Dark Diffraction at LZ from a Screened Neutral Composite Baryon
Yonsei University(延世大学);Korea Institute for Advanced Study(韩国高等研究院)
本文提出复合暗物质弹性形状因子可解释LZ实验的高能核反冲候选事件,无需非弹性劈裂,四暗夸克模型在200 GeV基准下预测约1.5个额外真实反冲。
2026-09-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Cosmic matter from dark electroweak phase transition with neutrino mass generation
我们考虑暗电弱相变,在此过程中,暗费米子从膨胀的暗希格斯泡的CP破坏反射可以同时诱导暗中子中的重子不对称性和暗狄拉克中微子中的轻子不对称性.产生普通Majorana中微子质量的Yukawa耦合可以部分地将暗轻子不对称性转化为与普通sphaleron过程相关的普通重子不对称性。暗中子可以具有确定的质量以充当暗物质粒子。通过进一步施加适当的镜像对称性,马约拉纳中微子质量矩阵可以具有线性跷跷板的形式,而其狄拉克CP相位可以为所需的CP破坏提供唯一的来源。
2017-05-15 hep-ph
Was ordinary matter synthesised from mirror matter? An attempt to explain why $Ω_{Baryon} \approx 0.2Ω_{Dark}$
宇宙学的尘埃已经开始沉淀。一个可能的图景是宇宙(主要)由三种成分组成:普通重子(PDMATHAMM)、非重子暗物质($Ω_{Dark} \approx 0.22$)和暗能量($Ω_Λ \approx 0.7$)。我们认为,观测到的普通重子和非重子暗物质($Ω_{B}/Ω_{Dark} \approx 0.20$)丰度的相似性暗示了普通和暗物质粒子的基本性质之间的潜在相似性。如果把暗物质与镜像物质等同起来,这就是必然的情况。我们研究一个特定的镜像物质的情况下,$Ω_B/Ω_{Dark} \approx 0.20$是自然获得的。
2003-06-03 astro-ph hep-ph
Lectures on Screened Modified Gravity
宇宙膨胀的加速导致了暗能量模型的建立,其中光标量场的范围可能达到宇宙学尺度。屏蔽机制使这些模型能够避开太阳系和实验室中严格的引力测试。我将简要地回顾一些显着的特点,筛选修改的重力模型的变色龙,变色龙或变色龙类型使用$f(R)$重力作为模板。
2012-11-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Explaining $Ω_{Baryon} \approx 0.2 Ω_{Dark}$ through the synthesis of ordinary matter from mirror matter: a more general analysis
新出现的宇宙学图像是一个空间平坦的宇宙,主要由三种成分组成:普通重子($Ω_B \approx 0.05$),非重子暗物质($Ω_{Dark} \approx 0.22$)和暗能量($Ω_Λ \approx 0.7$)。我们最近提出,普通物质是由镜像物质合成的,其动机是,$Ω_B$和$Ω_{Dark}$的相似性表明普通和暗物质粒子的基本性质之间存在潜在的相似性。在本文中,我们概括了以前的分析,考虑更广泛的一类有效的运营商,非引力耦合的普通和镜像部门。我们发现,虽然所有考虑的运营商意味着$Ω_{Dark} = $几$\times Ω_B$,只有一个子集定量再现所观察到的比率$Ω_B/Ω_{Dark} \approx 0.20$。通过这些算符产生的$\sim 1$ eV质量标度暗示了与中微子振荡物理学的联系。
2004-03-25 astro-ph hep-ph
A Multicomponent Dark Matter in a Model with Mirror Symmetry with Additional Charged Scalars
一个镜像对称的模型,其粒子内容包括普通SM粒子(加上右手中微子)和它们的宇称镜像伙伴,可以提供一个多组分的暗物质组成的冷,热暗物质组件。我在原来的镜像模型中加入了一个单线态标量和它的镜像伙伴,它们的量子数与单线态右手电子(和它的镜像伙伴)相同。新标量可以具有零VEV,而其镜像伙伴VEV是非零的。结果,镜像光子将获得质量,其阶数在中性镜像弱玻色子质量附近,使得镜像类电磁相互作用类似于镜像弱相互作用。在普通中微子、镜像中微子、单重态和二重态镜像电子之间存在着混合。因此,镜像二重态电子的质量可以达到keV量级,成为这个模型中温暖的暗物质成分。冷的暗物质成分来自质量比普通核子大的镜像核子。由于镜像单重态电子的缓慢衰变,在普通扇区中产生大的熵产生,可以避免大爆炸核合成的约束。这两个扇区的温度比与普通希格斯粒子和镜像希格斯粒子的VEV之比近似成正比,这也将决定冷-暖暗物质对宇宙能量密度的贡献。
