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来自放射化学太阳能子测量对弱子暗物质吸收的约束

高能物理 - 唯象学 2026-04-29 v2

摘要

我们重新解释经典的放射化学太阳能子测量,将其作为额外非负捕获类贡献(由弱子暗物质吸收引起)的『速率表』。利用氯化物和镉化物的生产速率数据,我们构建了一个贝叶斯似然函数,考虑主导不确定性因素:太阳能子捕获速率预测中的太阳Flux、振荡参数以及捕获交叉截面。通过呈现 B16--GS98 和 B16--AGSS09met 两种太阳模型金属化系统结果,以显式方式处理金属化系统不确定性。从联合 (Rχ,Cl,Rχ,Ga)(R_{\chi,\mathrm{Cl}},R_{\chi,\mathrm{Ga}}) 分析的 1D 边缘后验分布中,我们获得 90% 置信上限,对额外捕获类速率贡献的限制,其中以氯化物为主:Rχ,Cl,900.388 SNUR_{\chi,\mathrm{Cl},90}\simeq 0.388~\mathrm{SNU}(B16--GS98)和 0.588 SNU0.588~\mathrm{SNU}(B16--AGSS09met)。在带电当前 V--A 基准下,我们将这些约束映射到 ymχ2/(4πΛ4)y\equiv m_\chi^2/(4\pi\Lambda^4) 的上限,用于 mχm_\chi 超过 71{}^{71}Ga 和 37{}^{37}Cl 捕获阈值的情况,以 pep 标准化算子映射锚定于太阳能子捕获输入,其中 mχm_\chi 为暗物质质量,Λ\Lambda 为抑制带电当前算子的有效尺度。在 mχ1 MeVm_\chi\simeq 1~\mathrm{MeV} 时,我们找到 y904.88×1049 cm2y_{90}\simeq 4.88\times 10^{-49}~\mathrm{cm}^2(B16--GS98)和 7.08×1049 cm27.08\times 10^{-49}~\mathrm{cm}^2(B16--AGSS09met)。这些放射化学界限与氦仪器探测和暗物质吸收搜索以及对撞机解释相互补充,通过探测不同的核靶材且对谱重建依赖最小化,具有独特优势。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.07384,
  title  = {Constraints on Fermionic Dark Matter Absorption from Radiochemical Solar-Neutrino Measurements},
  author = {K. Ishidoshiro and K. Tachibana},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.07384},
  year   = {2026}
}

备注

14 pages, 2 figures