具有方向敏感性的暗物质探测器具有区分各向同性背景的暗物质引起的核后坐力的能力，从而为银河晕中的暗物质提供了吸烟枪的特征。 基于石墨烯和二维材料研究的最新进展，我们提出了一种基于石墨烯的范德华异质结构的新型定向暗物质检测器。 开发并分析了基于石墨烯/六方氮化硼和石墨烯/二硫化钼异质结构的探测器的概念设计。 拟议的探测器具有模块化的可扩展性，keV尺度的检测阈值，纳米位置分辨率，灵敏度低至10 $$ \ mathrm {GeV} / c ^ 2 $$ GeV / c2暗物质质量，以及固有的头尾辨别和背景抑制 能力。

我们将具有标量Z 3离散对称性的模型中的复标量场视为SIMP暗物质，表现为暗局部U（1）的残余。 由于DM三次耦合与DM四次耦合或Z'规范和暗希格斯耦合，暗物质（DM）主要通过3至2散射而消失。 我们表明，轻的Z'规格玻色子使DM处于冻结状态，与热等离子体处于动态平衡状态，并且会影响DM物质的密度以及DM自相互作用的扰动/统一性约束。 我们表明，大的DM自相互作用与解决小规模结构问题和解释最近在Abell 3827簇中观察到的DM晕分离是一致的。 还讨论了来自SIMP条件，DM自交互，Z'搜索，DM直接/间接检测实验和希格斯信号的模型的各种界限。

具有强烈自我相互作用的暗物质为一些小型结构难题提供了引人注目的解决方案。 在假定暗物质和标准模型粒子之间的耦合被抑制的假设下，这种强烈相互作用的大粒子（SIMP）允许通过N-to-Nâ过程成功地热冻结，其中N个暗物质粒子被to灭为 N个。 在最常见的情况下，暗物质的稳定性由–2对称性保证，因此，看似领先的an灭通道（即3对2过程）被禁止，因此4对2主导了the灭的产生。 暗物质遗迹密度。 此外，宇宙学观测要求暗物质扇区比标准模型粒子的热浴更冷，这种状况可以通过暗物质与标准模型粒子之间的小门户动态生成，即冻结。 在Singlet标量暗物质模型的上下文中例示了这种情况。

我们提出了第一个可行的辐射跷跷板模型，其中中微子质量是通过涉及强相互作用的大质量粒子（SIMP）的两回路费曼图辐射地诱发的。 SIMP暗物质（DM）的稳定性通过ℤ5离散对称性来确保，其中DM的灭率由3→2自self灭过程决定。 在共振SIMP场景中，通过摄动耦合可以获得适量的热物质丰度，同时可以满足从子弹群和球形光晕形状推断出的天体边界。 我们表明，SIMP DM能够保持与热等离子体的动力学平衡，直到通过与中微子质量产生相关的Yukawa相互作用的冻结温度为止。

我们研究了玻色-爱因斯坦凝结水（或标量场）暗物质模型中银晕的特征长度尺度。 考虑到密度扰动的演变，我们表明，平均背景物质密度决定了量子牛仔裤的质量，因此决定了给定时期的星系空间大小。 在此模型中，随着宇宙的扩展，最小的星系大小会增加，而最小的星系质量会减少。 暗物质粒子质量m≥5×10×22 eV成功再现了观测到的质量和矮星系大小的值。 最小大小约为6×10×3m / Hc，矮星系的典型旋转速度为O（H / m）c，其中H是哈勃参数，而c是康普顿波长的 粒子。 我们还建议，超紧凑的矮星系是早期宇宙中形成的矮星系的残余。