2017-12-31 hep-ph
Dark matter superfluid and DBI dark energy
最近的研究表明,在不影响$Λ$冷暗物质模型在宇宙尺度上的成功的情况下,修正的牛顿动力学(MOND)可以被推导为星系尺度上类轴子暗物质凝聚成超流体时的涌现现象。本文提出了一种与物质分量共形耦合的Dirac Born Infeld(DBI)标量场。为了维持暗物质超流MOND现象在星系尺度上的成功,必须在星系尺度上屏蔽DBI标量引入的第五种力。事实证明,屏蔽效应自然地导致了一个长期存在的谜团的简单解释,即MOND临界加速度与现在的哈勃尺度一致。只要屏蔽的DBI标量在宇宙尺度上也起着暗能量的作用,这个星系符合问题就解决了。
2016-01-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searches for dark photons at accelerators
暗物质粒子可能通过暗光子($A^{\prime}$)介导的一种新的力与其他暗物质粒子相互作用。暗光子可以获得与电磁流的高度抑制的混合诱导耦合,提供暗光子可以与普通物质相互作用的门户。这篇评论的重点是$A^{\prime}$的情况下,有可能访问基于加速器的实验。我们总结了现有的限制放置在暗光子的实验,强调什么可以观察到在不久的将来,并讨论了必须克服的主要实验挑战,以提高灵敏度。
2021-04-20 hep-ph
Screened Axio-dilaton Cosmology: Novel Forms of Early Dark Energy
本文研究轴子-胀子模型中需屏蔽的胀子-物质耦合对宇宙学的影响,发现轴子背景能量密度表现为早期暗能量,并证明成功屏蔽可与早期暗能量曾占总密度10%的情形相容,且增强的哈勃摩擦会抑制结构增长。
2025-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological Constraints on Dark Matter Interactions with Ordinary Matter
在宇宙早期,暗物质与电子或质子的相互作用在宇宙微波背景和物质功率谱上留下了印记,可以通过宇宙学和天体物理学观测来探测。这些相互作用导致普通物质和暗物质成分之间的动量和热量交换,这反过来又导致压力从普通物质转移到暗物质。我们探索这些相互作用使用不同的数据:宇宙微波背景各向异性,重子声学振荡,莱曼- $α$森林,和丰富的牛奶路subhalos。我们推导出的约束条件,使用模型独立的参数化的暗物质-电子和暗物质-质子相互作用的横截面和映射到具体的暗物质模型这些约束。我们的限制是互补的暗物质与普通物质的相互作用,如直接检测,大爆炸核合成,各种天体物理系统和加速器为基础的实验的其他探针。它们排除了足够大的横截面,用于大范围的暗物质质量,由于地球大气层或地壳的覆盖层,无法通过直接检测实验获得。
2022-03-16 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter as a consequence of electric charge non-conservation - will it remain dark forever?
证明了暗物质(DM)是由大爆炸后存在的中性粒子在暴胀前产生的,并由于与引力的特殊耦合而在暴胀中幸存下来,而大爆炸后存在的带电粒子则在暴胀过程中以电荷不守恒的方式消失。普通物质是在较低温度下经过对称性恢复相变后的后期阶段产生的。这样,暗物质的不发光特性和两种物质(普通物质和暗物质)的存在就得到了自然的解释。由于膨胀前的高温,在此期间产生的粒子质量太大,无法用传统的粒子物理学方法检测到,而且可能永远不会被检测到。
2017-03-06 hep-ph
On the time-dependent density of quadratically coupled dark matter around ordinary matter objects
该文研究与普通物质二次耦合的类波动暗物质在球形普通天体周围的时间演化,明确天体达稳态的时间尺度与稳态解的实验适用范围,还消除了不同尺寸同粒子数天体周围能量等的无穷大问题。
2024-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The dark-matter world: Are there dark-matter galaxies?
