The Poker Face of Inelastic Dark Matter: Prospects at Upcoming Direct Detection Experiments
的XENON100和CRESST实验将直接测试非弹性暗物质的DAMA的8.9？西格马异常本文讨论了直接探测实验的预测如何依赖于淬火因子测量的不确定性，暗物质与标准模型的相互作用和晕速度分布。当考虑到这些不确定性时，CRESST和XENON100的预期事件数量会出现一个数量级的变化。
2010-08-13 astro-ph.CO hep-ph
WIMP dark matter candidates and searches - current status and future prospects
我们回顾了当前暗物质理论和实验的几个方面。我们概述了目前的实验状态，其中包括目前的界限和最近的索赔和暗示的一个可能的信号在广泛的实验：直接检测地下实验室，伽马射线，宇宙射线，X射线，中微子望远镜，和大型强子对撞机。我们简要回顾了几个可能的候选粒子弱相互作用大质量粒子（WIMP）和暗物质，最近被认为是在文献中。我们特别关注最轻的超对称中性伴子，因为它仍然是暗物质的最佳候选者，也显示出良好的检测前景。最后，我们简要地回顾了一些替代方案，可以大大改变性能和前景的标准热WIMP范式内获得的暗物质的检测。
2018-06-04 astro-ph.CO hep-ph
Discovery prospects with the Dark-photons & Axion-Like particles Interferometer
本文介绍处于设计原型阶段的DALI干涉仪，它将在泰德天文台探测25–250μeV质量的轴子暗物质，还可探测暗区光子、约束随机引力波背景，未来将在多物理领域发挥作用。
2024-03-06 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Detecting Gamma-Ray Anisotropies from Decaying Dark Matter: Prospects for Fermi LAT
衰变的暗物质粒子可以被间接探测到，因为在弥漫的河外伽马射线背景的能谱中，它超过了简单的幂律。此外，由于地球不是位于银河系暗物质晕的中心，从暗物质衰变的扩散伽马射线通量的外来贡献预计是各向异性的，提供了一个补充的方法，间接寻找衰变的暗物质粒子。在本文中，我们详细讨论了预期的偶极类各向异性的暗物质信号，也考虑到辐射的逆康普顿散射的电子和正电子从暗物质衰变。伽马射线通量各向异性的另一个来源是宇宙尺度上的暗物质密度波动。我们计算了相应的角功率谱的伽玛射线通量和评论的观测前景。最后，我们计算预期的各向异性的衰减暗物质的情况下，可以重现电子/正电子过剩的PAMELA和费米LAT报告，我们估计在不久的将来检测预测的伽马射线各向异性的前景。
2009-12-14 astro-ph.CO hep-ph
Discovery prospects for heavy dark matter in KAGRA
讨论了在神冈引力波探测器（KAGRA）中发现具有Yukawa类长程相互作用的千克级暗物质的前景。我们认为，相互作用的范围是在公里的数量级，因此，暗物质可以同时与多个KAGRA镜相互作用。在许多情况下，感应的信号应变由低于约130 Hz的频率支配。由于探测器的几何形状，有一些很强的方向灵敏度。事实证明，KAGRA将能够在几年的运行时间内限制这种暗物质。根据我们的一系列假设，我们预计KAGRA每年可以检测到10公斤暗物质的几个事件，汤川相互作用的范围为10公里，有效耦合常数约为$10^6$。
2023-03-04 hep-ex hep-ph
Relic abundance and detection prospects of neutralino dark matter in mirage mediation
我们分析了中性伴子暗物质的热遗迹丰度，并讨论了它在海市蜃楼调解中的直接和间接探测的未来前景。
2006-10-27 hep-ph
Prospecting bipartite Dark Matter through Gravitational Waves
本文提出由 SU(2)_L 三重态标量与单态类矢量 Dirac 费米子构成的双组分暗物质模型，发现满足暗物质约束的强一阶电弱相变区域可产生被未来空间引力波探测器观测的信号。
2025-05-15 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
New Physics in the Rayleigh-Jeans Tail of the CMB
我们发现，尽管严格的约束的CMB频谱的主要部分的形状，有相当大的空间，其修改内的瑞利-牛仔裤（RJ）端，$ω\ll T_{\rm CMB}$。我们构建了明确的新物理模型，给出了一个顺序（或更大）的增加的光子计数在RJ尾，这可以通过现有的和即将到来的实验，旨在检测宇宙学的21厘米发射/吸收信号进行测试。这类模型规定了不稳定粒子衰变为暗光子$A'$，暗光子具有小质量（$m_{A'} \sim 10^{-14} - 10^{-9}$ eV）、与电磁的非零混合角$ε$和远小于$T_{\rm CMB}$的能量。暗光子的非热数密度可以比CMB光子的数密度高许多个数量级，并且对于小到$ε\sim 10^{-9}$的值，甚至小概率的$A'\to A$振荡也可以显著增加RJ光子的数量。特别是，我们表明，共振振荡的暗光子到经常的光子在红移的间隔$20 < z < 1700$可以调用作为一个解释最近的试探性观察强于预期的21厘米光子的吸收信号。我们提出了一个实现这种可能性的模型，其中毫电子伏特质量的暗物质衰变为暗光子，其寿命长于宇宙的年龄。
