碰撞实验允许暗光子与SM粒子耦合。导出了相应的参数空间。未来的轻子碰撞实验可以通过产生不可见的暗光子来寻找毫荷电DM。
2019-01-02 astro-ph.CO hep-ph
Millicharged Particle Production During Late-Stage Stellar Evolution
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所（INFN）那不勒斯分部）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心 (DESY)）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；University of Hawai’i（夏威夷大学）；Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学物理与天文学系）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所（INFN）帕多瓦分部）
研究恒星晚期演化中millicharged粒子的产生机制，通过三种不同过程确定能量损失率，并提供适用于恒星演化的半解析拟合。
2026-04-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Direct Deflection of Millicharged Radiation
本研究提出利用超导射频腔的穿墙见光实验作为“直接偏转”实验搜寻微荷辐射背景，通过腔场引发微荷等离子体扰动并激发邻近屏蔽腔电磁场实现探测，未来Dark SRF实验可覆盖多数量级未探索参数空间。
2024-12-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
On direct observation of millicharged particles at $c$-$τ$ factories and other $e^+e^-$-colliders
本文提出在c-τ工厂等e+e-对撞机中通过径迹探测器内能量沉积直接观测非相对论性毫荷粒子，可将电荷灵敏度提升至电子电荷的3×10⁻³，并覆盖传统单光子加丢失能量方法无法探测的质量区域。
2023-04-11 hep-ph
Constraints on millicharged particles from nuclear gamma-decays
University of Minnesota（明尼苏达大学）
研究核反应堆中铀-239的伽马级联产生毫电荷粒子对，计算通量并利用电子反冲实验数据导出毫电荷上限，在0.7-2 MeV质量区间内最强。
2026-06-19 hep-ex hep-ph nucl-th
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
PPPC 4 DM$ν$: A Poor Particle Physicist Cookbook for Neutrinos from DM annihilations in the Sun
我们提供计算太阳中TeV级暗物质湮灭的中微子信号的成分和配方。对于每个湮灭通道和DM质量，我们提出的中微子在生产的能谱，包括：国家的最先进的能量损失的初级粒子在太阳物质中，次级中微子，电弱辐射。然后，我们提出了传播到地球后的光谱，包括（真空和物质）风味振荡和太阳物质的相互作用。我们还提供了一个数值计算的DM粒子在太阳中的捕获率。这些结果以数字形式提供。
2014-07-14 astro-ph.HE hep-ph
High Energy Electron Signals from Dark Matter Annihilation in the Sun
本文讨论了太阳内部或附近的暗物质湮灭产生的高能电子到达地球的两种机制。具体来说，如果DM湮灭成长寿命状态，或者如果暗物质非弹性散射，这将在太阳外留下一个暗物质的光环，电子就可以逃离太阳。这种局部化的电子源可能会影响实验观察到的光谱，这些实验的视场较窄，朝向太阳，如ATIC，不同于那些具有较大视场的实验，如费米。我们建议用现有的费米数据对这些可能性进行一个简单的测试，它比终态辐射的限制更敏感。如果被观测到，这样的信号将构成暗物质的明确特征。
2010-12-11 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
Effective field theory interpretation of searches for dark matter annihilation in the Sun with the IceCube Neutrino Observatory
