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CDEX-10 中对宇宙线 boosted 暗物质的约束

高能物理 - 唯象学 2022-04-22 v4 高能物理 - 实验

摘要

暗物质(DM)直接探测实验已在 DM 质量高于几 GeV 时对 DM-核子散射截面设定了强限制,但在低质量区域仍留下大片未探索的参数空间。若 DM 能在直接探测实验中产生核反冲以提供可观测信号,则其在膨胀宇宙中很可能被相对论性宇宙线散射并加速。由于使用锗的低能阈探测器已对普通晕 GeV 尺度 DM 给出了良好约束,有必要在假设 DM 被宇宙线加速的前提下重新分析 CDEX-10 实验中的 102.8 kg×\timesday 数据。对于 1 keV <mχ<<m_\chi < 1 MeV 的 DM 质量范围及 1 kpc 内的有效距离,我们在 90\% 置信度下对自旋无关 DM-核子散射截面达到了 8.32×10308.32\times10^{-30} cm2^2 的近乎平坦基底极限。CDEX-10 结果能够明确填补 MiniBooNE 与 XENON1T 约束之间因地球衰减效应而部分受阻的参数空间缺口。我们还定量计算了未来使用锗的直接探测实验中搜寻 CRBDM 预期的 neutrino floor。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.07116,
  title  = {Constraints on cosmic-ray boosted DM in CDEX-10},
  author = {Zhan-Hong Lei and Jian Tang and Bing-Long Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.07116},
  year   = {2022}
}

备注

12 pages, 5 figures. Further discussion on Earth attenuation effect and neutrino floor. To be published in Chinese Physics C