2018-09-13 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for searches for Higgs boson decays to dark photons at the ILC
一个有趣的暗物质模型涉及到一个隐藏的扇区，它与标准模型（SM）场解耦，除了一些门户相互作用。这一点的具体实现是隐藏阿贝尔希格斯模型，它导致SM希格斯玻色子玻色子衰变为一对新的玻色子，称为$Z_{\mathrm{d}}$或暗光子。本说明探讨了在ILC中寻找这种暗光子的前景与$\sqrt{s}=250$ GeV，其中暗光子迅速衰减。对于$H\rightarrow Z_{\mathrm{d}}Z_{\mathrm{d}}\rightarrow 4\ell$（$\ell = e,μ$）的最终状态，它密切关注最近在大型强子对撞机的类似搜索，而对于$2\ell2j$和$4j$的最终状态，使用多变量分析方法。这项研究尚未得到SiD财团的批准。
2022-03-15 hep-ex hep-ph
Prospects on searches for baryonic Dark Matter produced in $b$-hadron decays at LHCb
最近提出了一个可以同时解释宇宙中暗物质遗迹密度和物质-反物质不平衡的模型。该模型需要$b$ -强子分支分数在每千分之一的水平暗物质。$b$ -强子衰变为暗扇形重子$ψ_{\rm{DS}}$，其质量在$940$ MeV/c $^{2} \leq m(ψ_{\rm{DS}}) \leq 4430$ MeV/c $^{2}$区域.在本文中，我们讨论了LHCb实验的灵敏度，以寻找这种黑暗的重子，涵盖不同类型的拓扑结构，并给出了对LHC的1993年和4，以及拟议的第二阶段升级的前景。我们表明，LHCb实验可以覆盖整个质量范围的假设的暗重子。
2021-11-03 hep-ex hep-ph
WISP Dark Matter eXperiment and Prospects for Broadband Dark Matter Searches in the $1\,μ$eV--$10\,$meV Mass Range
在过去的二十年里，由弱相互作用的细长（或亚电子伏）粒子（WISPs）组成的轻冷暗物质一直是大量研究的焦点。质量在$0.1\,μ$ eV- $100\,$ meV的QCD轴子和类轴子粒子是暗物质粒子的强有力候选者，还有质量低于$\lesssim 100\,$ meV的隐藏光子。这激发了该领域的几项新举措，包括WISP暗物质实验（WISPDMX）和在大体积室中使用辐射测量进行宽带WISP搜索的新概念方法。这些实验的第一个结果和未来的前景进行了讨论。
2014-10-23 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Light Dark Matter Detection Prospects at Neutrino Experiments
我们认为，通过直接湮灭中微子的相对轻的暗物质的检测前景。我们特别关注水切伦科夫和液体闪烁中微子探测设备的检测可能性。我们发现，特别是液体闪烁体探测器可能提供良好的检测前景暗物质在4-10 GeV的质量范围。这些实验可以为DAMA/LIBRA年度调制信号提供出色的佐证检查，但在任何情况下都可能产生低质量暗物质的结果。我们确定了重要的测试的比例，电子μ中微子事件（中微子与反中微子事件），歧视背景大气中微子。此外，由μ子中微子或反中微子（$R_μ$和$R_{\bar μ}$）引起的事件的分数可能会产生关于假设的暗物质湮灭分支到不同中微子口味的信息。这些结果也适用于二次和三次衰变的中微子，但探测能力会降低。
2010-04-13 hep-ex hep-ph
Prospects for Finding Sterile Neutrino Dark Matter at KATRIN
我们讨论在什么情况下，在即将到来的实验室寻找千电子伏级的无菌中微子的信号将与这些粒子是相当大的一部分或全部的暗物质兼容。在KATRIN/Tristan实验上可以访问的参数空间中，需要放宽强X射线限制，并避免暗物质的过度产生。我们讨论了推迟生产的暗物质到较低的温度，减少无菌中微子的贡献暗物质，并减少分支比的光子和活性中微子通过取消一个新的物理图。Dodelson-Widrow和Shi-Fuller两种产生无菌中微子暗物质的机制都被考虑。作为最后一个异国情调的例子，CPT违反的潜在后果进行了讨论。
2021-12-24 astro-ph.CO hep-ph
Signatures of dark Higgs boson in light fermionic dark matter scenarios
基于光（亚GeV）费米子的热暗物质场景通常需要存在一个额外的暗扇区，其中包含一个大质量的暗光子和一个暗希格斯玻色子。后者产生暗光子质量和暗扇区费米子的附加质量项。这种简单的装置在高强度加速器实验中具有丰富的现象学和光明的探测前景。我们指出，除了研究的伪狄拉克制度，该模型可以实现正确的遗物密度在三种不同的情况下，并详细检查其性质和实验前景。我们特别强调暗希格斯玻色子对探测前景和宇宙学边界的影响。
2018-07-26 hep-ex hep-ph
Prospects for Dark Matter Search at the Super c-tau Factory
该研究探讨Super c-tau Factory通过亲轻子标量和暗光子介导过程搜寻轻暗物质的前景，分析τ轻子与介导粒子协同产生过程，证实其可在4 GeV以下未排除参数空间实现有效搜寻。
2022-08-13 hep-ex hep-ph
