Combined search in dwarf spheroidal galaxies for branon dark matter annihilation signatures with the MAGIC telescopes

Abe, S.; Bigongiari, C.; Teshima, M.; Aguasca-Cabot, A.; Dorner, D.; Sahakyan, N.; Strom, D.; MAGIC Collaboration; Kubo, H.; Elsaesser, D.; Peresano, M.; Bronzini, E.; Persic, M.; Kobayashi, Y.; Truzzi, S.; Vazquez Acosta, M.; Bonnoli, G.; Hahn, A.; Doro, M.; Gradetzke, T.; Carretero-Castrillo, M.; Temnikov, P.; Carosi, R.; Njoh Ekoume, T.; Maneva, G.; Font, L.; Miener, T.; Gasparyan, S.; Engels, A. Arbet; Mas-Aguilar, A.; Jormanainen, J.; Bošnjak, Ž.; Bernete, J.; Paneque, D.; Schmidt, K.; López-Oramas, A.; Kankkunen, S.; Bautista, A.; Miranda, J. M.; Arcaro, C.; Herrera Llorente, J.; Schubert, J. L.; Hadasch, D.; Prandini, E.; Mender, S.; Saito, T.; Ribó, M.; López-Moya, M.; Berti, A.; Mirzoyan, R.; Batković, I.; Wersig, F.; Pihet, M.; Sitarek, J.; Burelli, I.; Escudero, J.; Giesbrecht Paiva, J. G.; Sciaccaluga, A.; Fariña, L.; Giglietto, N.; Suda, Y.; Asano, K.; Kluge, G. W.; Lindfors, E.; Paiano, S.; Verna, G.; Günther, P.; Di Tria, R.; Abhir, J.; Nigro, C.; Nikolić, L.; Otero-Santos, J.; Hrupec, D.; Mannheim, K.; Di Pierro, F.; Lorini, A.; Makariev, M.; Rhode, W.; Longo, F.; Donini, A.; D'amico, G.; De Lotto, B.; Ishio, K.; Molina, E.; Takeishi, R.; Campoy-Ordaz, A.; Strišković, J.; Spolon, A.; Lombardi, S.; López-Coto, R.; Miceli, D.; Nishijima, K.; Barres De Almeida, U.; Paredes, J. M.; Agudo, I.; Silvestri, G.; Okumura, A.; Mazin, D.; Babić, A.; Di Venere, L.; Da Vela, P.; Majumdar, P.; Martínez-Chicharro, M.; Garczarczyk, M.; Aniello, T.; Contreras, J. L.; Paoletti, R.; Besenrieder, J.; Gaug, M.; Kouch, P. M.; Abhishek, A.; Yamamoto, T.; Delgado Mendez, C.; Molero González, M.; Leone, F.; Mariotti, M.; Loporchio, S.; Viale, I.; Nakamori, T.; van Scherpenberg, J.; Heckmann, L.; Mangano, S.; Castro-Tirado, A. J.; Baxter, J.; Strzys, M.; Dominis Prester, D.; Colombo, E.; Fattorini, A.; Bernardini, E.; Nieto, D.; Nievas Rosillo, M.; Cerasole, D.; Terzić, T.; Righi, C.; Dazzi, F.; Sliusar, V.; Principe, G.; Blanch, O.; Martínez, M.; Nanci, C.; Lamastra, A.; De Angelis, A.; Delgado, J.; Vigorito, C. F.; Tajima, H.; Green, D.; Ansoldi, S.; Cifuentes, A.; Vovk, I.; Becerra González, J.; Ventura, S.; Schmuckermaier, F.; Tutone, A.; Chai, Y.; Bednarek, W.; Hassan, T.; Neustroev, V.; Imazawa, R.; Fukami, S.; Rico, J.; D'elia, V.; Fukazawa, Y.; De Menezes, R.; Kerszberg, D.; Biland, A.; Kushida, J.; García López, R. J.; Covino, S.; Foffano, L.; Mondal, H. A.; Nozaki, S.; Ceribella, G.; Kayanoki, T.; Saturni, F. G.; Cortina, J.; Vitale, V.; Gammaldi, V.; Morcuende, D.; Prada Moroni, P. G.; Terauchi, K.; Will, M.; Wunderlich, C.; Pirola, G.; Podobnik, F.; Menchiari, S.; Walter, R.; Manganaro, M.; Baack, D.; Giordano, F.; Barrio, J. A.; Jiménez Martínez, I.; Green, J. G.; Grau, R.; Moralejo, A.; Láinez, M.; Gliwny, P.; Sobczynska, D.; Lyard, E.; Acciari, V. A.; Fröse, S.; Ubach, S.

Preprint

PUBDB-2026-00206

Combined search in dwarf spheroidal galaxies for branon dark matter annihilation signatures with the MAGIC telescopes

