双组分暗物质场景中增强暗物质的衰减

增强暗物质构成了宇宙中总暗物质的一小部分，其质量范围从eV到MeV，并且通常表现出（半）相对论性速度。因此，在地基直接探测实验中探测到增强暗物质的可能性相对较高。对于增强暗物质的起源有多种解释，包括双组分暗物质模型，其中较重的暗物质种类（主导）在银河晕中湮灭为近乎单能的轻暗物质粒子（次主导）。如果主导暗物质种类较重（MeV-GeV），则次主导的轻暗物质会获得（半）相对论性速度或“增强”。这些增强暗物质粒子在穿过大气层和地壳到达地下实验的过程中，会与电子和原子核发生散射，因此暗物质的动能会衰减。在双组分暗物质框架下，我们研究了暗物质的增强如何影响其动能在广泛暗物质质量谱上的衰减。我们在各种暗物质-电子和暗物质-原子核散射截面上进行了详细研究，包括核形状因子的效应以及弹性与非弹性散射（对于大动能的情况）。对于一个动能为10 MeV、增强因子约为10-100的增强暗物质，如果暗物质-核子散射截面为$10^{-29}$cm$^2$，则发现暗物质-电子散射的影响比暗物质-原子核散射（考虑形状因子）更严重。我们还展示了增强暗物质通量的峰值位置如何因其动能的衰减而发生移动。