Prospects for Axion Dark Matter Searches at LISA-like Interferometers
本文提出修改LISA-like干涉仪星间激光链路偏振态以探测axion暗物质诱导的双折射效应，利用Sagnac组合推导灵敏度，发现下一代空间干涉仪对$10^{-19} - 10^{-14}~\ ext{eV}$质量的axion-光子耦合具有高灵敏度。
2025-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for direct detection of dark matter in an effective theory approach
我们执行的第一个全面的分析的前景直接检测暗物质与未来的吨级探测器在一般的11维有效理论的isoscope暗物质-核子相互作用介导的重自旋1或自旋0粒子。该理论除了包含常见的自旋无关和自旋相关算符外，还包含了8个动量和速度相关的暗物质-核子相互作用算符。从一个杂色样本的27个基准点中选择的参数空间的理论，我们模拟独立的合成数据集吨级锗和氙探测器。从合成的数据，然后提取的边缘后验概率密度函数和轮廓似然模型参数。相关的贝叶斯可信区域和频率置信区间使我们能够评估在27个基准点直接探测暗物质的前景。首先，我们分析数据假设正确的暗物质核子相互作用类型的知识，因为它是常见的自旋无关和自旋相关的相互作用。然后，我们分析了模拟提取的暗物质-核子相互作用类型的数据直接，在标准的分析。第二种方法需要对暗物质-核子有效理论的全部11维参数空间进行广泛的探索。有趣的是，我们确定了5个方案，其中暗物质质量和暗物质-核子相互作用类型可以同时从数据中重建。我们强调直接从数据中提取暗物质核子相互作用类型的重要性，讨论了解决这个复杂的11维问题的主要挑战。
2015-07-17 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for dark matter detection with inelastic transitions of xenon
在直接探测实验中，暗物质可以散射并激发原子核到低激发态。该特征与正则弹性散射信号不同，因为非弹性信号也包含从核的随后的迅速去激发沉积的能量。弹性和非弹性信号的测量将允许单个实验区分自旋无关和自旋相关的相互作用。对于第一次，我们的非弹性信号的两相氙探测器中，暗物质非弹性散射的氙-129或氙-131同位素。我们这样做，通过实施一个典型的吨级两相氙探测器的现实模拟，并仔细估计相关的背景信号。通过我们的探测器模拟，我们探索了来自轴向矢量相互作用的非弹性信号是否可以用即将到来的吨级探测器检测到。我们发现，两相探测器允许信号和背景之间的一些歧视，使它有可能检测到暗物质，非弹性散射的暗物质的同位素超过约100 GeV的暗物质粒子的<$-129或<$-131。如果在两年的数据收集之后，XENON 1 T对弹性散射核的搜索没有发现暗物质存在的证据，那么从轴向矢量相互作用中检测到非弹性信号的可能性将几乎完全排除。
2016-05-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for Higgs- and Z-resonant Neutralino Dark Matter
在最小超对称标准模型中，质量分别为$m_χ\sim m_Z/2\sim 45$ GeV和$m_χ\sim m_h/2\sim 62$ GeV的中性伴子暗物质可以分别通过$Z$和Higgs共振湮灭获得热遗迹丰度$Ω_{χ_1}h^2\simeq 0.120$，同时避免了所有的电流约束.在所有其他超对称粒子和重希格斯玻色子玻色子解耦的限制下，这种情形的现象学仅由三个参数决定：比诺质量$M_1$、希格斯诺质量$μ$和$\tanβ$。在本文中，我们全面研究了寻找这种希格斯和$Z$共振中性伴子暗物质的限制和未来前景。它表明，几乎所有的参数空间的情况下，将探索补充LHC的电荷伴子和中性伴子的搜索，直接检测实验，希格斯不可见衰变搜索在ILC。
2015-10-19 hep-ex hep-ph
Prospects for Heavy WIMP Dark Matter Searches at Muon Colliders
总结暗物质模型约束的图可以帮助可视化同一种实验的不同搜索之间以及不同实验之间的协同作用。在这份白皮书中，我们提出了一个更新的欧洲战略简报书情节，从对撞机搜索的角度来看，在暗物质在能源前沿（EF10）斯诺马斯专题组，从未来的对撞机设施的输入开始。我们以目前使用暗物质工作组推荐的基准模型为LHC搜索绘制的图为起点，该工作组也用于欧洲战略简报书的BSM和暗物质章节。这些图也可以作为关于暗物质互补性的跨边界讨论的起点，并且可以作为这些讨论的结果进行更新。这是一份提交给APS Snowmass流程的EF10专题组白皮书。
2022-05-20 hep-ex hep-ph
Dark matter as the source of neutrino mass: theory overview and experimental prospects
Universidad Adolfo Ibáñez（阿道夫·伊巴涅斯大学）；Universitat de Valencia（瓦伦西亚大学）；CSIC（西班牙国家研究委员会）；INFN Cosenza（科森扎意大利国家核物理研究所）；Università della Calabria（卡拉布里亚大学）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等研究院）；Ramakrishna Mission Residential College (Autonomous)（罗摩克里希纳传教士寄宿学院（自治））
本文探讨了暗物质作为中微子质量来源的理论框架，并分析了实验验证的前景。