我们提出了一个独立于模型的解释搜索暗物质湮灭在太阳使用有效场论的方法。我们确定了一组有效的运营商的自旋相关的散射的暗物质与质子在非相对论性的限制，并探讨简单的新的物理模型，这将引起这样的运营商。使用的限制自旋相关的散射截面设置的冰立方合作在他们的搜索太阳中的暗物质湮灭，我们得到的限制有效耦合和相应的质量的中介粒子。我们表明，冰立方搜索的有效场论解释提供了补充的遗物密度观测和搜索在大型强子对撞机的暗物质的限制。最后，我们讨论了天体物理不确定性对我们结果的影响。
2014-11-27 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
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
High-energy neutrino signals from the Sun in dark matter scenarios with internal bremsstrahlung
我们调查的前景，观察高能中微子信号从暗物质湮灭在太阳的情况下，暗物质是一个马约拉纳费米子耦合到夸克和色标量通过汤川耦合。在这种最小的情况下，太阳中的暗物质捕获和湮灭可以在单个框架中进行研究。我们发现，对于小的和中等的质量分裂之间的暗物质和有色标量，2至3湮灭$q \bar q g$中起着核心作用的捕获暗物质粒子的数量的计算。另一方面，2 - 3次湮灭到$q \bar q Z$中，尽管它的分支分数很小，但在最高能量下，对地球上中微子通量的贡献最大。我们使用IceCube观测太阳的模型参数计算的限制，我们讨论了它们的相互作用与平衡的捕获和湮灭在太阳和热暗物质生产的要求。我们还比较了IceCube的限制，从直接检测，反质子测量和对撞机搜索的限制。
2013-12-18 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
Neutrino-induced Muon Fluxes from Neutralino Annihilations in the Sun and in the Earth
利用中性伴子湮灭产物注入太阳和地球的情况，计算了中微子在地球表面引起的μ子通量。通过太阳中微子传播的改进治疗进行和结果是在一个易于使用的参数化。对于显式超对称模型，证明了一个可观测的中性伴子湮灭信号。
1995-04-03 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
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
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 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 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
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
Dark Matter Searches for Monoenergetic Neutrinos Arising from Stopped Meson Decay in the Sun
暗物质在被太阳核散射后可以被太阳引力捕获。在太阳中心捕获和积累的暗物质的湮灭可能会导致暗物质最可检测和识别的信号之一。对湮灭产物衰变中产生的高能中微子的研究对暗物质与原子核的自旋相关散射截面产生了极强的竞争性约束。近年来，由暗物质湮灭产生的低能中微子信号被认为是一种竞争和互补的搜索策略。这些高多重性的强子簇射产生了大量的π介子，它们将在太阳中停留并衰变，从而产生独特的亚GeV中微子信号。在这里，我们改进了以前的工作，考虑单能中微子信号所产生的π介子和K介子衰变。我们考虑在液体闪烁，液氩，水切伦科夫探测器搜索，并找到非常有竞争力的灵敏度为几个GeV的暗物质质量。
2015-11-25 astro-ph.HE hep-ph
Effect of polarisation and choice of event generator on spectra from dark matter annihilations
如果要使用间接探测搜索来区分暗物质粒子模型，那么了解次级粒子（如中微子、带电反粒子和本地宇宙中暗物质湮灭产生的伽马射线）的预期能谱至关重要。在这项工作中，我们研究了事件发生器的选择和最终状态粒子的极化对这些预测的影响。对于各种湮灭通道和暗物质质量，我们比较了与Pythia 8和Herwig 7的所有上述二次粒子物种的产量。我们调查如何极化的最终状态可以改变这些结果，并做了广泛的研究如何极化可以影响预期的中微子通量从暗物质湮灭在太阳的中心。我们发现，事件发生器之间的差异是较大的强子最终产品，如反质子，比轻子最终产品的产量。关于极化，我们相反地发现轻子谱的最大差异。轻子光谱的巨大差异表明，在从太阳中的暗物质湮灭中寻找中微子时，包括极化效应的重要性。然而，我们发现这些差异最终会被太阳中中微子的传播效应所抵消。
2020-01-13 astro-ph.HE hep-ph
