氙、氪和氩中用于暗物质直接探测的精确电子反冲电离因子
高能物理 - 唯象学
2023-10-30 v1 宇宙学与河外天体物理
原子物理
摘要
虽然大多数基于闪烁的暗物质实验都在搜寻弱相互作用大质量粒子（WIMPs），但亚 GeV 的 WIMP 类粒子也可能在这些实验中被探测到。此类尺度的暗物质不会留下明显的核反冲信号，但可能诱导原子电子的电离。对原子波函数的精确建模是探究这一可能性的关键，不正确的处理会导致原子激发因子被大幅压低。我们已经计算了氩、氪和氙的原子因子，并给出了列表结果以供一系列暗物质模型使用。这得益于原子与暗物质形状因子的可分离性，使得原子因子可对一般耦合进行计算；我们给出了矢量、标量、赝矢量和赝标量电子耦合的表格。此外，我们利用列表结果计算了氙的电子碰撞总电离截面作为精度检验。最后，我们给出了 XENON1T 中暗物质与电子散射事件率的示例计算，并表明这些计算严重依赖于探测器低能响应的建模方式。
引用
@article{arxiv.2305.05125,
title = {Accurate electron-recoil ionization factors for dark matter direct detection in xenon, krypton and argon},
author = {A. R. Caddell and V. V. Flambaum and B. M. Roberts},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.05125},
year = {2023}
}