我们考虑旋转零度非相对论性Gross-Pitaevskii方程所描述的旋转Bose-Einstein冷凝暗物质晕的Jeans失稳和重力坍塌，并具有相互排斥的粒子间相互作用。 在波函数的马德隆表示中，通过连续性和流体动力学欧拉方程描述了银晕的动态演化，其中凝聚的暗物质满足指数为$ n = 1 $$ n = 1的多态状态方程。 。 通过考虑量子流体力学方程的小扰动，我们获得了色散关系和吉恩斯波数，其分别包括涡旋（湍流），量子压力和量子势的影响。 详细讨论了凝结暗物质崩溃的临界尺度（吉恩斯半径和质量）。 我们还研究了旋转浓缩暗物质晕的塌陷/扩展，并找到了使用变量分离方法得出的一系列流体动力学演化方程的精确半解析解。 还获得了流体流动方程的近似一阶解。 塌陷/膨胀凝结水暗物质晕的径向坐标相关质量，密度和速度分布图是通过数值方法获得的。

带有高电荷的惰性标量多重态的中性成分，当其实部和虚部具有分裂的质谱时，可以提供稳定的暗物质粒子。 否则，Z玻色子介导的树级暗物质-核子散射将大大超出实验极限。 在本文中，我们重点研究混合惰性标量三重态暗物质场景，其中带有超荷的复杂标量三重态可以通过与标准模型希格斯二重态的可重新归一化耦合而与另一个实量标量三重态混合而不会超荷。 我们考虑三种特定情况，它们具有完整参数空间的大多数相关特征：（i）实三元组的中性成分主导暗物质粒子；（ii）复杂三元组的中性成分主导暗物质粒子； （iii）真实和复杂三胞胎的中性成分同样构成暗物质粒子。 受暗物质遗迹丰度和直接检测约束的影响，我们对允许的参数空间进行了系统的研究，尤其着重于三重态和双重态项之间的相互作用和规范相互作用。 在这些混合的惰性标量三重态的存在下，一些由惰性费米子双峰构成的重狄拉克费米子可用于在单环水平上生成微小的马约拉纳中微子质量项，并成功实现了瘦化，从而解释了宇宙重子不对称性。

在中微子质量的单重态-三重态的马约顿模型中，轻子数被自然破坏。 如果它也被软破碎，则存在自然光的伪标量粒子ηI。 然后，它可以充当具有奇暗奇偶校验的实线单重标量χ的光介体。 它本身是不稳定的，但会通过其三重态标量分量主要衰变为两个中微子，因此不会干扰宇宙微波背景（CMB）。 它也仅与标准模型希格斯玻色子混合一圈，因此在暗物质直接搜索实验中对核外χ原子的弹性散射没有显着贡献。

众所周知，相对论和量子力学中的一般考虑因素有可能在任何一致的量子引力理论的背景下排除连续的整体对称性。 假设这些考虑的正确性，我们从伽玛射线，X射线，宇宙射线，中微子和CMB数据上得出严格的界限，这些数据调用全局对称性来稳定暗物质粒子。 我们为各种普朗克规模抑制的五维有效算子计算了暗物质寿命的最新的，与模型无关的鲁棒限制。 然后，我们进行专门的分析，并将边界应用于特定模型，包括“两希格斯-双重峰”，“左-右”，“单峰费米子”，Zee-Babu，3-3-1和“辐射跷跷板”模型。 假设（i）普朗克尺度上的全局对称性被打破，（ii）调暗物质衰变的不可重整化算子具有O（1）耦合，（iii）暗物质是单重态场，并且（iv ）暗物质密度分布可以通过NFW轮廓很好地描述，我们能够排除包括WIMP机制在内的宽质量范围（keV–TeV）的铁离子，矢量和标量暗物质候选物。

我们提出一种具有局部U（1）对称性的嗜中性两希格斯双峰模型，其中活跃的中微子是狄拉克（Dirac）型，并且即使自发对称性破坏后，由于剩余对称性，自然也会诱导出铁离子暗物质（DM）候选物 。 此外，物理的戈德斯通玻色子由于两种类型的规整单重子玻色子而产生，并且有助于DM现象学以及附加的中性规整玻色子。 然后，我们在直接检测搜索的安全范围内分析了DM的残留密度，并显示了暗物质质量的允许​​区域。