$B_s \to μ^+ μ^-$ and the upward-going muon flux from the WIMP annihilation in the sun or the earth
我们考虑了太阳和地球内核中由于WIMP湮灭而产生的上行μ子通量，包括$B_s \to μ^+ μ^-$衰变分支比的上界。我们发现，从$B_s \to μ^+ μ^-$的约束是非常强的，在大多数参数空间，并排除了超重力参数空间区域的预期上行μ子通量的预期范围内的AMANDA II。
2005-06-13 hep-ph
A novel way of constraining WIMPs annihilations in the Sun: MeV neutrinos
积累在太阳中的暗物质粒子湮灭会产生高能中微子流，中微子望远镜和探测器探测的前景已经在文献中广泛讨论。然而，对于湮灭成标准模型粒子，也会有一个在MeV范围内的中微子通量，来自μ子和带正电的π子的静止衰变。这些低能中微子以前从未被考虑过，它们也为将太阳中的暗物质湮灭限制为e+e-、mu+mu-或轻夸克提供了可能性。在这里，我们进行了详细的分析，使用最近的超级神冈数据在几十兆电子伏的范围内设置限制的WIMP-核子散射截面为不同的湮灭通道和计算WIMP的蒸发率从太阳的散射截面的所有值在一个一致的方式。
2013-08-15 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
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
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
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
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
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
Velocity-dependent self-interacting dark matter from thermal freeze-out and tests in direct detections
在文献中，一小部分的毫荷电暗物质（DM）被认为是对宇宙黎明时21厘米吸收增强的解释。在这里，我们专注于DM的主要组成部分是自相互作用的暗物质（SIDM）的情况下，由小尺度问题的动机。对于SIDM的自相互作用是兼容的从矮到集群规模，速度依赖的自相互作用介导的轻标量$ϕ$被认为是。对于费米子SIDM $Ψ$，主湮没模$Ψ\barΨ \to ϕϕ$是一个$p -$波过程.早期宇宙中SIDM $\rightleftarrows ϕ\rightleftarrows$标准模型（SM）粒子的热跃迁为$ϕ$与SM粒子的耦合设置了一个下限，这一下限已被DM直接探测所排除，在这里我们考虑SIDM通过毫荷电DM处于热平衡。对于$m_ϕ>$ 2毫荷电DM质量，$ϕ$可以快速衰变，避免多余的能量注入到大爆炸核合成中。因此，$ϕ-$ SM粒子耦合可能非常微小，并逃避DM直接检测。弱相互作用大质量粒子（WIMP）与原子核接触散射的图象不能用于SIDM与光介质的散射，本文探索了一种将WIMP搜索结果转化为直接探测SIDM的方法.
2020-01-16 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Directional Searches at DUNE for Sub-GeV Monoenergetic Neutrinos Arising from Dark Matter Annihilation in the Sun
我们考虑使用的方向性在寻找单能亚GeV中微子所产生的衰变停止K介子，这可以产生的暗物质湮灭在太阳的核心。当这些中微子在中微子探测器上与原子核发生带电相互作用时，它们通常会射出一个质子，这个质子在正向方向上的峰值很高。这个轨迹的方向可以在DUNE测量，允许通过比较源上和源外事件率来区分信号和背景。我们发现，方向信息可以提高信号与背景的比例高达5倍。
2017-01-11 hep-ph
On the Sunyaev-Zel'dovich effect from dark matter annihilation or decay in galaxy clusters