我们试图回答中微子和反中微子,如宇宙中微子背景中的中微子,是否会在一定的时间跨度下,比如说1 Gyr,在它们之间甚至与其他暗物质粒子发生团簇。随着中微子质量的增加,与普通物质的相似性增加,如果时间足够长,我们对中微子成团的信心也会增加。特别是,聚类可能发生在一些种子上(参见。定义见正文),则暗物质世界形成暗物质星系的机会增加。如果暗物质星系在1 Gyr的时间跨度内存在,那么它们甚至可能决定普通星系的形成(即暗物质星系首先形成);因此,对我们宇宙结构的影响将是巨大的。
2011-10-26 hep-ph
One-electron atoms in screened modified gravity
在一个大类的标量-张量理论是暗能量的潜在候选者,标量和光子之间的非最小耦合是可能的。这种相互作用的存在使我们有了在电磁波谱中直接观察暗区现象的令人兴奋的前景。本文研究了单电子原子在这类修正引力模型中的行为,探索了它们在实验室和天体物理环境中作为偏离广义相对论的探针的可行性。在早期研究的基础上,我们的主要贡献有三个方面:一个彻底的分析发现了以前没有考虑到的额外的精细结构校正,现在预测对兰姆位移的贡献大了近4个数量级。此外,他们还预测了标量介导的光子-光子相互作用,现在约束标量的耦合到光子独立的物质耦合。这在以前的原子精度测试中是不可能的。我们更新的约束是$\log_{10}β_m \lesssim 13.4$和$\log_{10}β_γ\lesssim 19.0$的物质和光子耦合,分别,虽然这些仍然没有竞争力的界限从其他实验。第二,我们包括的影响,允许研究的超精细结构和21厘米线,迄今为止一直未在这方面的探索。最后,我们还研究了背景标量如何导致等价原则的违反。
2017-05-10 astro-ph.CO hep-ph
From Dirac neutrino masses to baryonic and dark matter asymmetries
我们考虑一个SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y暗扇区,它平行于SU(3)_c \times SU(2)_L \times U(1)_Y普通扇区.暗区的超荷、重子数和轻子数与普通区相反。我们进一步引入了三种信使扇区:(i)两个或多个规范单态狄拉克费米子,(ii)两个或多个[SU(2)_L \times SU(2 ′_L)]-双重希格斯标量,(iii)至少一个规范单态狄拉克费米子和至少一个[SU(2)_L \times SU(2 ′_L)]-双重希格斯标量.重费米子单线态和/或Higgs双线态的轻子数守恒衰变可以同时在[SU(2)_L]-二重态轻子中产生轻子不对称性,在[SU(2 ′_L]-二重态轻子中产生相反的轻子不对称性,从而分别解释了宇宙学重子不对称性和暗物质残余密度。作为暗物质粒子的最轻暗核子的质量应该在5 GeV左右。通过对重费米子单线态和/或Higgs双线态的积分,我们可以得到由普通中微子和暗中微子组成的三个轻狄拉克中微子。如果进一步施加镜像离散对称性,我们的模型将不需要比传统的类型I,类型II或类型I +II跷跷板模型更多的未知参数。
2013-03-26 hep-ph
Axion mediated photon to dark photon mixing
考虑了暗/镜像扇区与普通扇区之间的相互作用,这两个扇区通过共享同一个QCD轴子场而相互作用。这一特性使得普通和暗电磁场中的普通和暗/镜像光子之间的混合成为可能。给出了描述在普通和暗外磁场中场演化的运动方程的微扰解,导出了跃迁几率率和斯托克斯参数等便于使用的物理量。可能的天体物理学和宇宙学的应用,这个模型的建议。
2018-01-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Possible Implications of Asymmetric Fermionic Dark Matter for Neutron Stars
我们考虑了费米子非对称暗物质对由普通重子和暗费米子组成的“混合中子星“的影响。我们找到了一些例子,在一定范围内的暗费米子质量-当它小于普通重子-这样的系统可以达到更高的质量比普通(“纯”)中子星允许的最大值。这是一个简化的,启发式的牛顿分析框架内与非相互作用的粒子和通过广义相对论的数值计算,在一定的假设下的暗物质状态方程。我们的工作适用于各种暗费米子模型,如镜像物质模型和其他模型的暗费米子有自我相互作用。
2013-05-29 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting Q-ball Interactions with Matters
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所);Center for Theoretical Physics and College of Physics, Jilin University(吉林大学物理学院理论物理中心);Center for High Energy Physics, Peking University(北京大学高能物理中心);Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo(东京大学宇宙线研究所)
