本文报告了在LHC的ATLAS检测器以s = 8 TeV收集的pp碰撞的20.3fb-1中与底部或顶部夸克有关的暗物质对产生的搜索报告。 当与高动量喷头一起产生时，选择横向动量缺失较大的事件，其中一个或多个被鉴定为包含b夸克的喷头。 具有较高夸克的最终状态是通过要求高射流多样性（有时还需要单个轻子）来选择的。 发现数据与标准模型期望值一致，并且在描述暗物质与标准模型颗粒之间的标量和张量相互作用的有效场论的质量尺度上设置了限制。 还提供了自旋无关和自旋依赖性相互作用的暗物质-核子横截面限制。 这些限制对于低质量暗物质特别强。 使用简化的模型，对暗物质和有色介质的质量设置了约束条件，适用于解释歼灭暗物质的可能信号。

我们考虑一个非弹性的暗物质模型，其中费米子在破裂的U（1）对称性下带电，并引入一个很小的Majorana质量项将费米子分成两个状态，其中一个轻子是一个暗物质候选物。 如果规范玻色子很轻，它可以在黑暗光环中介导弹性和非弹性暗物质自相互作用，从而导致观测结果。 使用基于局部波分析的数值技术，我们可以精确地计算弹性和非弹性自散射截面。 我们假设出现热冻结的情况，并使用文物密度约束来确定仪表耦合常数。 然后，我们关注六个基准质量的暗物质，涵盖从10 MeV到160 GeV的较宽范围，并映射参数区域，其中单位质量的弹性散射截面在1 cm2 / g-5 cm2 / g之内， 小规模的冷暗物质问题。 如果重态可以衰变成轻态和无质量的物质，则非弹性向上散射过程可以冷却光晕并导致岩心塌陷。 以暗物质密度核为证据的星系，我们进一步推导了对参数空间的约束。 对于低于10 GeV的暗物质质量，质量分裂必须足够大，以防止在矮晕晕中发生散射，从而避免岩心塌陷约束。 对于更高质量的物体，仍然可以允许向上散射。 我们的结果表明，天文学观测可以为具有大的弹性和非弹性自相互作用的暗物质模型提供有力的检验。

我们证明，可以通过液体闪烁体中微子探测器（例如Borexino，SNO +和JUNO）发现具有每个核子散射截面≳10-28cm2的暗物质。 由于允许大量的暗物质通量，这些探测器可以发现质量高达1021 GeV的暗物质，比目前的直接探测实验（例如XENON1T和PICO）的质量灵敏度高出2个数量级。 我们使用现有的选择触发器来推导这些检测器的自旋无关和自旋相关的截面灵敏度，并且我们提出了一种改进的触发器程序，可以将这种灵敏度提高2个数量级。 我们根据三种暗物质场景来解释这些敏感性：（1）散射的有效接触算子；（2）带QCD的暗物质；以及（3）最近提出的普朗克质子重子带电暗物质模型。 考虑到地球的密度分布和元素组成以及核自旋，我们计算了由于地球覆盖而导致的这些探测器的暗物质通量衰减。

我们认为，宇宙的能量预算通常包含某种形式的相对论或半相对论暗辐射（DR），并与标准模型（SM）粒子发生非重力相互作用。 这种暗辐射可能由中微子的单重态或非热能组成。 如果这样的DR是在相对较新的时期产生的，它可以携带足够的能量，从而在旨在搜索相互作用非常弱的粒子的实验中留下可检测的烙印：暗物质和地下中微子实验。 我们以某种普遍性来分析这种可能性，假设交互式暗辐射源于不稳定粒子（可能是暗物质的组成部分）的后期衰减，并考虑了暗辐射与SM粒子之间的各种可能相互作用。 专注于亚GeV能量区域，我们使用最敏感的中微子和暗物质直接检测实验的结果得出不同形式DR的约束。 尤其是，对于相互作用的暗辐射，其典型动量约为30 MeV / c，两种类型的实验都提供了竞争性约束。 这项研究还表明，非标准中微子发射源（例如，通过暗物质衰减）能够为暗物质直接检测创造一个“中微子底面”，比标准中微子源所期望的更接近当前界限。

暗物质直接检测实验对光暗物质（低于几个GeV）的灵敏度有限，这是因为将检测核后坐力的能量阈值降低到O（keV）以下的挑战。 尽管在这方面已经取得了令人瞩目的进展，但浅色暗物质仍然是暗物质参数空间受约束最少的区域。 已经表明，由于Migdal效应而产生的电离和激发以及从反冲原子相干发射的光子致辐射都可以为浅色暗物质提供可观察到的通道，否则，由于产生的核后坐力低于探测器阈值，这些暗色物质将被错过。 在本文中，我们通过计算通用相互作用类型集的Migdal效应和光子致辐射速率（包括与动量无关或依赖，自旋无关或依赖的相互作用类型）以及检查各种目标物质的速率来扩展先前的工作。 ，从而使我们可以对某些互动类型设置新的实验限制。 此外，我们还计算了由太阳或大气中微子的原子核上的相干散射引起的这些效应。 我们证明，对于考虑由暗物质或中微子引起的相互作用的所有目标，Migdal效应优于the致辐射效应。 这将光子致辐射减小到与将来的直接检测实验无关。