2026-02-19 astro-ph.CO hep-ph
Detection Prospects for Majorana Fermion WIMPless Dark Matter
我们考虑速度依赖和速度无关的贡献自旋相关（SD）和自旋无关（SI）的核散射（包括一个循环的修正）的WIMP无暗物质，在这种情况下，暗物质候选人是马约拉纳费米子。我们发现，自旋无关的散射只产生于混合的异国情调的squarks，或从速度依赖的条款。然而（与MSSM中性伴子WIMP的情况相反），我们发现了一类不能通过SI散射检测到的模型，但可以通过SD散射在IceCube/DeepCore检测到。我们研究了大范围的马约拉纳费米子WIMP无模型参数的SI和SD检测策略的检测前景。
2011-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Study of potential self-annihilation signal from dark matter particles in some prospective astrophysical dark matter sources
随着人们对间接探测暗物质特征的兴趣日益浓厚，本文旨在研究暗物质候选者的自湮灭信号。探测暗物质信号的方法有两方面，一方面，我们探测由暗物质粒子产生的伽马射线。另一方面，我们专注于互补的无线电特性。
2022-08-31 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for detection of target-dependent annual modulation in direct dark matter searches
在直接暗物质探测实验中，地球绕太阳的自转会对预期的散射率产生年度调制。作为由暗物质粒子赋予目标核的反冲能量$E_\text{R}$的函数的年度调制预期根据检测器材料而变化。然而，对于大多数相互作用，从$E_\text{R}$到$v_\text{min}$的变量变化，暗物质粒子必须具有的最小速度将固定的$E_\text{R}$传递到目标核，产生独立于目标元素的年度调制。我们最近表明，如果暗物质-核截面包含一个不可因子化的目标和暗物质速度依赖性，年度调制作为$v_\text{min}$的函数可以是目标依赖性的。在这里，我们更广泛地研究了目标相关调制的必要条件，其可观测性在当今的实验，以及在何种程度上假定的信号可以识别一个暗物质核微分截面与非factorizable依赖于暗物质速度。
2015-12-12 astro-ph.CO hep-ph
On the Prospects for Detecting a Net Photon Circular Polarization Produced by Decaying Dark Matter
如果暗物质与标准模型粒子的相互作用是$CP$破坏的，那么暗物质湮灭/衰变可以产生具有净圆偏振的光子。我们认为，这种圆偏振的实验检测证据的前景。我们确定的暗物质与标准模型的相互作用的最佳模型，从净偏振的可检测性的角度来看，无论是对称或不对称的暗物质的情况下。我们发现，对于对称的暗物质，净极化的证据可以通过搜索银河系中心的仪器敏感的圆极化与效率加权曝光至少$50000~\text{cm}^2~\text{yr}$，提供系统的检测器的不确定性被限制在$1\%$水平。在非对称暗物质的情况下可以获得更好的灵敏度。我们讨论了使用可能的检测器技术实现所需的性能水平的前景。
2018-06-26 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Signatures and Detection Prospects for sub-GeV Dark Matter with Superfluid Helium
本研究探索超流氦用于亚GeV暗物质直接探测的可能，建立相关过程分析框架以确定准粒子通量，提出用NEMS振荡器等力敏器件探测的新方法并给出灵敏度预期。
2022-08-30 astro-ph.CO cond-mat.supr-con hep-ex
Higgs Dark Matter in UEDs: A Good WIMP with Bad Detection Prospects
我们研究的第一个卡鲁扎-克莱因激发的希格斯玻色子在普遍额外的维度作为一个暗物质的候选人。在非极小模型中，边界定域项修正了质量谱，第一级希格斯玻色子可能是最轻的卡鲁扎-克莱因粒子，由于卡鲁扎-克莱因宇称守恒，它是稳定的。我们计算了遗迹丰度，发现它与观测到的暗物质密度一致，如果第一级希格斯玻色子的质量略高于2 TeV，不考虑共湮灭，并假设没有相对质量分裂之间的第一级卡鲁扎-克莱因模式。在共湮灭和非零质量分裂的情况下，一级希格斯玻色子的质量可以从1 TeV到4 TeV。我们还研究了在直接和间接探测实验中探测这种暗物质候选者的前景。虽然一级希格斯玻色子玻色子是一种典型的弱相互作用大质量粒子，但在任何常规实验中观测都是非常具有挑战性的。
2012-08-14 astro-ph.CO hep-ph
How Dark Are Majorana WIMPs? Signals from MiDM and Rayleigh Dark Matter