本文重新审视了Q球体与物质的相互作用,考虑了散射过程中的能量成本和Q球体电磁电荷的变化。
2026-01-30 hep-ph
Detecting dark matter using centrifuging techniques
提出了一种新的、廉价的探测大块物质中以小颗粒形式存在的自相互作用暗物质的技术。根据与普通物质的相互作用,可以通过使用离心机并使用普通物质作为过滤器来分离散装物质中的暗物质颗粒。镜像物质通过光子-镜像光子动力学混合与普通物质相互作用的情况提供了这种类型的暗物质候选者的具体例子。
2003-01-13 astro-ph hep-ph physics.space-ph
Dark matter axions
大约30年前,米沙·希夫曼和其他人提出了一个“看不见的”轴子的假设。这是一个非常富有成果的想法,它跨越了粒子物理学、天体物理学和宇宙学的界限。质量为$10^{-5}$ eV(具有很大的不确定性)的轴子是宇宙中暗物质的主要候选者之一。最近发现,暗物质轴子热化形成玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。因为它们形成BEC,轴子在结构形成的非线性状态和进入视界时不同于普通的冷暗物质(CDM)。轴子BEC提供了一种机制,生产净整体旋转的暗物质晕,并为宇宙微波各向异性多极的排列。因为有证据证明这些现象,无法用普通的CDM来解释,所以可以提出暗物质是轴子的论点。
2009-09-04 hep-ph
Z_3 Dark Matter and Two-Loop Neutrino Mass
暗物质通常通过奇偶宇称(即离散对称性Z_2)与普通物质区分开来。提出了Z_3暗物质的新概念,并将其应用于产生双圈序辐射Majorana中微子质量。
2007-09-05 hep-ph
Baryon-Dark Matter Coincidence in Mirrored Unification
大约80%的宇宙质量是由未知物质(暗物质)组成的,而其余的是由普通物质组成的。为什么暗物质和普通物质(主要是重子)的{ \it质量}密度彼此接近,这是一个非常有趣的问题。它可能暗示了暗物质的身份以及暗区的结构。镜像世界为这个谜题提供了一个自然的解释。另一方面,如果镜像对称破缺的尺度很小,则容易引起宇宙学问题。在这封信中,我们提出了一个镜像统一框架,它在大统一尺度上打破了镜像对称,但仍然解决了这个难题。暗物质质量与QCD的动力学标度密切相关,这解释了暗物质质量与重子质量接近的原因。中能门户相互作用共享可见和暗扇区之间产生的不对称性。此外,我们的框架是安全的宇宙学问题,通过提供低能量的门户相互作用,释放多余的熵的黑暗部门到可见部门。
2019-07-08 hep-ph
Blowing in the Dark Matter Wind
本文研究轻标量暗物质与普通物质相互作用产生的暗物质风力,证明该力在现实模型中可达到最大,并指出航天器轨迹精确测量可在宽参数范围内探测该力。
2024-09-01 hep-ex hep-ph
New physics of strong interaction and Dark Universe
暗宇宙物理学的历史可以追溯到从非常早期宇宙的过程到暗物质和能量的现代主导地位。本文综述了强相互作用在新物理宇宙学效应中可能的重要作用。在普通QCD相互作用的情况下,新的稳定色粒子(如新的稳定夸克)的存在导致了新的奇异形式的物质,其中一些可能是暗物质的候选者。新的类QCD强相互作用导致新的稳定的复合候选人约束的类QCD约束。我们特别强调新的稳定强子和普通物质之间的相互作用的影响,形成异常形式的宇宙射线和奇异形式的物质,如稳定的分数带电粒子。这些效应与高能中微子和宇宙线特征的可能关联为利用其间接多信使天体物理探测研究强相互作用新物理开辟了道路。
2020-10-26 hep-ph
Cosmological and Particle Physics Constraints on a New Non-Abelian SU(3) Gauge Model for Ordinary/Dark Matter Interaction
我们提出了一个普通物质和暗物质的镜像模型,该模型假设了一个新的SU(3)规范变换群,作为标准模型(SM)的自然扩展。对大爆炸核合成、重子不对称性、宇宙微波背景边界、星系动力学以及标准模型假设的深入研究有助于我们对新规范玻色子的质量和宽度设定一个极限。计算了暗质子与普通质子弹性散射的截面,并与WIMP核子实验上界进行了比较。据观察,所有的实验范围内的各种截面可以容纳一致的规范模型。我们还提出了一种直接检测新规范玻色子的方法,通过一个SM禁戒过程的例子:$e^+ + p \rightarrow μ^+ + X$,其中$X = Λ$或$Λ_c$。
2015-08-05 hep-ex hep-ph nucl-th
A Model of Anthropic Reasoning, Addressing the Dark to Ordinary Matter Coincidence
