自相互作用暗物质的太阳系检验
高能物理 - 唯象学
2019-06-14 v2 高能天体物理现象
摘要
暗物质(DM)自相互作用对 DM 在太阳和地球中引力俘获的影响不同,这是两个势阱内碰撞运动学差异的简单后果:在太阳中自相互作用的主导效应是提供额外的俘获通道,而在地球中主导效应是抛出先前俘获的 DM。我们指出,这一简单观测可通过比较引力束缚于太阳和地球内的 DM 湮灭率来推断 DM 自相互作用的存在。我们计算了具有自旋无关核截面和热湮灭截面的 DM 的太阳与地球湮灭通量,并证明在直接探测允许的截面下,自相互作用可轻易将预期的地球通量压低多个数量级。即使自相互作用截面低于子弹星系团界限数个量级,这种压低也可能显著,使得这一太阳系比较成为暗物质自相互作用的领先检验。此外,我们较详细地考虑了俘获 DM 群体与俘获天体原子核的热化,同时计入核相互作用与自相互作用,并指出了一些重要且广泛适用的考量。
引用
@article{arxiv.1811.00557,
title = {A Solar System Test of Self-Interacting Dark Matter},
author = {Cristian Gaidau and Jessie Shelton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00557},
year = {2019}
}
备注
37 pages, 16 figures. v2: updated direct detection bounds, version to appear in JCAP