WIMP 有效模型中 COSINE-100 与 DAMA/LIBRA-phase2 的比较
高能物理 - 唯象学
2019-07-02 v2 宇宙学与河外天体物理
天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
摘要
假设 WIMP 速度分布为标准麦克斯韦分布，我们在 WIMP-核散射的非相对论有效理论框架下，利用 COSINE-100 历时 59.5 天的零 WIMP 搜寻结果，对 DAMA/LIBRA-phase2 调制效应给出限制。此处我们系统地假设在自旋-1/2 暗物质(DM)粒子的有效哈密顿量中，伽利略不变性所允许的有效算符之一占主导。我们发现，尽管 DAMA/LIBRA 与 COSINE-100 使用相同的碘化钠靶，两者结果的比较仍依赖于粒子物理模型。这主要源于两个原因：i) WIMP 信号谱形；ii) 当 COSINE-100 中时间平均速率的上限被转换为对 DAMA/LIBRA 中年度调制分量的约束时，预期的调制分数。我们发现后者是主导因素。对于若干有效算符，预期的调制分数大于标准自旋无关或自旋相关相互作用情形。因此，对于若干非相对论算符，DAMA/LIBRA 中观测到的调制效应与 COSINE-100 的零结果仍可能相容。在低 WIMP 质量处，此类相对较高的调制分数值出现是因为相较于 DAMA/LIBRA，COSINE-100 阈值更高，因而主要对 WIMP-钠散射事件敏感。后续的 COSINE 分析预计将对 DAMA/LIBRA 的 5 区域具备完整灵敏度。
关键词
引用
@article{arxiv.1904.00128,
title = {COSINE-100 and DAMA/LIBRA-phase2 in WIMP effective models},
author = {100 Collaboration and G. Adhikari and P. Adhikari and E. Barbosa de Souza and N. Carlin and S. Choi and M. Djamal and A. C. Ezeribe and C. Ha and I. S. Hahn and E. J. Jeon and J. H. Jo and H. W. Joo and W. G. Kang and W. Kang and M. Kauer and G. S. Kim and H. Kim and H. J. Kim and K. W. Kim and N. Y. Kim and S. K. Kim and Y. D. Kim and Y. H. Kim and Y. J. Ko and V. A. Kudryavtsev and H. S. Lee and J. Lee and J. Y. Lee and M. H. Lee and D. S. Leonard and W. A. Lynch and R. H. Maruyama and F. Mouton and S. L. Olsen and B. J. Park and H. K. Park and H. S. Park and K. S. Park and R. L. C. Pitta and H. Prihtiadi and S. J. Ra and C. Rott and K. A. Shin and A. Scarff and N. J. C. Spooner and W. G. Thompson and L. Yang and G. H. Yu. The Sogang Phenomenology Group and : and Sunghyun Kang and Stefano Scopel and Gaurav Tomar and Jong-Hyun Yoon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00128},
year = {2019}
}
备注
22 pages, 6 figures, 5 tables. Updated to published version