Skip to main content
SpringerLink
Log in

Brane matter, hidden or mirror matter, their various avatars and mixings: many faces of the same physics

  • Regular Article - Theoretical Physics
  • Published:
The European Physical Journal C Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Numerous papers deal with the phenomenology related to photon–hidden-photon kinetic mixing and with the effects of a mass mixing on particle–hidden-particle oscillations. In addition, recent papers underline the existence of a geometrical mixing between branes which would allow a matter swapping between branes. These approaches and their phenomenologies are reminiscent of each other but rely on different physical concepts. In the present paper, we suggest there is no rivalry between these models, which are probably many faces of the same physics. We discuss some phenomenological consequences of a global framework.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Similar content being viewed by others

Notes

  1. Mirror matter is able to self-interact. Though it is usually assumed that dark matter does not interact with itself, contrary to visible matter, some authors underlined that dark matter could be self-interacting after all [20–23].

References

  1. T.D. Lee, C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)

    Article  ADS  Google Scholar 

  2. K. Nishijima, M.H. Saffouri, Phys. Rev. Lett. 14, 205207 (1965)

    Article  Google Scholar 

  3. N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos, G. Dvali, N. Kaloper, J. High Energy Phys. 12, 010 (2000). arXiv:hep-ph/9911386

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  4. G. Dvali, M. Redi, Phys. Rev. D 80, 055001 (2009). arXiv:0905.1709 [hep-ph]

    ADS  Google Scholar 

  5. S. Abel, B. Schofield, Nucl. Phys. B 685, 150 (2004). arXiv:hep-th/0311051

    Article  ADS  MATH  Google Scholar 

  6. S.A. Abel, J. Jaeckel, V.V. Khoze, A. Ringwald, Phys. Lett. B 666, 66 (2008). arXiv:hep-ph/0608248

    ADS  Google Scholar 

  7. C.R. Das, L.V. Laperashvili, H.B. Nielsen, A. Tureanu, Phys. Rev. D 84, 063510 (2011). arXiv:1101.4558

    ADS  Google Scholar 

  8. R. Foot, R.R. Volkas, Phys. Rev. D 52, 6595 (1995). arXiv:hep-ph/9505359

    ADS  Google Scholar 

  9. Z. Berezhiani, R.N. Mohapatra, Phys. Rev. D 52, 6607 (1995). arXiv:hep-ph/9505385

    ADS  Google Scholar 

  10. Z. Berezhiani, Eur. Phys. J. C 64, 421 (2009). arXiv:0804.2088 [hep-ph]

    Article  ADS  Google Scholar 

  11. Z. Berezhiani, L. Bento, Phys. Rev. Lett. 96, 081801 (2006). arXiv:hep-ph/0507031

    Article  ADS  Google Scholar 

  12. Z. Berezhiani, F. Nesti, Eur. Phys. J. C 72, 1974 (2012). arXiv:1203.1035 [hep-ph]

    Article  ADS  Google Scholar 

  13. R. Foot, S.N. Gninenko, Phys. Lett. B 480, 171 (2000). arXiv:hep-ph/0003278

    ADS  Google Scholar 

  14. S.N. Gninenko, N.V. Krasnikov, A. Rubbia, Phys. Rev. D 67, 075012 (2003). arXiv:hep-ph/0302205

    ADS  Google Scholar 

  15. R. Foot, A.Yu. Ignatiev, R.R. Volkas, Phys. Lett. B 503, 355 (2001). arXiv:astro-ph/0011156

    ADS  Google Scholar 

  16. R. Foot, Mod. Phys. Lett. A 19, 1841 (2004). arXiv:astro-ph/0405362

    Article  ADS  Google Scholar 

  17. R. Foot, Phys. Lett. B 703, 7 (2011). arXiv:1106.2688

    ADS  Google Scholar 

  18. R. Foot, Phys. Rev. D 82, 095001 (2010). arXiv:1008.0685

    ADS  Google Scholar 

  19. S.I. Blinnikov, Phys. At. Nucl. 73, 593 (2010). arXiv:0904.3609

    Article  Google Scholar 

  20. D.E. Kaplan, G.Z. Krnjaic, K.R. Rehermann, C.M. Wells, J. Cosmol. Astropart. Phys. 1110, 011 (2011). arXiv:1105.2073 [hep-ph]

    Article  ADS  Google Scholar 

  21. D.E. Kaplan, G.Z. Krnjaic, K.R. Rehermann, C.M. Wells, J. Cosmol. Astropart. Phys. 1005, 021 (2010). arXiv:0909.0753 [hep-ph]

    Article  ADS  Google Scholar 

  22. M. Taoso, G. Bertone, A. Masiero, J. Cosmol. Astropart. Phys. 0803, 022 (2008). arXiv:0711.4996 [astro-ph]

    Article  ADS  Google Scholar 

  23. M. Markevitch, A.H. Gonzalez, D. Clowe, A. Vikhlinin, L. David, W. Forman, C. Jones, S. Murray, W. Tucker, Astrophys. J. 606, 819 (2004). arXiv:astro-ph/0309303

