一种分析暗物质直接探测数据的新方法
高能物理 - 唯象学
2014-02-13 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
暗物质直接探测的实验现状已达到一个令人兴奋的十字路口，CDMS、CoGeNT、CRESST-II 和 DAMA 实验提供了暗物质 (DM) 发现的潜在线索，但这与 XENON100 和 LUX 等基于氙的实验的零结果相矛盾。鉴于目前存在争议的实验状态，用于在直接探测实验中搜索暗物质的分析方法必须既稳健又灵活，足以处理信号与背景点难以区分的数据，因此在设定上限还是定义发现区域的选择上存在争议。在本文中，我们提出了一种新颖的（贝叶斯）分析方法，该方法可应用于所有直接探测实验，并能从数据中提取最大量的信息。我们将该方法应用于 XENON100 实验数据作为实例，首先表明我们在 90% 置信度下的排除限与他们对 225 个有效日数据的自有结果一致，但对于 100 个有效日数据则强数倍。其次，我们发现，由于 225 天数据集中 S1 和 S2 低值处的两个点，我们的分析指向要么与低质量暗物质弱一致，要么可能存在未知背景。鉴于 LUX 的零结果，后一种情景似乎更合理。
引用
@article{arxiv.1208.1850,
title = {A New Method for Analysing Dark Matter Direct Detection Data},
author = {Jonathan H. Davis and Torsten Ensslin and Celine Boehm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1208.1850},
year = {2014}
}
备注
v3: Updated to match version accepted to PRD. Contains a discussion now also of the LUX experiment. 10 pages, 3 figures