轻型暗物质在材料中的散射率通用上界

将自旋 1/2 暗物质（DM）与电子相互作用的有效理论描述与线性响应理论结合，提供了一种强大的框架来建模暗物质在用于直接探测的探测器中的散射，包括介质效应。在此框架下，我们表明在对底层暗物质-电子耦合有一般性假设时，暗物质诱导的电子能级跃迁速率存在理论上界。特别是，当暗物质耦合于电子密度以及自旋、参数磁和 Rashba 流动时，适用此上界。此上界源于约束散射速率分析性质的 Kramers-Kronig 关系。我们对 Ar、Xe、Ge 和 Si 目标的数值计算结果表明，Ge 和 Si 探测器更接近饱和此理论上界，但在暗物质耦合于与电子密度不同的密度或流动时仍远未达到饱和。这激励探索不同类的材料以有效探测此类耦合形式。