AMS-02观测下的布朗农暗物质与超维模型对比分析

本文主要探讨了在布氏世界超维理论（brane-world extra-dimensional theories）框架下，关于布朗农暗物质（branon dark matter）的性质与AMS-02实验数据的关联。AMS-02是一个专门用于高能粒子研究的太空探测器，它收集的数据对于理解宇宙中的暗物质成分具有重要意义。 首先，作者分析了三种不同的假设情况：一是脉冲星单独解释AMS-02测量到的正电子信号，二是暗物质单独贡献，三是两者结合。在这些情况下，他们计算了暗物质（即布朗农暗物质）的湮灭产生的正电子产量，并将其与实际观测结果进行对比。在这个过程中，他们特别关注了米糠质量和米糠张力这两个关键参数，这是超维模型中暗物质的基本属性。 作者对暗物质晕的扩散模式进行了研究，分别考虑了最小、中等和最大扩散模型，这涉及到伪等温模型（pseudo-isothermal model）以及Navarro-Frenk-White（NFW）模型在额外维度上的表现。通过与宇宙学分析和粒子加速器实验数据的综合分析，研究进一步限定了布朗农模型的参数空间。 在脉冲星能够完全解释AMS-02数据的假设下，研究排除了那些质量低于60.75 TeV且张力低于8.56 TeV的暗物质可能性。对于暗物质与脉冲星共同解释数据的情况，排除的范围更为严格，质量小于27.32 TeV和张力小于3.85 TeV的组合也被认为不可行。 最后，当不考虑脉冲星的影响时，作者发现质量约为38.1±0.2 TeV，张力为4.99±0.04 TeV的布朗农暗物质模型能够很好地与AMS-02实验数据相匹配。这个结果对于理解暗物质在超维模型中的角色以及寻找可能的新物理现象具有重要的科学价值。 这篇论文通过细致的理论计算和数据分析，不仅提供了对布朗农暗物质性质的深入认识，还为超维模型和宇宙学提供了重要的实验约束，有助于进一步探索宇宙的奥秘。