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中子 EDM 对直接暗物质探测的次级有效算符的限制

高能物理 - 唯象学 2025-01-07 v2 高能物理 - 实验

摘要

与直接探测实验相关的暗物质(DM)与核子之间的相互作用,可以使用 Galiliean 不变的非相对论有效场论(NREFT)以模型无关的方式组织。在此方法中,相互作用按动量传递 q\vec{q} 和 DM 速度 v\vec{v} 的幂次展开。这种方法会生成许多算符。潜在最重要的次级算符在 TT 变换下为奇宇称,因此只能存在于具有 CPCP 破坏相互作用的理论中。我们在具有中性 spin0-0 介子的简化模型中考虑了文献中称为 O10\mathcal{O}_{10}O11\mathcal{O}_{11} 的两个此类算符;耦合的选择使得在 v0\vec{v} \rightarrow 0 时存留的领先自旋无关(SI)算符的系数在树图级消失。然而,它通常在微扰论的下一阶被诱导产生。我们对涉及 TT- 奇算符的相互作用与相应的圈诱导 SI 贡献之间的散射事件数量进行了数值比较。我们发现,对于“最大”CPCP 破坏,前者可以主导后者。然而,在我们考虑的三个模型中的两个模型中,中子电偶极矩(nEDM)在双圈级被诱导产生。我们发现,nEDM 的实验限制通常导致由 O10\mathcal{O}_{10} 诱导的速率小到无法探测。另一方面,导致 O11\mathcal{O}_{11} 系数非零的模型不会诱导 nEDM。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.02083,
  title  = {Constraints from the Neutron EDM on Subleading Effective Operators for Direct Dark Matter Searches},
  author = {Manuel Drees and Rahul Mehra},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.02083},
  year   = {2025}
}

备注

49 pages, 17 figures, 4 tables; minor revisions; identical to the published JHEP version