Abe, S. ; Abhir, J. ; Abhishek, A. ; Acciari, V. A. ; Aguasca-Cabot, A. ; Agudo, I. ; Aniello, T. ; Ansoldi, S. ; Engels, A. A. ; Arcaro, C. ; Asano, K. ; Baack, D. ; Babić, A. ; Barres De Almeida, U. ; Barrio, J. A. ; Batković, I. ; Bautista, A. ; Baxter, J. ; Becerra González, J. ; Bednarek, W. ; Bernardini, E.Extern* ; Bernete, J. ; Berti, A. ; Besenrieder, J. ; Bigongiari, C. ; Biland, A. ; Blanch, O. ; Bonnoli, G. ; Bošnjak, Ž. ; Bronzini, E. ; Burelli, I. ; Campoy-Ordaz, A. ; Carosi, R. ; Carretero-Castrillo, M. ; Castro-Tirado, A. J. ; Cerasole, D. ; Ceribella, G. ; Chai, Y. ; Cifuentes, A. ; Colombo, E. ; Contreras, J. L. ; Cortina, J. ; Covino, S. ; D'amico, G. ; D'elia, V. ; Da Vela, P. ; Dazzi, F. ; De Angelis, A. ; De Lotto, B. ; De Menezes, R. ; Delgado, J. ; Delgado Mendez, C. ; Di Pierro, F. ; Di Tria, R. ; Di Venere, L. ; Dominis Prester, D. ; Donini, A. ; Dorner, D. ; Doro, M. ; Elsaesser, D. ; Escudero, J. ; Fariña, L. ; Fattorini, A. ; Foffano, L. ; Font, L. ; Fröse, S. ; Fukami, S. ; Fukazawa, Y. ; García López, R. J. ; Garczarczyk, M.DESY* ; Gasparyan, S. ; Gaug, M. ; Giesbrecht Paiva, J. G. ; Giglietto, N. ; Giordano, F. ; Gliwny, P. ; Gradetzke, T. ; Grau, R. ; Green, D. ; Green, J. G. ; Günther, P. ; Hadasch, D. ; Hahn, A. ; Hassan, T. ; Heckmann, L. ; Herrera Llorente, J. ; Hrupec, D. ; Imazawa, R. ; Ishio, K. ; Jiménez Martínez, I. ; Jormanainen, J. ; Kankkunen, S. ; Kayanoki, T. ; Kerszberg, D. ; Kluge, G. W. ; Kobayashi, Y. ; Kouch, P. M. ; Kubo, H. ; Kushida, J. ; Láinez, M. ; Lamastra, A. ; Leone, F. ; Lindfors, E. ; Lombardi, S. ; Longo, F. ; López-Coto, R. ; López-Moya, M. ; López-Oramas, A. ; Loporchio, S. ; Lorini, A. ; Lyard, E. ; Majumdar, P. ; Makariev, M. ; Maneva, G. ; Manganaro, M. ; Mangano, S. ; Mannheim, K. ; Mariotti, M. ; Martínez, M. ; Martínez-Chicharro, M. ; Mas-Aguilar, A. ; Mazin, D. ; Menchiari, S. ; Mender, S. ; Miceli, D. ; Miener, T. ; Miranda, J. M. ; Mirzoyan, R. ; Molero González, M. ; Molina, E. ; Mondal, H. A. ; Moralejo, A. ; Morcuende, D. ; Nakamori, T. ; Nanci, C. ; Neustroev, V. ; Nievas Rosillo, M.DESY* ; Nigro, C.DESY* ; Nikolić, L. ; Nishijima, K. ; Njoh Ekoume, T. ; Nozaki, S. ; Okumura, A. ; Otero-Santos, J. ; Paiano, S. ; Paneque, D. ; Paoletti, R. ; Paredes, J. M. ; Peresano, M. ; Persic, M. ; Pihet, M. ; Pirola, G. ; Podobnik, F. ; Prada Moroni, P. G. ; Prandini, E. ; Principe, G. ; Rhode, W. ; Ribó, M. ; Rico, J. ; Righi, C. ; Sahakyan, N. ; Saito, T. ; Saturni, F. G. ; Schmidt, K. ; Schmuckermaier, F. ; Schubert, J. L. ; Sciaccaluga, A. ; Silvestri, G. ; Sitarek, J. ; Sliusar, V. ; Spolon, A. ; Sobczynska, D. ; Strišković, J. ; Strom, D. ; Strzys, M. ; Suda, Y. ; Tajima, H. ; Takeishi, R. ; Temnikov, P. ; Terauchi, K. ; Terzić, T. ; Teshima, M. ; Truzzi, S. ; Tutone, A. ; Ubach, S. ; van Scherpenberg, J. ; Vazquez Acosta, M. ; Ventura, S. ; Verna, G. ; Viale, I. ; Vigorito, C. F. ; Vitale, V. ; Vovk, I. ; Walter, R. ; Wersig, F. ; Will, M. ; Wunderlich, C. ; Yamamoto, T. ; Gammaldi, V. ; Nieto, D. ; MAGIC Collaboration (Collaboration author)DESY*

2025

[10.3204/PUBDB-2026-00206]

This record in other databases:

Please use a persistent id in citations: doi:10.3204/PUBDB-2026-00206

Report No.: arXiv:2408.08009

Abstract: Massive brane fluctuations, called branons, behave as weakly interacting massive particles, which is one of the most favored class of candidates to fulfill the role of the dark matter (DM), an elusive kind of matter beyond the Standard Model. We present a multi-target search in dwarf spheroidal galaxies for branon DM annihilation signatures with a total exposure of 354 hours with the ground-based gamma-ray telescope system MAGIC. This search led to the most constraining limits on branon DM in the sub-TeV and multi-TeV DM mass range. Our most stringent limit on the thermally-averaged annihilation cross-section (at $95\%$ confidence level) corresponds to $ \langle \sigma v \rangle \simeq 1.9 \times 10^{-24}{\text{cm}^{3}\text{s}^{-1}} $ at a branon mass of $ \sim 1.5~\text{TeV}$.

Keyword(s): dark matter experiments ; gamma ray experiments ; cosmology of theories beyond the SM

Classification: