半导体对轻暗物质的吸收

半导体如今已成为通过电子散射直接探测 MeV 至 GeV 暗物质的成熟靶材。我们表明半导体靶还能通过吸收过程探测显著更轻的暗物质。当暗物质质量高于半导体带隙(约 eV)时，吸收通过激发电子进入导带进行。在带隙以下，多声子激发使得吸收 0.01 eV 至 eV 质量范围内的暗物质成为可能。从太阳发射的高能暗物质粒子也可在质量低于 eV 时被探测。我们推导了锗和硅中遗留的动力学混合暗光子或赝标量吸收的可达范围，并表明现有的直接探测结果已经探测了新的参数空间。仅需适度曝光，低阈值半导体靶实验便能超越当前对亚 keV 玻色子暗物质的天体物理与地球约束。