我们重新审视了探测由暗物质湮灭或衰变引起的Sunyaev Zel'dovich效应的前景。我们表明，与DM属性的标准（甚至极端）的假设，与相对论电子注入DM湮没或衰变的光学深度是远远小于与热电子，当平均超过当前和未来的实验的角分辨率。例如，我们发现：$τ_{\rm DM} \sim 10^{-9}-10^{-5}$（取决于假设）的$\mchi = 1$ GeV和密度分布$ρ\propto r^{-1}$的模板集群位于50 Mpc和$10"$的角分辨率内观察，相比$τ_{\rm th}\sim 10^{-3}-10^{-2}$。这一点，再加上一个完整的光谱分析，使我们能够证明，对于一个模板集群与通用属性，SZ效应由于DM湮灭或衰变是远远低于普朗克卫星的灵敏度。这与先前关于更重的湮灭DM粒子的说法不同。如果DM是由较轻的粒子，从511 keV的湮灭截面或衰变率的观测电流的限制仍然阻止可检测的SZ效应。最后，我们表明，空间扩散设置了几个千分之一秒钟的电子分布的核心，即使是非常尖的DM公司，这样，提高仪器的角分辨率，例如，ALMA，并不一定提高检测电位。我们提供了有用的分析公式参数化的DM质量，衰变率或湮没截面和DM晕功能，允许快速估计的SZ效应引起的任何给定的候选人和任何DM晕配置文件。
2010-01-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gamma Rays from Near-Solar WIMP Annihilations
如果弱相互作用的大质量粒子（WIMP）构成了银河系的暗物质晕，那么高密度的这种粒子将存在于大质量天体（如太阳）附近。由此产生的湮灭被认为会产生中微子、伽马射线和其他衰变产物。如果这种湮灭有任何显著的部分发生在太阳之外，那么地球上的探测器就可以观测到伽马射线。本文描述了一个计算，以确定发生在太阳以外的太阳捕获的WIMP零日的分数。这一结果对实验搜索的影响进行了讨论。我们发现，探测近太阳WIMP湮灭γ射线的前景是很差的。
2001-03-26 hep-ph
Muons from Neutralino Annihilations in the Sun: Flipped SU(5)
我们考虑了两类超对称翻转SU（5）模型，它们具有引力介导的超对称破缺，使得热中性伴子残余丰度提供了宇宙中观测到的暗物质密度。我们估计的μ介子通量所引起的中微子产生的中性粒子湮灭在太阳和讨论的前景，在冰立方/深核实验检测这种通量。我们还提供了相应的通量在约束最小超对称标准模型和非通用希格斯模型的比较。确定了IceCube/DeepCore实验可以探索的参数空间中的区域。
2011-04-29 astro-ph.CO hep-ph
Monochromatic Neutrino Signals from Dark Matter Annihilation
太阳中的暗物质湮灭到中微子-反中微子对在中微子探测器如冰立方和KM 3中有显著的特征。我们对中微子从太阳中心传播到地球后的信号进行了独立于模型的研究。太阳中一个大的自旋相关DM捕获截面使得发现前景强劲。
2007-12-11 astro-ph hep-ph
Out-going Muon Flux from Neutralino Annihilation in the Sun and the Earth in Supergravity Unification
给出了超引力统一中中性伴子在日地中心湮灭时的μ介子出射通量的预言。分析了输入数据不确定性的影响。结果表明，从太阳和地球的出射μ介子通量测量是互补的，与地球提供了一个更大的流量为低值的微调和太阳提供了一个更大的流量为高值的微调，只有两者的组合可以有利地竞争与直接检测测量。预测与最近的限制从BAIKAL NT-96，MACRO，和BAKSAN。
1999-05-04 astro-ph hep-ex 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
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
Multi-Component Dark Matter Systems and Their Observation Prospects
在一个三分量的暗物质系统中，除了考虑标准的暗物质湮灭外，还考虑了暗物质粒子的转换和半湮灭。我们发现DM的残余丰度对这些非标准DM湮灭过程非常敏感，这是最近发现的双组分DM系统。为了考虑一个三分量DM系统的具体模型，我们在Ma的辐射跷跷板模型中加入一个Majorana费米子χ和一个实标量玻色子χ，得到一个Z_2 \times Z '_2 DM稳定对称性，其中DM粒子是惰性的希格斯玻色子玻色子，χ和χ。它示出了如何允许的参数空间，以前获得的情况下的χ和χ，变化。这个模型中的半湮灭过程产生单色中微子。估计了冰立方对这些来自太阳的单色中微子的观测率。来自太阳的高能单色中微子的观测可能表明一个多组分DM系统。
2012-12-07 astro-ph.HE hep-ph
Enhanced neutrino signals from dark matter annihilation in the Sun via metastable mediators