如果暴胀发生在佩西-奎因对称性破缺之后,那么在传统轴子宇宙学中被禁止的大破缺尺度$F$是允许的,前提是我们居住在多元宇宙的一个初始错位很小的区域。具有近似这种初始错位的区域可能占据多元宇宙的一小部分,但它们包含了大部分潜在的观察者。这种情况有许多后果,包括可能解释暗物质和重子物质密度近似相等。
2004-09-17 astro-ph hep-ph hep-th
Unified description of quarks and leptons in a multi-spinor field formalism
多旋量场表现为狄拉克旋量的三重张量积,并形成洛伦兹群的可约表示,描述了可见扇区中的三个普通夸克和轻子家族以及宇宙暗扇区中的另一个奇异暗夸克和轻子家族。除了可见扇区中的规范场和希格斯场的普通集合外,还假设存在另一组属于暗扇区的规范场和希格斯场。两个扇区拥有通过引力和两种希格斯场之间的双二次相互作用进行通信的渠道。暗物质主要成分的候选者是自旋为3/2的稳定暗强子,其质量上限估计为15.1 GeV/c $^2$。
2015-12-31 hep-ph
On the fermionic couplings of axionic dark matter
本文通过推广Schiff定理,证明轴子时间导数耦合被强烈屏蔽,仅剩轴子诱导的电偶极矩(EDM)可观测,并指出中子与电子EDM可能远超预期,对遗迹轴子高度敏感。
2023-08-29 astro-ph.HE 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
An Accelerating Universe from Dark Matter Interactions with Negative Pressure
作为对宇宙加速的解释,我们提出暗物质具有以负压为特征的自相互作用;在这个卡达西模型中没有任何真空能量。这些自相互作用可能是由于随着粒子之间距离的增加而增长的长程“第五力”而产生的。我们使用普通的弗里德曼方程$H^2 = 8 πG ρ/3$,并将能量密度取为两项之和:$ρ= ρ_M + ρ_K$。这里$ρ_M \equiv m n_M$是普通的质量密度,而$ρ_K \equiv ρ_K(ρ_M)$是一个新的相互作用项,它只依赖于物质密度。例如,在卡达西模型的原始版本中,$ρ_K = b ρ_M^n$与$n<2/3$ ;其他例子也被研究。我们使用普通的四维爱因斯坦方程$G_{μν} = 8 πG T_{μν} $,并假设能量动量张量为理想流体形式。给出这个表达式,我们可以计算伴随的压强,并利用能量动量张量守恒得到欧拉方程、泊松方程和连续性方程的修正形式。有了这种完全相对论性的描述,人们就能够计算密度扰动的增长、对宇宙背景辐射的影响以及其他效应,同时着眼于模型的观测测试。
2002-11-26 hep-ph
Dark matter: the top of the iceberg?
我们认为LIPs是一种相互作用最小的粒子,它只会通过引力场与普通物质相互作用,并且(至少)可以解释部分暗物质。最后讨论了LIP物质的可探测性。
1998-10-22 hep-ph
Parafermionic dark mater
为了讨论副费米子对暗物质丰度的可能贡献,我们将费米子暗物质的玻尔兹曼方程扩展到包括副费米子。在每个量子态$(2\le r<\infty)$中,副费米子可以容纳$r$粒子,其中$r=1$级的副费米子与普通费米子相同。研究发现,在现今宇宙中,副费米子暗物质可能比费米子暗物质更丰富。
2018-07-23 hep-ph
Antibaryonic dark matter
假设存在(非常)重的第四代夸克和反夸克,我们认为由三个重反夸克组成的反重子可以是轻的、稳定的和不可见的,因此是暗物质粒子的一个很好的候选者。这样的机会允许保持重子数守恒,以产生可见的重子不对称性。穿过普通物质的暗物质粒子将与核子湮灭,引发类似质子(中子)衰变的事件,在出射粒子中释放约5GeV的能量。
2013-03-24 hep-ph
Gas-rich dwarf galaxies as a new probe of dark matter interactions with ordinary matter
我们利用观测到的富含气体的矮星系,推导出暗物质与普通物质散射的约束条件。我们要求DM与Leo T矮星系中的气体相互作用引起的加热/冷却不超过气体的超低辐射冷却速率。这使我们能够设置$(i)$更强的边界比所有以前的文献中的超轻隐藏光子DM几乎所有的质量范围$10^{-23}\lesssim m_\mathrm{DM} \lesssim 10^{-10}$ eV,$(ii)$限制亚GeV的毫荷电DM增加到最近的边缘21厘米吸收异常的约束,和$(iii)$直接在低相对速度$v_\mathrm{rel}\sim 17$ km/s的DM重子相互作用的约束。我们的研究开辟了一个新的方向,利用以前,当前和即将到来的光学和21厘米的调查,以探测物理学超越标准模型富含气体的矮星系的观测。
2021-06-30 astro-ph.GA hep-ph
