伽马射线圆偏振作为探测暗物质与宇宙线电子相互作用的手段
高能物理 - 唯象学
2021-11-23 v2 高能天体物理现象
摘要
传统的间接暗物质 (DM) 搜寻旨在寻找天空中无法归因于已知天体物理源的电磁发射超出。在此，我们认为光子偏振是理解新物理相互作用的重要特征，并可用于提高我们对 DM 的灵敏度。特别地，若超越标准模型相互作用破坏宇称且参与相互作用的粒子数存在不对称性，则可产生圆偏振。本工作中，我们考虑费米子（Majorana）DM 的简化模型，并研究宇宙线电子在 DM 上散射所产生的低于 10 GeV 的圆偏振伽马射线。我们计算了来自银河系中心的正数与负数偏振光子的微分流强，并表明圆偏振度可达 90%。最后，在考虑对撞机与 DM 约束后，我们估算了未来实验探测该信号所需的灵敏度，发现尽管光子流强谱中会出现一个独特峰值，但近期观测不太可能实现。然而，本工作未考虑的不同源或模型可能提供更高强度的流强，从而有望被 e-ASTROGAM 探测到。一旦发现，我们认为偏振分数是刻画新物理 sector 的有价值特征。
引用
@article{arxiv.2103.14658,
title = {Circular polarisation of gamma rays as a probe of dark matter interactions with cosmic ray electrons},
author = {Marina Cermeño and Céline Degrande and Luca Mantani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14658},
year = {2021}
}
备注
25 pages, 8 figures. Minor changes. Final version, published in Physics of the Dark Universe