我们计算了太阳中隐蔽的暗物质湮灭产生的中微子信号。在这类模型中，暗物质首先湮灭为亚稳态介质，随后衰变为标准模型粒子。如果介质的寿命很长，它们将在衰变之前从致密的太阳核心传播出去。高能中微子在太阳中被吸收。在中微子直接在太阳中心产生的标准情况下，吸收与E > 100 GeV有关，导致超过E ~ 1 TeV的中微子光谱受到显著抑制。在与世隔绝的暗物质场景中，中微子信号被大大增强，因为中微子以较低的密度从核心注入。由于太阳密度随半径呈指数下降，亚稳态介质对中微子通量有显着影响，即使衰变长度与太阳半径相比很小。此外，由于中微子探测的截面随能量的增加而增加，中微子光谱高能区的增强将对整个事件发生率产生很大的影响。
2011-07-19 astro-ph.CO hep-ph
Flavoring Monochromatic Neutrino Flux from Dark Matter Annihilation
众所周知，如果暗物质（DM）粒子从太阳内部的原子核散射的截面足够大，太阳可以捕获DM粒子。原则上，太阳内部DM对的湮灭可以导致中微子望远镜探测到相对较大的中微子通量。如果湮灭直接产生中微子对，地球上的中微子流将是单色的。在这种情况下，振荡概率中的振荡项导致检测到的事件的新的季节性变化，其对初始风味成分敏感。在本文中，我们提出了两个模型，预测这样一个可检测的单色中微子流量从DM湮灭。模型I，这是基于增强的II型跷跷板机制，预测由$(m_ν)_{αβ}$确定的单色通量的风味组合物。在模型II中，DM对首先湮灭为一对无菌中微子，这对无菌中微子振荡为活性中微子，其风味成分由活性-无菌中微子混合的风味结构决定。
2012-02-23 hep-ph
Prospects for dark matter detection with IceCube in the context of the CMSSM
我们详细研究了冰立方中微子望远镜（80串）的标称配置的能力，以探测当前对撞机和宇宙学数据所青睐的约束MSSM（CMSSM）的参数空间。采用保守的假设星系晕模型和预期的实验性能，我们发现，冰立方有2%和12%之间的概率实现5西格玛探测太阳中的暗物质湮灭，这取决于选择的标量和高根质量的先验和天体物理学的假设。我们确定了最重要的湮灭通道在CMSSM参数空间有利于电流约束，我们证明，假设信号是由一个单一的湮灭通道占主导地位，可以导致大的系统误差推断的WIMP湮灭截面。我们证明，约66%的CMSSM参数空间违反了太阳中心捕获和湮灭之间的平衡条件。通过将我们的预测与直接探测方法进行交叉关联，我们得出结论，如果冰立方确实探测到了来自太阳的高显著性中微子通量，而直接探测实验没有发现大于5x 10 ^{-9} pb的自旋无关截面sigma_SI^p以上的信号，那么CMSSM将非常不利，因为标准天体物理学假设是WIMP分布。该结果对于先验的改变是稳健的。我们认为，IceCube的低能DeepCore扩展将是关注参数空间相关CMSSM领域的理想工具。
2009-07-27 astro-ph.HE hep-ph
High energy neutrinos from neutralino annihilations in the Sun
太阳中的中性伴子湮灭为弱玻色子和顶夸克对，导致高能中微子，这些中微子可以被冰立方和KM 3实验在寻找中性伴子暗物质时探测到。我们计算了真实和虚拟的WW，ZZ，Zh，和$t \bar t$的产生和衰变的中微子信号，占自旋依赖的矩阵元素，这可能会有重要的影响中微子能谱。我们考虑到中微子传播，包括中微子振荡，物质共振，吸收，和nu_tau再生效应在太阳和评估中微子通量在地球上。我们专注于引人注目的焦点（FP）区域的超引力模型，再现了观察到的暗物质遗迹密度。在FP区，最轻的中性伴子有一个大的双-希格斯诺混合物，这导致了高中微子通量，太阳中自旋相关的中性伴子捕获率比自旋无关的捕获率提高了10^3。对于中性伴子捕获的标准估计，对于M_Z以上直到400 GeV的中性伴子质量，IceCube中的μ子信号率在大气中微子背景上是可识别的。
2007-11-02 astro-ph hep-ph
Tracing Tau-Neutrinos from WIMP-Annihilation
弱相互作用大质量粒子（WIMP）在地球和太阳中的积累和湮灭可以通过由此产生的中微子信号来观察。我们表明，对于某些部分的超对称参数空间，目前和未来的中微子望远镜可以预期更高的事件率，由于τ中微子比由于μ子中微子的事件。我们展示了如何$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡，并在太阳散射，吸收和再生的情况下，修改信号的期望。我们发现，大多数目前提出的中性伴子模型预测相等或增加的μ子通量，如果$ν_τ\leftrightarrowν_μ$振荡包括在内。
2001-05-10 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
Neutrino Fluxes from NUHM LSP Annihilations in the Sun