Rotating dark matter admixed neutron stars
研究旋转中子星中普通核物质与费米子暗物质的混合,推导两流体缓慢旋转系统方程,发现暗物质混合星的I-Love-Q关系显著偏离标准单流体关系。
2023-11-13 astro-ph.HE gr-qc 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
Dark-Matter-Induced Weak Equivalence Principle Violation
如果暗物质与标准模型场相互作用,则与暗物质耦合的长程第五力可以引起与普通物质的耦合。我们认为这种情况下,从天体物理观测和实验室实验的约束。我们还研究了暗物质是弱相互作用大质量粒子的情况,并推导了不同模型下与暗物质的耦合和与普通物质的耦合之间的关系。目前,这种情况是最严格的银河系动力学约束,但在Eotvos实验的改进可以探测参数空间的不受约束的区域。
2009-06-09 astro-ph hep-ph
The Scale of Dark QCD
大多数普通物质的质量都来自量子色动力学(QCD)。一个类似的强动力学,暗QCD,可以用来解释暗物质的质量起源。利用两个规范耦合的红外固定点,我们提供了一个动力学机制,将暗QCD禁闭尺度与我们的QCD尺度联系起来,从而为可比较的暗重子和质子质量提供了一个解释。再加上早期宇宙中产生等量的暗重子和普通重子不对称的机制,暗物质和普通物质能量密度的相似性就可以自然地得到解释。对于一个大类的规范群表示,粒子下的QCD和暗QCD,必要的成分产生的红外固定点充电,被发现有质量在1至2 TeV,这套规模的暗物质直接检测和新的对撞机签名涉及可见光和暗喷流。
2014-03-26 astro-ph.HE hep-lat hep-ph
Generating Luminous and Dark Matter During Inflation
我们提出了一种新的机制,在宇宙暴胀过程中产生发光物质和暗物质。根据这一机制,普通物质和暗物质携带共同的电荷,这与异常的$ U(1)_{X} $基团有关。反常项源$ \mathcal{CP} $和$ U(1)_{X} $在暴胀过程中的电荷违反过程,产生相应的非零陈-西蒙斯数,随后再处理成重子和暗物质密度。开发的一般框架,然后应用到两个可能的扩展标准模型与异常规范$B$和$B-L$,每个额外的暗物质的候选人。
2015-03-09 hep-ph
Mirror World and Superstring-Inspired Hidden Sector of the Universe, Dark Matter and Dark Energy
我们发展了一个平行存在的普通(O)和隐藏(H)世界的概念。我们比较两个案例:1)当宇宙的隐藏部分是普通世界的镜像对应物时,以及2)当它是一个由超弦启发的影子世界时,与镜像世界相反,由一个对称群(或群链)描述,它与普通世界对称群不一致。我们构造了一个宇宙学模型,假设存在超弦激发的E_6统一,在宇宙的早期阶段,在O-世界分裂为SO(10)\times U(1)_Z -,在H-世界分裂为SU(6)' \times SU(2)'_θ-.由此得到了阴影世界中的低能对称群G '_SM \times SU(2 π'_θ),而不是O世界中的标准模型群G_SM.附加的非阿贝尔SU(2 π '_θ)群和无质量规范场“thetons”是产生暗能量的原因。考虑一个具有暴胀子σ和轴子a_θ的宇宙学经典模型,它是由SU(2 π '_θ)群反常引起的一种伪Nambu-Goldstone玻色子,我们解释了暗能量、暗物质和普通物质的起源.在本模型中,我们回顾了所有的宇宙学时期(暴胀,再加热,重组和核合成),并给出了我们的重子生成的版本。对宇宙学常数问题也作了简要的讨论。
2011-11-07 hep-ph hep-th
Composite dark matter and direct-search experiments
我们重新解释直接搜索的结果暗物质的复合暗物质,即暗物质粒子,形成中性束缚态,一般称为暗原子,无论是与普通粒子,或与其他暗物质粒子。三种不同的方案进行了研究:O-氦方案,毫相互作用的暗物质和暗反原子。在每一个星系中,暗物质与地球物质的相互作用都足够强烈,以至于在到达地下探测器之前就被阻止在其中。当这些热暗原子通过重力向地球中心漂移时,它们被地下探测器的活性介质的原子辐射捕获,这导致光子的发射,光子通过与介质中的电子相互作用产生信号。这提供了一种用电子反冲而不是核反冲来重新解释结果的方法。对O-氦与普通物质相互作用的详细研究表明,它不是暗物质的可接受候选者,因为没有排斥机制阻止它落入原子核的深核阱。另外两个模型涉及毫电荷,能够调和最矛盾的实验。对于每个模型,我们确定参数空间中的区域,这些区域再现了具有阳性结果的实验,并且与具有阴性结果的实验的约束完全一致。我们也注意到实验和观测的限制毫电荷和讨论一些典型的签名模型,可以用来测试它们。
2015-12-18 hep-ph
Spheroidal galactic halos and mirror dark matter