下一代暗物质直接检测实验将对相干中微子核和中微子电子散射都敏感。 这将使他们能够探索太阳物理学的各个方面，迄今为止对弱角sin 2θW进行最低的能量测量，并利用光介体探索新理论的贡献。 在本文中，我们计算了由于太阳中微子而在几个暗物质直接探测实验中预期的预计核和电子反冲率，并使用这些估计值来量化中微子通量，弱混合角和太阳可观测物以及未来观测结果的误差 以限制中微子领域的新物理学。 我们的分析表明，第二代实验（SuperCDMS和LZ）中太阳中微子事件的总发生率可以通过电子反冲将pp通量测量为2.5％的精度，并略微提高了8 B通量的确定性。 假设氩气处于低质量阶段，预计的吨级实验（如DARWIN）可以将pp和硼8中微子通量的不确定性降低至1％以下。 最后，我们使用LUX，SuperCDMS和CDMSlite的最新结果来设定中微子与电子或原子核之间新相互作用的界限，并表明未来的直接检测实验可用于设置与光介体相关的参数空间的互补约束。

我们探讨了Borexino实验对中微子光谱中最低能量部分的实时测量的含义，该过程从初次pp聚变过程直至0.820 MeV的7 Be衰变到1.44 MeV的pep反应，直至0.420 MeV。 我们利用这样一个事实，即在如此低的能量下，对于7 Be和pep而言，在太阳下对Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein物质效应的大混合角解很小，对于pp则可忽略不计。 因此，在太阳中产生的中微子几乎完全通过从太阳表面传播期间的真空振荡以及通过作用在太阳能源和Borexino检测器上的可能的非标准相互作用来改变其风味。 我们在单一框架中结合了源和检测器上不同的NSI效应，并使用当前的Borexino数据在反应堆中微子实验所能及的能量以下约束NSI的非通用和变味参数。 我们还在Borexino实验的“低能量前沿”数据上研究了当前数据对弱混合角的影响，预计该数据将略大于Z质量下的值。 我们发现sin 2θW = 0.224±0.016，这是迄今为止最低的能量规模估计。 展望未来，我们在下一代专用太阳实验和直接暗物质检测实验中使用了对太阳中微子的预测敏感性，并发现了确定弱混合角的五个潜在改

在本文中，我们指出了利用强铬源（background 370 PBq）通过超低阈值和位于源附近的背景实时Borexino检测器探测低能中微子实验中微子性质的可能性。 ˆ¼ 8 m）。 我们分析了相对论中微子极限中非极化电子上的电子中微子（分别为狄拉克或马约拉那）的弹性散射。 我们假设入射的中微子束是铬源产生的左右手性态的叠加。 左手性中微子可以通过标准V-A和非标准标量SL，伪标量PL，张量TL相互作用检测，而右手性中微子仅参与外源性V + A和SR，PR，TR相互作用。 我们针对风味（当前）中微子本征态进行了独立于模型的研究。 我们使用标准耦合的当前实验值，以及在左手向右手性叠加的情况下，计算左手性中微子的标准V-A相互作用的预期事件数。 我们表明，由于马约拉纳中微子的标准和外来相互作用之间的干扰项，事件数会显着减少。 对于狄拉克（Dirac）和马约拉纳（Majorana）案例，我们还证明了奇异耦合的存在如何影响输出电子的能谱。 90％C.L. 在相应的奇异耦合平面中找到了敏感轮廓。 即使中微子源位于探测器外，在Majorana情况下干扰的存在也比Dirac中微子具有更强的约束力

中微子物理学中尚未解决的奥秘之一就是中微子质量等级。 我们提供了一种通过比较反向beta衰减（IBD），$$ {\ bar {\ nu}} _ e + p \ rightarrow n + e ^ + $$ν¯e+ p→的事件来确定中微子质量等级的新方法 n + e +和中性电流（NC）相互作用$$ \ nu（{\ overline {\ nu}}）+ p \ rightarrow \ nu（{\ overline {\ nu}}）+ p $$ν（ν 闪烁探测器中吸积和冷却阶段的超新星中微子的）+ p→ν（ν′）+ p。 超新星中微子的风味转换取决于中微子的质量层次。 由于存在Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein效应，$$ {\ bar {\ nu}} _ e $$νée通量与$$ {\ bar {\ nu}} _ x $$ν¯x的完全交换 （$$ x = \ mu，〜\ tau $$ x =μ，τ）一个发生在倒置层次结构中，而这样的交换不在正常层次结构中发生。 结果，倒置层次结构中高能量IBD事件与NC事件的比率高于正常层次结构中。 由于$$ {\ bar {\

对超新星遗迹中微子的探测可以为我们目前对恒星和宇宙学演化的理解提供关键支持，而对这些中微子的精确测量可以对宇宙产生新的见解。 在本文中，我们研究了使用线性烷基苯（LAB）作为慢速闪烁体的超新星遗留中微子的检测潜力。 直链烷基苯具有切伦科夫和闪烁光的良好分离特性，从而为颗粒识别提供了一条新途径。 我们进一步解决了当前实验中的关键问题，包括（1）水切伦科夫探测器中大气中微子的带电电流背景和（2）典型液体闪烁体探测器中大气中微子的中性电流背景。 锦屏的千吨级LAB检测器具有O（10）年的数据，可以发现超新星遗迹中微子，其灵敏度可与大容量Cherenkov水检测器，典型的液体闪烁体检测器和液体氩检测器相媲美。