暗物质与人体的碰撞
宇宙学与河外天体物理
2015-06-04 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了弱相互作用大质量粒子（WIMPs）与人体内原子核的相互作用。我们的动机在于 WIMPs 是宇宙暗物质的极佳候选者。我们的估算基于一个 70 kg 的人体，并采用了多种 WIMP 质量与截面。我们给出了人体内各元素的贡献，并发现对于自旋无关（自旋相关）相互作用，其主要贡献来自氧（氢）原子核的散射。对于 60 GeV WIMPs 的情况，我们发现，在每秒穿过人体的数十亿个 WIMPs 中，如果散射处于与当前 WIMP 相互作用上限一致的最大值，则平均每年约有 ~10 个 WIMPs 击中人体内的一个原子核。我们还研究了能最佳拟合 DAMA、COGENT 和 CRESST 数据集的具有更大截面的 10-20 GeV WIMPs，并发现了高得多的速率：在这种情况下，平均每年有多达 个 WIMPs 击中人体内的原子核，相当于几乎每分钟一次。尽管 WIMP 相互作用是人体内的一种辐射源，但其年暴露量与其他天然辐射源（包括氡和宇宙射线）相比微不足道，且 WIMP 碰撞对人体无害。
引用
@article{arxiv.1204.1339,
title = {Dark Matter collisions with the Human Body},
author = {Katherine Freese and Christopher Savage},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.1339},
year = {2015}
}
备注
8 pages. v2: added discussion of radiation exposure due to dark matter