暗物质与光子的有效相互作用受到相当的限制。然而，无论是直接探测还是单色伽马射线信号都敏感地依赖于这种相互作用的存在。对于狄拉克费米子，电磁偶极子是可能的，但受到很大的限制。对于马约拉纳费米子，不允许有这样的条件。我们认为信号的一个有效的理论与马约拉纳暗物质粒子及其耦合到光子。在附近存在激发态的情况下，有可能发生磁偶极跃迁（磁非弹性暗物质或MiDM），它产生直接和间接的探测信号，有趣的是，在很宽的偶极强度范围内产生基本相同的大小。在没有激发态的情况下，WIMP的主导相互作用类似于来自中性原子的低能光子的瑞利散射，其可以被形式为$\barχχF_{μν}F^{μν}$的7维有效算子捕获。虽然它可以被认为是磁非弹性暗物质场景中的一个阶段，其中激发态比基态重得多，但它也可以从其他理论中产生。我们研究由此产生的现象学的这种情况下：伽马射线线从湮灭的WIMP;核反冲直接检测;和直接生产的WIMP对高能对撞机。考虑到最近的证据，特别是从银河系中心的130 GeV线，我们讨论了在即将到来的实验的检测前景。
2013-03-26 astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Detecting Supersymmetric Dark Matter at Post-LEP Benchmark Points
最近提出了一套新的超对称基准场景的上下文中的约束MSSM（CMSSM）与通用软超对称性破缺群众，考虑到从LEP，$b \to s γ$和$g_μ- 2$的约束。这些观点以前曾被用来讨论不同加速器的物理范围。在本文中，我们讨论了在这些情况下发现超对称暗物质的前景。我们考虑直接检测通过自旋无关和自旋相关的核散射，以及间接检测通过遗迹湮灭中微子，光子和正电子。我们发现，几个基准方案提供了良好的前景，通过自旋无关的核散射直接检测和间接检测通过中微子产生的太阳内部的遗迹湮灭的μ子，和一些模型提供了良好的前景检测光子遗迹湮灭在银河系中心。
2001-10-09 astro-ph hep-ex hep-ph
Prospects for indirect detection of frozen-in dark matter
我们研究观测的后果所产生的暗物质（DM）的非热起源，暗冻结从一个隐藏的部门热浴。我们假设这个热浴是由弱耦合介质粒子填充的，通过希格斯门与标准模型（SM）的相互作用产生的。然后，暗区达到内部平衡，其特征温度不同于SM光子温度。我们发现，即使DM和SM部门之间的耦合非常弱，该方案允许间接观测信号。我们展示了这些信号的预期强度如何取决于DM冻结时隐藏部门的温度。
2018-01-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Prospects for Sneutrino Dark Matter in the BLSSM
$(B-L)$超对称标准模型（BLSSM）激发了几个超越最小超对称标准模型（MSSM）的暗物质（DM）候选。我们评估的比较自然的两种模式，并讨论了潜在的检测性能的一个特定的候选人，右手（RH）sneutrino。
2018-04-25 hep-ph
Direct detection of dark energy: the XENON1T excess and future prospects
我们探讨了当前和即将到来的地面暗物质直接探测实验直接探测暗能量的前景。如果暗能量是由一个新的光自由度耦合到物质和光子驱动的，那么暗能量量子预计将在太阳中产生。这些量子自由地流向地球，在那里它们可以与标准模型粒子在直接探测实验的探测室中相互作用，这表明这些实验可以用来测试暗能量。屏蔽机制抑制了与新的轻粒子相关的第五种力，是许多暗能量模型的必要特征，它阻止了太阳核心的产生过程，同样，也阻止了红巨星、水平支星和白矮星核心的产生过程。相反，暗能量与光子的耦合导致了太阳速跃层的强磁场的产生，其机制类似于普里马科夫过程。这就允许在地球上探测到信号，同时避开了通常由新的轻粒子的恒星探测器产生的强烈约束。作为一个例子，我们研究是否可以通过变色龙屏蔽的暗能量来解释最近报道的XENON 1 T合作的电子反冲过剩，并发现这样一个模型是首选的背景只假设在$2.0σ$水平，在大范围的参数空间不排除恒星（或其他）探针。这增加了一种诱人的可能性，即XENON 1 T可能已经实现了对暗能量的首次直接探测。最后，我们研究了使用计划中的未来探测器（如XENONNT，PandaX-4 T和LUX-ZEPLIN）确认这种情况的前景。
2021-08-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
Indirect and direct detection prospect for TeV dark matter in the MSSM-9
我们调查的前景，间接和直接暗物质搜索内的最小超对称标准模型与9个参数（MSSM-9）。这九个参数包括三个高吉诺质量，希格斯，slepton和夸克质量，所有独立处理。我们进行贝叶斯蒙特卡罗扫描的参数空间考虑到所有可用的粒子物理约束，如希格斯质量为126 GeV，从直接检测实验的散射截面的上限，并假设MSSM-9提供所有的暗物质丰度通过热冻结机制。在这个框架内，我们发现两个最有可能的区域暗物质：1-TeV的类希格西诺和3-TeV的类维诺中性伴子。我们讨论了未来的间接（特别是切伦科夫望远镜阵列，CTA）和直接探测实验的前景。我们发现，对于银河系中轻微收缩的暗物质分布，这可能是由银河系中心重子坠落的影响引起的，CTA将能够探测剩余允许区域的大部分，与未来的直接探测实验，如XENON-1 T协同作用。
2015-10-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Direct detection prospects of dark vectors with xenon-based dark matter experiments
暗物质实验主要是在屏蔽良好的地下探测器的目标核上寻找WIMP的散射。液体闪烁体实验的结果还提供了可以被电子吸收的非常轻和非常弱耦合的粒子的精确探针。在这些程序中，我们总结了以前获得的约束长寿命的暗物质矢量粒子$V$（暗光子）在$0.01-100$千电子伏的质量范围。此外，我们提供了第一个预计的灵敏度达到即将到来的XENON1T暗物质搜索检测暗光子。
