来自各向同性弥散伽马射线发射对轻WIMP候选粒子的约束
宇宙学与河外天体物理
2011-08-19 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
受直接探测实验（尤其是DAMA、CDMS-II、CoGeNT和Xenon10/100）报告的测量结果启发，我们利用费米大视场望远镜（Fermi-LAT）关于各向同性伽马射线弥散发射的数据，进一步研究了对某些质量约为几个GeV的轻暗物质候选粒子可能设定的约束。我们特别考虑了一个通过新Z'规范玻色子相互作用的狄拉克费米子单态，以及一个通过希格斯门户相互作用的标量单态S。这两个候选粒子都是WIMP（弱相互作用大质量粒子），即它们的湮灭截面在皮靶恩量级。它们也可能都具有直接探测实验所需量级的、与核子的自旋无关弹性散射截面。尽管是通用的WIMP候选粒子，但由于它们与标准模型粒子的相互作用不同，它们在各向同性弥散伽马射线发射方面的唯象学截然不同。对于标量单态，其湮灭截面与自旋无关弹性散射截面之间存在一一对应关系，这使得我们可以将费米大视场望远镜数据的约束表达在直接探测排除图σ_n^0-M_DM中。根据天体物理学假设，我们认为有可能以95%置信水平排除标量单态暗物质候选粒子。相比之下，对通过Z'相互作用的狄拉克单态的约束较弱。
引用
@article{arxiv.1007.2765,
title = {Constraints on Light WIMP candidates from the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Emission},
author = {Chiara Arina and Michel H. G. Tytgat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1007.2765},
year = {2011}
}
备注
18 pages, 13 figures, replaced to match with the published version