中文

ANITA反常事件的暗物质解释

高能物理 - 唯象学 2019-07-09 v2 高能天体物理现象 高能物理 - 实验

摘要

ANITA合作组近期报道探测到两次反常的上行传播广延空气簇射,其出射角相对较大,能量在 O(0.5 ⁣ ⁣1) EeV\mathcal{O}(0.5\!-\!1)~\mathrm{EeV} 范围内。我们将这两个事件解释为来自一个大质量暗物质候选体(mDM ⁣ ⁣109 GeVm_\text{DM}\!\gtrsim\! 10^{9}~\mathrm{GeV})衰变为一对右手中微子。在穿过地球传播时,这些极端洛伦兹增强的衰变产物最终转化为 τ\tau 轻子,其在传播过程中损失能量,并在大气中产生可被ANITA以大于标准模型中微子所能产生的出射角探测到的簇射。我们进行了蒙特卡洛模拟以估计传播与能量损失效应,并推导了ANITA与IceCube探测器的微分有效面积与事件数。有趣的是,IceCube的预期事件数与ANITA观测到的事件数同属一个数量级,但出射角更大、能量 0.1 EeV\lesssim 0.1~\mathrm{EeV}。这些特征与近期对IceCube数据样本重新分析所展示的两个上行事件IceCube-140109和IceCube-121205完美吻合。

关键词

引用

@article{arxiv.1902.04584,
  title  = {A Dark Matter Interpretation of the ANITA Anomalous Events},
  author = {Lucien Heurtier and Yann Mambrini and Mathias Pierre},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1902.04584},
  year   = {2019}
}

备注

17 pages, 10 figures