追寻暗物质直接探测的一致图景
高能物理 - 唯象学
2013-05-30 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
在本文中，我们通过贝叶斯统计评估了暗物质直接探测的现状。我们考虑了三种自旋无关暗物质与原子核相互作用的粒子物理模型：弹性散射、非弹性散射和同位旋破坏散射。我们简要介绍了这三种模型的最新进展，边缘化了实验系统误差和天体物理不确定性。无论哪种情景，XENON100似乎都对DAMA、CoGeNT和CRESST的探测区域提出了挑战。本研究的首要目标是严格量化XENON100数据与组合探测集（DAMA、CoGeNT和CRESST一起）之间不一致的显著性，执行两个基于贝叶斯证据的统计检验。我们表明，在所有情景中，XENON100与组合集至少在2 sigma水平上不一致，但非弹性散射除外，其不一致降至1 sigma水平。其次，我们仅考虑组合集，并使用贝叶斯模型比较寻找解释事件的最佳粒子物理模型。弹性散射和同位旋破坏散射之间的结果尚无定论，赔率为2:1，而非弹性散射由于CoGeNT数据而被排除，赔率为1:32。我们的结果在合理的先验假设下是稳健的。我们得出结论，简单的弹性散射仍然是解释探测区域的最佳模型，因为数据不支持额外的自由参数。因此，目前的直接探测无法约束暗物质的粒子物理相互作用。一致性检验的结果意味着，要么需要更好地理解天体物理和实验不确定性，要么暗物质理论模型与数据不一致。
引用
@article{arxiv.1210.4011,
title = {Chasing a consistent picture for dark matter direct searches},
author = {Chiara Arina},
journal= {arXiv preprint arXiv:1210.4011},
year = {2013}
}
备注
18 pages, 8 figures and 7 tables; minor revisions following referee report. Accepted for publication in Phys.Rev.D