利用中微子探测器对MeV暗物质施加的约束及其对21厘米结果的启示

EDGES合作组最近的结果表明，在再电离时期，原初气体比预期的要冷得多。气体的冷却可以用暗物质(DM)与原初气体中粒子之间的相互作用来解释。宇宙学和粒子实验的约束表明，该DM应当是轻的($\sim$10-80 MeV)、带有小电荷($\epsilon\sim 10^{-6}$-$10^{-4}$)，并且仅占DM总量的一小部分。已经对DM参数空间作出了若干约束。我们探索了在毫带电DM占总量约2%的情况下尚未被约束的区域，其情景为该DM仅湮灭为μ和τ中微子。我们利用Super-Kamiokande数据设定了湮灭截面的上限，并预测了通过Hyper-Kamiokande、JUNO和DUNE可获得的极限。我们发现Super-Kamiokande的数据尚不能约束该模型，但未来的实验或许可以。我们进一步一般地探索了DM仅湮灭为 neutrinos 的情形，给出了当前极限的更新，并预测了未来实验可设定的极限。