非相对论有效理论中自旋二分之一 WIMP 直接探测排除图的界限确定

假设银河系晕中 WIMP 具有标准麦克斯韦速度分布，我们利用一组详尽的 9 个直接探测实验的零结果，计算由于干涉导致的、最一般伽利略不变有效哈密顿量中自旋二分之一 WIMP 的每个 Wilson 系数排除图的最大变化。我们考虑 WIMP-质子和 WIMP-中子接触相互作用 ${\cal O}_i^{p,n}$ 以及相应长程相互作用 ${\cal O}_i^{p,n}/q^2$ 的 56 个 Wilson 系数 $c_i^{p,n}$ 和 $\alpha_i^{n,p}$，后者由无质量传播子 $1/q^2$ 参数化。对于每个耦合，当允许以下算子组干涉时，我们给出不同的排除图：质子-中子，即 $c_i^{p}$-$c_i^{n}$ 或 $\alpha_i^{p}$-$\alpha_i^{n}$；接触-接触或长程-长程，即 $c_i^{p,n}$-$c_j^{p,n}$ 或 $\alpha_i^{p,n}$-$\alpha_j^{p,n}$；接触-长程，即 $c_i^{p,n}$-$\alpha_j^{p,n}$。对于 56 个 Wilson 系数 $c_i^{p,n}$ 和 $\alpha_j^{p,n}$ 中的每一个，以及在干涉算子数目最多时，排除图的变化可达 3 个数量级，而对于 WIMP 与核自旋耦合的有效相互作用的 Wilson 系数，由于使用了质子奇和 neutron 奇靶的实验组合，该变化减小到仅几倍。一些保守界限需要极高程度的抵消，使人质疑结果的可靠性。我们系统地分析了这一问题，表明它影响了由算子 ${\cal O}_{1}$、${\cal O}_{3}$、${\cal O}_{11}$、${\cal O}_{12}$ 和 ${\cal O}_{15}$ 驱动的一些耦合，特别是在考虑接触与长程相互作用之间的干涉时。