我们能否在高质量区克服中微子地板?
宇宙学与河外天体物理
2020-09-28 v2 高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
中微子地板是弱相互作用大质量粒子(WIMP)参数空间中的一道屏障,在其下方由于几乎不可约的中微子本底而使发现受阻。方向性气体时间投影室可甄别太阳中微子,其与 WIMP 质量 10 GeV 相关。在更高质量 100 GeV 处,地板由大气层中微子本底设定。探测该地板以下部分将需要非常大的靶曝光量。由于基于气体的探测器在此尺度下将大得难以实现,我们转而重新评估液态惰性物质实验探测中微子地板之下的前景。我们结合所有潜在的中微子本底扣除方法,以确定这一难以触及但动机充分的参数空间中可行达到的部分。最值得注意的是,我们量化了氙与氩实验中称为“柱状复合”的提议方向性信号是否能在此任务中提供帮助。我们发现,即便该效应强度被放大至超出当前实验结果,复合信号中所包含的方向性信息量也过低,无法切实甄别大气层中微子本底。相反,受益于诸如 DUNE 与 JUNO 等实验对中微子通量的精细测量,将是推动直接 WIMP 搜寻低于中微子地板最切实的手段。对于氙与氩实验最终的全球协同,我们表明中微子地板是一道可逾越的屏障。100 GeV 量级超对称 WIMP 的直接探测最终或可期。
引用
@article{arxiv.2002.07499,
title = {Can we overcome the neutrino floor at high masses?},
author = {Ciaran A. J. O'Hare},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.07499},
year = {2020}
}
备注
20 pages, 10 figures, code available at https://github.com/cajohare/AtmNuFloor v2 matches published version, has some new figures