镜像物质被认为是暗物质的候选者。它有几个非常有吸引力的特点,包括自动稳定性和黑暗,能够模仿冷暗物质的广泛特征,而在线性密度扰动制度,并与所有直接暗物质搜索实验的一致性,无论是消极的(如CDMS II)和积极的(DAMA)。在本文中,我们考虑一个重要的未解决的问题:是否有合理的理由来解释为什么大多数的镜像物质在螺旋星系中存在的形式的气体{ \it spheroidal}星系晕周围的普通物质{ \it磁盘}?我们计算了一个数量级的估计,一个典型的螺旋星系的镜像光子光度今天是大约$10^{44}$尔格/秒。有趣的是,这种能量损失率与普通超新星爆炸提供的能量相似。我们讨论的情况下,超新星的力量可以用来加热镜像物质晕的气体部分,从而防止其崩溃的磁盘。在我们的分析中,{ \it宏观}普通镜不对称性起着基本的作用。
2004-07-26 astro-ph hep-ph
Saturon Dark Matter
土星是具有最大微观态熵的宏观物体。由于这种性质,它们可以通过量子跃迁从均匀的热浴中产生,绕过普通扩展对象的标准指数抑制特性。从这个意义上说,土星相对于其他宏观物体,如黑洞和普通孤子,具有优势。由于未受抑制的热产生,土星可能具有有趣的宇宙学意义。特别是它们可以作为可行的暗物质候选人与一些独特的功能。与普通粒子暗物质不同,超重的土星可以在非常低的温度下冻结。饱和子的成核可以用饱和瞬子来描述。这对各种相变都有影响。
2023-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dissipative dark matter and the rotation curves of dwarf galaxies
从旋转曲线中有充分的证据表明盘状星系周围的暗物质晕具有非平凡的动力学。特别重要的是:a)盘状星系的核心暗物质轮廓,b)旋转曲线形状与重子性质的相关性,以及c)塔利-费希尔关系。如果暗物质是强自相互作用和耗散的,那么盘星系周围的暗物质晕可能具有非平凡的动力学。多组分隐藏扇区暗物质具有无质量的“暗光子”(来自连续的暗$U(1)$规范相互作用),它与普通光子动力学混合,提供了这种暗物质的具体例子。动力学混合相互作用通过使普通超新星成为这些“暗光子”的来源而促进了晕加热。暗物质晕可以随着加热和冷却过程而膨胀和收缩,但对于一个足够孤立的晕来说,它可能已经进化到一种稳定状态或“平衡”构型,在这种构型中,加热和冷却速率局部平衡。这种动力学允许暗物质密度分布与给定星系盘中普通超新星的分布有关。在以前的文件中,一个简单的和预测的公式推导出编码这种关系。在这里,我们改进了以前的工作,通过测量的紫外线和$Hα$通量的超新星分布建模,并比较由此产生的暗物质晕配置文件与旋转曲线数据为每个矮星系的小东西样本。进一步发展了耗散暗物质的概念,并得出了一些结论。
2016-03-31 astro-ph.GA hep-ph
Early Universe cosmology in the light of the mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra signal
镜像暗物质提供了一个简单的框架来解释DAMA/天秤座年度调制信号与其他直接探测实验的零结果一致。最简单的可能性是普通物质与镜像暗物质通过光子-镜像光子动力学混合(强度为10^(-9))相互作用。我们确认,这种幅度的光子镜光子混合是一致的,从普通的大爆炸核合成的约束,以及更严格的限制,从宇宙微波背景测量和大尺度结构的考虑。
2009-02-13 astro-ph hep-ph
Implications of the DAMA and CRESST experiments for mirror matter-type dark matter
如果把镜像物质与宇宙中的非重子暗物质等同起来,那么镜像原子可能是银河系暗物质晕的重要组成部分。镜像物质可以通过引力和光子-镜像光子动力学混合相互作用与普通物质相互作用-导致镜像带电粒子与具有有效电荷$εe$的普通光子耦合。这意味着镜像原子的原子核可以从普通原子的原子核上弹性散射,导致核反冲,这可以在现有的暗物质实验中检测到。我们表明,暗物质实验最敏感的这种类型的暗物质候选人(通过核反冲签名)是DAMA/NaI和CRESST/蓝宝石实验。此外,我们表明,DAMA/NaI实验获得的令人印象深刻的年度调制信号可以解释为镜像物质型暗物质的$|ε| \sim 4 \times 10^{-9}$和DAMA的绝对速率测量以及CRESST/蓝宝石数据的支持。这一$|ε|$值与从各种太阳系异常情况中获得的值一致,包括先驱者航天器异常、异常陨石事件和小行星爱神星上缺乏小陨石坑。它也与标准BBN一致。
2004-02-03 astro-ph 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
Connection between a possible fifth force and the direct detection of Dark Matter