2015-10-16 hep-ph
Directly detecting Isospin-Violating Dark Matter
我们认为，多个暗物质直接检测实验的前景，以确定是否相互作用的暗物质候选人是违反同位旋。我们专注于理论上动机良好的例子违反同位旋暗物质（IVDM），包括模型中，暗物质与核的相互作用是由暗光子，Z，或夸克介导的。我们确定，最好的前景区分IVDM的同位旋不变的情况下出现的暗光子或Z介导的相互作用，理想的实验方案将包括大曝光氙和氙为基础的探测器。如果这样的模型只是逃避当前的直接检测极限，那么人们可以将这样的模型与具有两个100吨-年曝光量的检测器的标准同位旋不变情况区分开来。
2018-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Enhanced prospects for direct detection of inelastic dark matter from a non-galactic diffuse component
本文研究非银河系弥散暗物质成分如何提高直接探测实验对非弹性暗物质散射的灵敏度，并分析其对相关理论模型的意义。
2023-04-18 astro-ph.CO hep-ph
Quantum-enhanced dark matter detection with in-cavity control: mitigating the Rayleigh curse
针对微波腔暗物质探测中恒定损耗导致的瑞利诅咒，本文提出腔内量子态制备、可调轴子积累与测量的原位协议，并基于SMSS和TMSS分析量子优势条件及最优测量方案。
2024-09-06 hep-ph quant-ph
Prospects for Searching Axion-like Particle Dark Matter with Dipole, Toroidal and Wiggler Magnets
在这项工作中，我们认为搜索的暗物质的轴子或轴子状粒子（ALP）使用共振射频腔插入到偶极磁铁从粒子加速器，摆动磁铁加速器为基础的先进光源，和环形磁铁类似于粒子物理探测器中使用的。我们调查预期的灵敏度，这样的ALP暗物质探测器，并讨论工程方面的建设和调整。还简要提及由于磁性技术的改进而变得可用的甚至更强的场磁体。结论是，利用现有的磁铁进行新的实验，可以大大扩大寻找类轴子暗物质粒子的质量区域。
2011-10-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Constraints on electromagnetic form factors of sub-GeV dark matter from the Cosmic Microwave Background anisotropy
我们考虑具有非零电磁形状因子的暗物质，如电/磁偶极矩和阿那极矩的费米子暗物质和瑞利形状因子的标量暗物质。我们认为暗物质质量$m_χ> \cal{ O}({\rm MeV})$，并把它们的质量和电磁耦合的CMB和LSS观测的约束。具有非零电磁形状因子的费米暗物质可以湮灭为$e^+ e^-$，标量暗物质可以在重组时湮灭为$2γ$并扭曲CMB。我们用普朗克和BAO观测资料分析了暗物质的多极矩。我们得到了暗物质的反极矩$g_{A}<7.163\times 10^{3} \text{GeV}^{-2}$、电偶极矩${\cal D}<7.978\times 10^{-9} \text{e-cm}$、磁偶极矩$μ<2.959\times 10^{-7} μ_B$的上界，以及Rayleigh形状因子的上界为$g_4/Λ_4^2<1.085\times 10^{-2}\text{GeV}^{-2}$，其中$95\%$ C. L.
2021-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Detection prospects of singlet fermionic dark matter
单态费米子只与一个新的单态标量相互作用，这提供了一个可行的和最小的方案，可以解释暗物质。单态费米子是暗物质粒子，而新的标量与希格斯玻色子混合，提供了暗物质部门和标准模型之间的联系。在本文中，我们提出了一个更新的分析，这个模型的重点是它的检测前景。这两种情况下，宇称守恒的情况下，最一般的情况下被认为是。首先对模型的全参数空间进行分析，得到与暗物质约束相容的区域并进行特征化。然后，考虑到当前和未来的直接检测实验的影响。具体来说，我们确定目前被排除的多维参数空间的区域和下一代实验将要探测的区域。最后，间接探测的前景进行了讨论和预期的信号在中微子望远镜的计算。
2013-08-19 hep-ph
Prospects and Blind Spots for Neutralino Dark Matter
使用一个简化的模型框架，我们评估的观测极限和发现前景的中性伴子暗物质，在这里采取的是一般的混合物的比诺，酒，和希格斯诺。在接近1）纯度极限的参数空间区域中，实验约束可以被削弱甚至无效，其中暗物质主要是比诺、维诺或希格斯诺，或者2）盲点，其中暗物质与$Z$或希格斯玻色子的相关耦合相同地消失。我们分析确定所有的盲点相关的自旋无关和自旋相关的散射，并表明，它们出现了不同的选择之间的相对符号$M_1$，$M_2$，和$μ$。目前，XENON100和IceCube仍然允许大范围的可行参数空间，包括好脾气的中性伴子。另一方面，即将进行的实验应该有足够的范围在剩余的参数空间中发现暗物质。我们的结果是广泛适用的，并占各种热和非热宇宙学的历史，包括中性伴子只是今天观察到的暗物质的一个组成部分的情况。由于这种分析对电弱对称破缺的微调无关紧要，我们的发现也适用于MSSM、NMSSM和分裂超对称中的中性伴子暗物质的许多模型。我们已经确定了在低$\tan β$，这坐在一个双盲点的自旋无关和自旋相关的散射参数区域。有趣的是，这些低$\tan β$区域在NMSSM和分裂超对称模型中独立地受到青睐，这些模型容纳了接近125 GeV的希格斯质量。
