费米子被原子核与电子吸收中的暗磁偶极性质

Tong Li; Jiajun Liao; Rui-Jia Zhang

doi:10.1007/JHEP05(2022)071

费米子被原子核与电子吸收中的暗磁偶极性质

高能物理 - 唯象学 2022-06-01 v2

作者: Tong Li , Jiajun Liao , Rui-Jia Zhang

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摘要

费米子暗物质(DM)被原子核或电子靶吸收为搜寻亚GeV DM提供了独特信号。我们考虑一个在暗规范群下带电且具有暗磁偶极算符的Dirac费米子DM。DM场与右手中微子混合，并通过规范场的动能混合项与寻常电磁电荷流相互作用。结果，入射DM通过偶极-电荷相互作用被吸收并在末态转化为中微子。对于DM被原子核吸收，反冲能谱在靶中每种同位素处于 $m_\chi^2/2m_N$ 处呈现峰值。XENON1T可探测高于27 MeV的DM质量，对非弹性DM-核子截面的预期约束达到 $10^{-49}$ cm $^2$ 。具有更低能量阈值的CRESSTIII将对高于2 MeV的DM质量敏感。我们还核查了对于 $^{131}{\rm Xe}$ 靶，核磁偶极的贡献可忽略。束缚电子靶对DM的吸收诱导电离信号，并对亚MeV DM质量敏感。电离形状因子的介入使局域化反冲能展宽。我们展示了来自 $^{131}{\rm Xe}$ 电子电离的磁偶极耦合约束的未来前景。

关键词

费米子暗物质暗磁偶极原子核吸收电子吸收动能混合反冲能谱电离信号 XENON1T

引用

@article{arxiv.2201.11905,
  title  = {Dark magnetic dipole property in fermionic absorption by nucleus and electrons},
  author = {Tong Li and Jiajun Liao and Rui-Jia Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11905},
  year   = {2022}
}

备注

22 pages, 9 figures, 1 table. Version accepted for publication in JHEP

费米子被原子核与电子吸收中的暗磁偶极性质

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