如果在暗区存在第五种力,并且暗区粒子与普通物质的相互作用是非引力的,那么量子修正通常会导致可见区的第五种力。我们展示了如何强大的实验限制第五部队在可见部门约束的直接检测截面,和第五部队在黑暗的部门的强度。如果后者与重力相当,则与自旋无关的直接探测截面通常必须<~ 10^{-55} cm ^2。落向暗物质的普通物质的反常加速度也受到限制:η_{OM-DM} <~ 10^{-8}。
2008-08-12 astro-ph hep-ph
The dark atoms of dark matter
宇宙中的非重子暗物质被认为是由新的稳定粒子组成的。一种特殊的情况是可能的,当新的稳定粒子带有普通的电荷,并通过普通的库仑相互作用结合在重“原子”中。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。如果带-2电荷的稳定粒子$X^{--}$比它们的反粒子(带+2电荷)多,并且不存在带+1和-1电荷的稳定粒子,那么这个麻烦就可以避免。然后,在大爆炸核合成中形成的原始氦,将所有的$X^{--}$捕获在中性的O-氦(OHe)“原子”中,从而创造出一种特定的比冷核更热的相互作用复合暗物质。在地球物质中慢下来,OHe是难以捉摸的地下黑暗的直接方法。而OHe-Na系统中,OHe-Na的结合能级在2- 4keV之间。它解释了DAMA/NaI和DAMA/LIBRA实验的结果。直接寻找暗物质的难题出现在这个解决方案中,反映了OHe的非平凡核物理。(节略)
2010-12-04 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Dynamical evolution of dark matter admixed neutron stars
我们第一次动态演化的暗物质混合中子星与费米子暗物质。这些系统是中子星的普通核物质和暗物质的混合物。为了执行我们的动态演化,我们推导出运动方程,在守恒形式,球对称系统与任意数量的完美流体。使用有限体积和高分辨率的激波捕捉方法,我们动态地发展的两个流体的情况下,第一流体模拟普通物质和第二流体模拟暗物质。我们使用我们的动态解决方案,研究非线性稳定性,径向振荡频率,和动态形成过程。
2022-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Atmospheric absorption of dark matter
本文提出暗光子暗物质可在地球大气中发生有效共振吸收,并利用平流层上部温度异常首次约束窄质量范围与混合参数,为直接探测暗物质提供新思路。
2025-04-01 astro-ph.HE hep-ph
Milli-Magnetic Monopole Dark Matter and the Survival of Galactic Magnetic Fields
具有阿贝尔规范对称性的暗扇区可以通过动力学混合与普通物质相互作用。在这种情况下,破碎的黑暗$U(1)$的磁单极子将出现在我们的部门,作为普通电磁场下的受限毫磁带电物体。晕椭圆率约束显着约束暗磁库仑相互作用的强度。束缚基态,这在真空中是稳定的,没有磁荷或力矩,被证明成为量子力学不稳定的存在下,一个外部的,普通的磁场。如果这些国家的贡献sizably本地暗物质密度,他们可以提取显着的能量从银河系磁场,如果他们的衰变发生在银河系的时间scale.We修改和扩展这个“帕克界”银河系的磁能损失毫单极子,导致这些国家的最强的现有约束,满足我们的晕椭圆度界限,在很宽的范围内的质量。
2021-05-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Mirror dark matter: Cosmology, galaxy structure and direct detection
容纳暗物质的一个简单方法是假设存在一个隐藏的扇区。也就是说,一组新的粒子和力主要通过引力与已知粒子相互作用。一般来说,这会导致大量的未知参数,然而,如果隐藏扇区是标准模型扇区的精确副本,则会出现增强的对称性。这种对称性可以解释为时空宇称,它将每个普通粒子($e, \ ν, \ p, \ n, \ γ, ....)$)与一个镜像伙伴($e', \ ν', \ p', \ n', \ γ', ...)$)联系起来。如果这种对称性是完全不破缺的,那么镜像粒子与它们的普通粒子对应物是简并的,并且它们之间的相互作用与控制普通粒子相互作用的动力学完全相同。唯一新的相互作用假设是光子镜像光子动力学混合,其强度$ε$,是唯一的新的基本(拉格朗日)参数相关的天体物理学和宇宙学。事实证明,这样一个理论,与适当选择的初始条件有效的非常早期的宇宙,可以提供一个充分的描述暗物质现象,只要$ε\sim 10^{-9}$。本文着重介绍了镜像暗物质理论在过去十年中的三个主要发展:早期宇宙学、星系结构和在直接探测实验中的应用。
2014-04-22 astro-ph.CO hep-ph
Gravitational Waves From More Attractive Dark Binaries
本文提出暗物质扇区中可能存在由宏观暗物质构成的暗双星,其产生的随机引力波背景具有独特谱形,可被现有引力波探测器观测,并避免额外辐射约束。
2023-12-20 astro-ph.CO hep-ph