2012-11-20 astro-ph.CO hep-ph
New Signatures of WIMPless Dark Matter
我们认为新的签名WIMP无暗物质，特别是那些可以用来测试模型与低暗物质质量。我们专注于在强子对撞机的检测前景，通过生产新的重QCD耦合粒子，衰减到无WIMP的暗物质加上喷流。我们发现，Tevatron可以探测低质量参数空间的一个重要部分，已经采取的数据，LHC将有更好的探测前景与其第一次物理运行。
2010-11-12 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Prospects for measuring dark matter microphysics with observations of dwarf spheroidal galaxies
银河系附近矮球状（dSph）星系中的暗物质湮灭有可能产生可探测的伽马射线特征。这个信号的幅度取决于dSph中的暗物质密度、暗物质粒子质量、湮灭中产生的光子数以及可能与速度相关的暗物质湮灭截面。我们认为，如果从多个dSphs的湮灭信号的幅度可以测量，它是可能的，以确定速度依赖性的湮灭截面。然而，我们表明，这样做将需要改进的dSph密度分布的约束，包括控制系统的不确定性的可能来源。对未来的改进做出合理的假设，我们对当前和未来的实验--包括费米、CTA和AMEGO --约束暗物质湮灭速度依赖性的能力进行了预测。
2021-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Future Prospects for the Minimal Supersymmetric Standard Model
大型强子对撞机的实验合作对超对称性进行了许多不同的探索。在没有信号的情况下，对超粒子质量的下限，但通常是在相对于超对称模型的整个指示（过度）简化的框架内。为了补充目前的解释实验界限，我们介绍了一个30参数版本的R-奇偶守恒最小超对称标准模型（MSSM-30）。使用一个样品的MSSM-30是在和谐与冷暗物质，味道和精密电弱约束，我们明确显示的前景评估中性伴子候选人暗物质在未来的搜索超对称性。对于暗物质直接探测实验无法达到的MSSM-30参数区域，未来的强子-强子对撞机可以探测到。
2021-09-08 hep-ex hep-ph
Casting Light on Dark Matter
评述了在大型强子对撞机上探测候选超对称暗物质粒子的前景，并与直接和间接寻找天体物理学暗物质的前景进行了比较。讨论是基于频率论分析的最小超对称扩展的通用软超对称破缺的标准模型（CMSSM）的首选区域。在不久的将来，大型强子对撞机的搜索可能有很好的机会观察到超对称性--因此，直接搜索天体物理学上的暗物质粒子也可能如此，而间接搜索可能需要更高的灵敏度，至少在CMSSM内是这样。
2011-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Prospects for discovery and spin discrimination of dark matter in Higgs portal DM models and their extensions at 100 TeV $pp$ collider
本文研究了标量、费米子和矢量暗物质模型及其在质子-质子（$pp$）碰撞中的推广的Higgs门暗物质（DM）的发现和鉴别前景。研究了双轻子末态的$t\bar{t}+$ DM关联产生，发现两轻子的横质量、横能量和两轻子间的夹角对标准模型背景的抑制是有效的.利用两轻子间的缺横能分布和极角分布来判别DM的自旋性质。对于所提出的基准点，在系统不确定度为1%时，发现/排除的积分亮度小于1 ab $^{-1}$，而自旋鉴别的积分亮度需要几个O（10）ab $^{-1}$，系统不确定度为0.5%. DM现象学也进行了讨论。一个一致的DM候选人可以通过扩展我们的模型，其中希格斯门耦合到激发暗态，衰变到DM，或修改耦合形式到赝标量。
2018-07-27 hep-ex hep-ph
Limits on Sub-GeV Dark Matter from the PROSPECT Reactor Antineutrino Experiment
如果暗物质的质量低于1 GeV左右，它就不会传递足够的能量，在许多直接探测实验中引起可探测的核反冲。然而，如果暗物质通过与宇宙射线的碰撞而被向上散射到高能量，那么它可能在直接探测实验和中微子实验中都可以被探测到。我们报告了一个专门的搜索的结果，推动暗物质上散射的宇宙射线使用PROSPECT反应堆反中微子实验。我们发现，这样的通量的上散射暗物质将显示特征昼夜恒星调制，并使用此设置新的实验限制亚GeV的暗物质表现出大的相互作用截面。
2021-07-21 hep-ex hep-ph
A new realisation of light thermal self-interacting dark matter and detection prospects
提出一种GeV能级自相互作用暗物质的最小实现，利用跷跷板机制的单态费米子通过freeze-out产生正确热遗迹，同时解决中微子质量起源并指出多前沿探测前景。
2023-10-20 astro-ph.CO hep-ph
