基于直接暗物质探测数据对弱相互作用大质量粒子速度分布的贝叶斯重构
高能天体物理现象
2014-08-05 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
在本文中，我们扩展了之前关于银河系弱相互作用大质量粒子（WIMPs）（时间平均）一维速度分布重构的工作，并将贝叶斯拟合程序引入到理论预测的速度分布函数中。在这一重构过程中，直接使用来自直接暗物质探测实验的原始数据（即测量的反冲能量），结合一种或多种不同的靶材，重构出的（粗略）速度分布被用作“重构输入”信息。通过假设一个拟合速度分布函数并基于贝叶斯分析扫描参数空间，天文学特征参数（例如太阳和地球的银河系速度）将作为输出结果被确定下来。我们的蒙特卡洛（Monte-Carlo）模拟表明，这种贝叶斯扫描程序可以非常精确地重构真实的（输入）WIMP 速度分布函数，重构出的特征太阳和地球速度的系统偏差可忽略不计，且 1 sigma 统计不确定度小于约 20 km/s。此外，即使使用不恰当的拟合速度分布函数，我们的重构过程仍能提供关于速度分布形状的有用信息。另外，通过将这些估计值与理论预测进行比较，人们可以在 2 sigma 到 4 sigma 的置信水平下区分理论预测的一维 WIMP 速度分布函数的不同（基本）函数形式。
引用
@article{arxiv.1403.5610,
title = {Bayesian Reconstruction of the Velocity Distribution of Weakly Interacting Massive Particles from Direct Dark Matter Detection Data},
author = {Chung-Lin Shan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.5610},
year = {2014}
}
备注
62 pages, 36 figures (121 eps plots), 18 tables; v2: revised version, compacted for publication