    Article  ADS  Google Scholar 

  24. V.A. Rubakov, M.E. Shaposhnikov, Phys. Lett. B 125, 136 (1983)

    ADS  Google Scholar 

  25. M. Pavsic, Phys. Lett. A 116, 1 (1986). arXiv:gr-qc/0101075

    Article  ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  26. P. Horava, E. Witten, Nucl. Phys. B 460, 506 (1996). arXiv:hep-th/9510209

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  27. A. Lukas, B.A. Ovrut, K.S. Stelle, D. Waldram, Phys. Rev. D 59, 086001 (1999). arXiv:hep-th/9803235

    ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  28. L. Randall, R. Sundrum, Phys. Rev. Lett. 83, 3370 (1999). arXiv:hep-ph/9905221

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  29. R. Davies, D.P. George, R.R. Volkas, Phys. Rev. D 77, 124038 (2008). arXiv:0705.1584 [hep-ph]

    ADS  Google Scholar 

  30. Y.-X. Liu, L.-D. Zhang, L.-J. Zhang, Y.-S. Duan, Phys. Rev. D 78, 065025 (2008). arXiv:0804.4553 [hep-th]

    ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  31. G. Dvali, G. Gabadadze, M. Shifman, Phys. Lett. B 497, 271 (2001). arXiv:hep-th/0010071

    ADS  MATH  Google Scholar 

  32. G. Dvali, G. Gabadadze, M. Porrati, Phys. Lett. B 485, 208 (2000). arXiv:hep-th/0005016

    ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  33. S.L. Dubovsky, V.A. Rubakov, Int. J. Mod. Phys. A 16, 4331–4350 (2001). arXiv:hep-th/0105243

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  34. M. Sarrazin, F. Petit, Phys. Rev. D 81, 035014 (2010). arXiv:0903.2498 [hep-th]

    ADS  Google Scholar 

  35. F. Petit, M. Sarrazin, Phys. Lett. B 612, 105 (2005). arXiv:hep-th/0409084

    ADS  MATH  Google Scholar 

  36. M. Sarrazin, F. Petit, Int. J. Mod. Phys. A 22, 2629 (2007). arXiv:hep-th/0603194

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  37. M. Sarrazin, F. Petit, Phys. Rev. D 83, 035009 (2011). arXiv:0809.2060 [hep-ph]

    ADS  Google Scholar 

  38. M. Sarrazin, G. Pignol, F. Petit, V.V. Nesvizhevsky, Phys. Lett. B 712, 213 (2012). arXiv:1201.3949 [hep-ph]

    ADS  Google Scholar 

  39. R. Lakes, Phys. Rev. Lett. 80, 1826 (1998)

    Article  ADS  Google Scholar 

  40. J. Luo, C.-G. Shao, Z.-Z. Liu, Z.-K. Hu, Phys. Lett. A 270, 288 (2000)

    Article  ADS  Google Scholar 

  41. A.S. Goldhaber, M.M. Nieto, Phys. Rev. Lett. 91, 149101 (2003). arXiv:hep-ph/0305241

    Article  ADS  Google Scholar 

  42. E. Asseoa, H. Sol, Phys. Rep. 148, 307 (1987)

    Article  ADS  Google Scholar 

  43. A. Neronov, I. Vovk, Science 328, 73 (2010). arXiv:1006.3504 [astro-ph.HE]

    Article  ADS  Google Scholar 

  44. Y. Shtanov, A. Viznyuk, Class. Quantum Gravity 22, 987 (2005). arXiv:hep-th/0312261

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  45. Y. Shtanov, A. Viznyuk, Mod. Phys. Lett. A 20, 2283 (2005). arXiv:hep-th/0404077

    Article  ADS  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  46. P. Callin, F. Ravndal, Phys. Rev. D 72, 064026 (2005). arXiv:hep-ph/0412109

    ADS  MathSciNet  Google Scholar 

  47. C. Moni Bidin, G. Carraro, R.A. Mendez, W.F. van Altena, Astrophys. J. 724, L122 (2010). arXiv:1011.1289

    Article  ADS  Google Scholar 

  48. P. Salucci, F. Nesti, G. Gentile, C.F. Martins, Astron. Astrophys. 523, A83 (2010). arXiv:1003.3101

    Article  ADS  Google Scholar 

  49. L. Iorio, J. Cosmol. Astropart. Phys. 1005, 018 (2010). arXiv:1001.1697

    Article  ADS  Google Scholar 

  50. M. Vogelsberger, A. Helmi, V. Springel, S.D.M. White, J. Wang, C.S. Frenk, A. Jenkins, A. Ludlow, J.F. Navarro, Mon. Not. R. Astron. Soc. 395, 797811 (2009). arXiv:0812.0362