Prospects of antideuteron detection from dark matter annihilations or decays at AMS-02 and GAPS
由于在实验所需的能量范围内，预期散裂产生的背景通量非常小，因此寻找宇宙反氘核被认为是间接探测暗物质的一种很有前途的方法。然而，来自暗物质湮灭或衰变的反氘核通量受到PAMELA测量的反质子-质子分数过量的非观测的严重限制。在本文中，我们计算，代表性的暗物质湮灭和衰变通道，在AMS-02和GAPS的反氘核事件的数量上限，要求相关的反质子通量与PAMELA数据一致。为此，我们首先详细分析了反氘核的形成在合并模型中使用事件的蒙特卡罗模拟，并使用各种高能量实验的数据。我们发现，由此产生的合并动量表现出依赖于潜在的过程和所涉及的质心能量。然后，我们计算，使用扩散模型，在地球上的反氘的流量从暗物质湮灭或衰变。我们的研究结果表明，尽管有各种来源的不确定性，从暗物质湮灭或衰变中观测AMS-02或GAPS的反氘通量将是具有挑战性的。
2013-05-10 astro-ph.CO hep-ph
Detection Prospects of Dark Matter in Einstein Telescope
本文改进了暗物质撞击装有引力波探测干涉仪的反射镜表面所引起的弹性运动的计算。我们关注的是在欧洲第三代引力波探测器--爱因斯坦望远镜上发现这种暗物质信号的潜力。通过考虑反射镜的厚度，预测了高频干涉仪灵敏区的多个共振。当暗物质的质量超过几个PeV或被高度提升时，信噪比可能超过1，爱因斯坦望远镜应该即将检测到这种暗物质信号。
2021-11-22 astro-ph.IM hep-ph
Indirect detection prospects for d$^*$(2380) dark matter
最近，Bashkanov\& Watts 2020的作者提出了一种六夸克粒子的玻色-爱因斯坦凝聚体d $^*$（2380）作为暗物质的候选者。这种粒子可以在早期宇宙中以丰富的凝聚态产生，并且被认为满足可行的暗物质候选者的所有稳定性和弱相互作用约束。这种暗物质候选者能够逃避直接探测边界，并建议具有最好的观测前景，由于d $^*$凝聚体的衰变，以间接天体物理发射的形式。在这项工作中，我们测试这种形式的暗物质的间接观测前景，并发现其低质量的$\sim 2$ GeV意味着亚GeV的伽马射线搜索有最好的前景，在银河系中心，我们发现$Γ_{d^*} < 3.9 \times 10^{-24}$ s $^{-1}$，与目前的银河系外数据从M31和后发座星系团产生的约束d $^*$衰减率弱两个数量级。在矮星系，我们表明，未来的伽马-400仪器有可能探测到$Γ_{d^*} \sim 10^{-25}$的$^{-1}$与4年的曝光时间。
2020-12-14 astro-ph.HE hep-ph
Testing dark matter with Cherenkov light -- prospects of H.E.S.S. and CTA for exploring minimal supersymmetry
我们对H.E.S.S.的前景进行了更新和改进的研究。和切伦科夫望远镜阵列（CTA）实验在测试中性伴子暗物质的最小超对称标准模型与9个自由参数（p9 MSSM）。我们包括所有相关的实验约束和理论发展，特别是索末菲增强的计算，为当今的湮灭和遗物丰度。我们执行一个国家的最先进的CTA灵敏度与对数似然检验比统计分析，并将其应用于数值扫描的p9 MSSM参数空间，专注于TeV尺度的暗物质。我们发现，假设银河系中暗物质晕的Einasto轮廓，H.E.S.S.已经能够接近达到所谓的热WIMP值，而CTA将通过提供至少一个数量级的进一步改进而低于它。两个都是。和CTA对几种直接探测截面低于所谓的中微子底的情况很敏感，H.E.S.S. CTA对~1 TeV higgsino区的大部分区域都很敏感，而CTA对~1 TeV higgsino区的大部分区域也很敏感。我们表明，CTA的灵敏度将进一步提高单色光子搜索模式的单组分和不足的暗物质。
2019-10-30 astro-ph.CO hep-ph
Current status and future prospects of the singlet-doublet dark matter model with $CP$ violation
讨论了CP破坏的单重态-二重态费米子暗物质模型。在这个模型中，CP破坏产生了暗物质与SM-希格斯玻色子的赝标量相互作用。由于赝标相互作用的存在，该模型在保证热遗迹探测实验成功的同时，还能避开暗物质直接探测实验的强约束。CP破坏还预测了暗物质间接探测实验和电偶极矩（EDM）中的信号，这些信号可以与电流上限一样大。我们探讨了直接探测实验、间接探测实验和电火花加工实验的局限性和发展前景。我们还研究了希格斯势的稳定性。结合这些观测值，我们发现重暗物质是不利的。我们还发现，如果将来的电子EDM实验达到$O(10^{ -32})$ e cm的话，将直接探测实验和电子EDM测量结合起来探测Higgs漏斗区是可能的。
2019-02-19 hep-ph
New Light on Dark Matter from the LHC
评述了在大型强子对撞机上探测候选超对称暗物质粒子的前景，并与直接和间接寻找天体物理学暗物质的前景进行了比较，在对超对称软破缺标准模型的最小超对称扩张的优选区域进行频率论分析的基础上，（CMSSM）和一个对希格斯质量有相等但非普遍的超光速破坏贡献的模型（NUHM 1）。大型强子对撞机的搜索在不久的将来可能有很好的机会观察到超对称性--因此可能直接搜索天体物理学上的暗物质粒子。
2010-10-30 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
