利用 MiniBooNE 搜寻加速器产生的暗物质

宇宙学观测表明，我们的宇宙由 25% 的暗物质（DM）组成，然而我们对其微观性质知之甚少。虽然暗物质的引力相互作用已得到很好的理解，但其与标准模型的相互作用尚不清楚。当前的标准直接探测实验具有核反冲相互作用，其低质量灵敏度边缘约为 1 GeV。为了探测质量低于 1 GeV 的暗物质，要么需要提高实验的灵敏度，要么需要使用产生 boosted 低质量暗物质的加速器。由于暗物质和中微子（$\nu$）在探测器中的信号具有相似性，利用中微子探测器搜寻低质量暗物质是合乎逻辑的。位于费米实验室 Booster 中微子束线上的 MiniBooNE 实验已经产生了世界上最大的 $\nu$ 和 $\bar{\nu}$ 样本库，且其特性已得到充分理解，这使得它非常适合搜寻加速器产生的 boosted 低质量暗物质。一项利用 8.9 GeV/c 质子轰击钢束流收集器产生暗物质的搜寻工作已经完成，收集了 $1.86\times10^{20} \mathrm{POT}$。本文将介绍分析技术以及预测的灵敏度。