    Article  Google Scholar 

  51. A.H.G. Peter, Phys. Rev. D 79, 103531 (2009). arXiv:0902.1344

    ADS  Google Scholar 

  52. A.H.G. Peter, Phys. Rev. D 79, 103532 (2009). arXiv:0902.1347

    ADS  Google Scholar 

  53. A.H.G. Peter, Phys. Rev. D 79, 103533 (2009). arXiv:0902.1348

    ADS  Google Scholar 

  54. I.B. Khriplovich, D.L. Shepelyansky, Int. J. Mod. Phys. D 18, 1903 (2009). arXiv:0906.2480

    ADS  MATH  Google Scholar 

  55. J. Edsjo, A.H.G. Peter, arXiv:1004.5258

  56. I.B. Khriplovich, arXiv:1005.1778

  57. R.M. Crutcher, Astrophys. J. 520, 706 (1991)

    Article  ADS  Google Scholar 

  58. M. Houde, Astrophys. J. 616, L111 (2004)

    Article  ADS  Google Scholar 

  59. R.M. Crutcher, N. Hakobian, Astrophys. J. 692, 844 (2009). arXiv:0807.2862

    Article  ADS  Google Scholar 

  60. I. Antoniadis, S. Baessler, M. Büchner, V.V. Fedorov, S. Hoedl, A. Lambrecht, V.V. Nesvizhevsky, G. Pignol, K.V. Protasov, S. Reynaud, Yu. Sobolev, C. R. Phys. 12, 755 (2011)

    Article  ADS  Google Scholar 

  61. V.V. Nesvizhevsky, G. Pignol, K.V. Protasov, Phys. Rev. D 77, 034020 (2008). arXiv:0711.2298 [hep-ph]

    ADS  Google Scholar 

  62. I. Altarev, C.A. Baker, G. Ban, K. Bodek, M. Daum, P. Fierlinger, P. Geltenbort, K. Green, M.G.D. van der Grinten, E. Gutsmiedl, P.G. Harris, R. Henneck, M. Horras, P. Iaydjiev, S. Ivanov, N. Khomutov, K. Kirch, S. Kistryn, A. Knecht, P. Knowles, A. Kozela, F. Kuchler, M. Kuz’niak, T. Lauer, B. Lauss, T. Lefort, A. Mtchedlishvili, O. Naviliat-Cuncic, S. Paul, A. Pazgalev, J.M. Pendlebury, G. Petzoldt, E. Pierre, C. Plonka-Spehr, G. Quéméner, D. Rebreyend, S. Roccia, G. Rogel, N. Severijns, D. Shiers, Yu. Sobolev, R. Stoepler, A. Weis, J. Zejma, J. Zenner, G. Zsigmond, Phys. Rev. D 80, 032003 (2009). arXiv:0905.4208 [nucl-ex]

    ADS  Google Scholar 

  63. A.P. Serebrov, E.B. Aleksandrov, N.A. Dovator, S.P. Dmitriev, A.K. Fomin, P. Geltenbort, A.G. Kharitonov, I.A. Krasnoschekova, M.S. Lasakov, A.N. Murashkin, G.E. Shmelev, V.E. Varlamov, A.V. Vassiljev, O.M. Zherebtsov, O. Zimmer, Nucl. Instrum. Methods A 611, 137 (2009). arXiv:0809.4902 [nucl-ex]

    Article  ADS  Google Scholar 

  64. A.P. Serebrov, E.B. Aleksandrov, N.A. Dovator, S.P. Dmitriev, A.K. Fomin, P. Geltenbort, A.G. Kharitonov, I.A. Krasnoschekova, M.S. Lasakov, A.N. Murashkin, G.E. Shmelev, V.E. Varlamov, A.V. Vassiljev, O.M. Zherebtsov, O. Zimmer, Phys. Lett. B 663, 181 (2008). arXiv:0706.3600 [nucl-ex]

    ADS  Google Scholar 

  65. G. Ban, K. Bodek, M. Daum, R. Henneck, S. Heule, M. Kasprzak, N. Khomutov, K. Kirch, S. Kistryn, A. Knecht, P. Knowles, M. Kuzniak, T. Lefort, A. Mtchedlishvili, O. Naviliat-Cuncic, C. Plonka, G. Quéméner, M. Rebetez, D. Rebreyend, S. Roccia, G. Rogel, M. Tur, A. Weis, J. Zejma, G. Zsigmond, Phys. Rev. Lett. 99, 161603 (2007). arXiv:0705.2336 [nucl-ex]

    Article  ADS  Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Department of Physics, University of Namur (FUNDP), 61 rue de Bruxelles, 5000, Namur, Belgium

    Michaël Sarrazin

  2. BCRC (Member of EMRA), 4 avenue du gouverneur Cornez, 7000, Mons, Belgium

    Fabrice Petit

Authors
  1. Michaël Sarrazin
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Fabrice Petit
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Michaël Sarrazin.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Sarrazin, M., Petit, F. Brane matter, hidden or mirror matter, their various avatars and mixings: many faces of the same physics. Eur. Phys. J. C 72, 2230 (2012). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-012-2230-8

Download citation

  • Received:

  • Published:

  • DOI: https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-012-2230-8

Keywords

Search

Navigation