切伦科夫望远镜阵列对膜子暗物质模型的灵敏度

在 GeV 能区迄今缺乏暗物质（DM）信号的明确迹象的情况下，重质量、$\mathcal{O}$(TeV) 的 DM 候选者正逐渐获得学界越来越多的关注。其中，额外维度\textit{膜世界}模型可产生质量高达 100 TeV 的热暗物质候选者。这些重 DM 候选者可通过下一代甚高能伽马射线观测台如切伦科夫望远镜阵列（CTA）探测。本工作中，我们通过观测代表性的天体物理 DM 目标即矮椭球星系，研究 CTA 对膜子 DM 的灵敏度。我们特别关注 Draco 和 Sculptor，分别是南北半球可见的两个著名矮星系。对每个目标，我们模拟了 300\,h 的 CTA 观测，并利用最新公开可用的仪器响应函数和最新分析工具，研究了 CTA-North 与 CTA-South 对膜子湮灭的灵敏度。我们计算了达到 $5\sigma$ 探测所需的湮灭截面值随膜子质量的变化。此外，在缺乏预言 DM 信号的情况下，我们得到了湮灭截面的 $2\sigma$ 上限。这些上限依所考虑的膜子质量不同，位于热遗迹截面值上方 $1.5-2$ 个数量级。尽管如此，CTA 将能排除 $0.1-60$ TeV 膜子质量范围内以及张力高达 $\sim 10$ TeV 的膜张力—质量参数空间的显著部分。更重要的是，CTA 将显著扩大已由 AMS 和 CMS 排除的区域，并为未来 SKA 射电观测提供有价值的互补信息。我们得出结论：CTA 将具备约束膜世界模型乃至更一般的 TeV DM 候选者的潜力。