我们扩展了我们以前的研究，预计从中性中微子LSP湮灭太阳内部的中微子通量，包括变种的最小超对称扩展的标准模型（MSSM）与夸克，slepton和gaugino质量约束是普遍的大统一体尺度，但允许一个或两个非普遍的超对称性破坏参数贡献的希格斯质量（NUHM 1，2）。在具有普适希格斯质量的约束MSSM（CMSSM）中，NUHM参数空间中有很大的区域太阳内部的LSP密度不平衡，因此湮灭率可能远低于捕获率，也有很大的区域捕获率不受自旋相关LSP-质子散射的支配。NUHM中可能的光谱在性质上与CMSSM中的光谱相似。我们计算中微子引起的μ介子通量高于10 GeV的阈值能量，适合冰立方/深核探测器，NUHM产生正确的宇宙学遗迹密度的NUHM参数的代表性选择的点。我们发现，IceCube/DeepCore探测器可以探测NUHM参数空间的区域，除了类似的焦点带和从CMSSM熟悉的共湮灭带的尖端。这些区域包括增强的希格斯诺-高更诺混合的LSP组成，发生在中性伴子质量本征态交叉。另一方面，快速湮灭漏斗区一般产生的中微子通量小得无法观测。
2011-04-27 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter annihilation and non-thermal Sunyaev-Zel'dovich effect: II. dwarf spheroidal galaxy
计算了矮球状星系中由暗物质湮灭（Sunyaev-Zel'dovich效应）产生的高能电子和正电子引起的CMB温度畸变。在计算中，我们包括了两个以前被忽略的重要影响.首先，我们表明，能量小于GeV的电子-正电子对，这是在以前的计算中被忽略，可以贡献一个显着的分数的总信号。其次，我们还考虑了扩散损失的全部影响，它可以显着降低尖锥晕中心的电子-正电子对的密度。对于中性伴子，我们证实，检测这种SZ效应是超出了目前的能力，甚至下一代的实验。在光暗物质（LDM）的情况下，信号要大得多，但即使在这种情况下，它也只能用下一代实验（如ALMA）勉强检测到。我们的结论是，类似的情况下，星系团，在矮星系的$SZ_2DM}$效应是不是一个强大的探测DM湮灭。
2010-10-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Antimatter Bounds by Anti-Asteroids annihilations on Planets and Sun
银河系中反物质星的存在可能是具有非均匀重子合成的暴胀模型的标志，反物质宇宙射线以及它们在我们的星系晕中的次级扩散体（反行星和反陨石）可能会留下痕迹。反陨石流可能会在月球土壤以及地球、木星和太阳大气层上碰撞，留下爆炸性的伽马信号。然而，在星系中的传播和随之而来的星系物质气体的蒸发抑制了最轻的（m < 10^（-2）g）反陨石。在狭窄的质量窗口内，较大的反陨石的各向异性湮灭，可能很少偏转，被银河系气体盘反弹，逃避我们太阳系的检测。然而，最重的反陨石（m > 10^（-1）g，高达10^（6）g）无法被稀薄的银河系气体表面湮灭偏转;它们可能会撞击太阳（或很少撞击木星），导致爆炸性伽马事件，并在色球层和光球层上留下一条壮观的轨道，伴随着反弹，甚至是推进性湮灭。它们在π介子中的反核湮灭和最后的硬γ簇射可能被观测为“太阳耀斑“，其速率几乎与观测到的相当。由于它们的缺失，我们可以推断出反物质-物质比接近或低于10^（-9）的界限：BATSE星表中已经记录的数据可能适用。
2002-07-19 astro-ph hep-ph nucl-th
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
Neutrino Fluxes from CMSSM LSP Annihilations in the Sun
我们评估的中微子通量预计从太阳内部的中性中微子LSP湮灭，在最小的超对称扩展的标准模型与超对称破缺标量和gaugino质量约束是普遍的在大统一尺度（CMSSM）。我们发现在典型的CMSSM $(m_{1/2}, m_0)$平面上有很大的区域，太阳内部的LSP密度不平衡，因此湮灭率可能远低于俘获率。我们发现中微子通量在20%的水平上依赖于太阳模型，并采用Serenelli等人的AGSS 09模型进行详细的研究。我们发现，在CMSSM $(m_{1/2}, m_0)$平面的大区域中，捕获率不受自旋相关的LSP-质子散射的支配，例如，沿CMSSM共湮灭带的大$m_{1/2}$。我们计算了沿共湮灭/快速湮灭和聚焦点带的点的各种阈值能量以上的中微子通量，其中CMSSM产生了正确的宇宙学遗迹密度tan（β）= 10和55 $μ$ > 0，探索它们对自旋相关和独立散射矩阵元的不确定性的敏感性。我们还提出了详细的中微子光谱的四个基准模型，说明通用的CMSSM内的可能性。扫描CMSSM参数空间中有利于宇宙学的部分，我们发现IceCube/DeepCore探测器最多只能探测这个参数空间的一部分，特别是焦点区域，也可能在共湮灭带的低质量尖端。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
