标量暗物质与太阳标量引起的原子电离

我们计算了能量从几 eV 到 100 keV 范围内原子吸收标量粒子所致电离的截面。我们考虑了非相对论粒子（暗物质候选者）与可能在太阳内部产生的相对论粒子。我们给出了与直接暗物质搜寻相关的原子（O、Na、Ar、Ca、Ge、I、Xe、W 与 Tl）的数值结果。我们指出了先前计算中的一个关键缺陷，并表明其由于违背束缚与连续电子波函数的正交性而将电离截面高估了数个数量级。利用我们计算的截面，我们解释了 Xenon1T 实验近期数据，确立了标量与电子耦合的首个直接界限。我们认为 Xenon1T 超出可由太阳发射标量来解释。尽管我们的发现与天体物理界限的紧张关系类似于太阳轴子（solar axion）假说，我们确立了 $\sim 1-10\,\mathrm{keV}$ 质量范围内对标量暗物质的直接限制。我们也更新了轴子致电离截面。文末提供了数值数据文件。