DAMA/LIBRA与轻子相互作用的暗物质
高能物理 - 唯象学
2010-01-15 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们考虑了暗物质（DM）仅在树图层次上与轻子相互作用的假设。这种框架下，DM与原子中束缚电子发生反冲，已被提出用于解释DAMA/LIBRA实验中观测到的年度调制闪烁信号，以及CDMS或XENON10等实验中核反冲信号的缺失。然而，即使在这种亲轻子DM场景中，也存在圈图诱导的DM-强子相互作用，其中来自虚轻子的光子与原子核电荷耦合。使用一般有效场论方法，我们证明，如果这种相互作用在单圈或双圈水平上被诱导，那么DM-原子核散射将主导DM-电子散射。这是因为后者受到束缚态波函数的抑制。我们得到的情况类似于标准的DM-原子核散射分析，DAMA与CDMS/XENON10的结果之间存在显著矛盾。这一结论不适用于DM与轻子之间为赝标量或轴矢量耦合的情况，此时圈图为零。在这种情况下，用DM-电子散射解释DAMA信号因信号的谱形而被强烈排除。此外，如果DM可以湮灭为中微子或τ轻子，则所需的截面比太阳中DM湮灭产生中微子的Super-Kamiokande界限高出多个数量级。
引用
@article{arxiv.0907.3159,
title = {DAMA/LIBRA and leptonically interacting Dark Matter},
author = {Joachim Kopp and Viviana Niro and Thomas Schwetz and Jure Zupan},
journal= {arXiv preprint arXiv:0907.3159},
year = {2010}
}
备注
33 pages, 11 figures