QUEST-DMC探测的暗物质EFT景观

DMC Collaboration; N. Darvishi; S. Autti; L. Bloomfield; A. Casey; N. Eng; P. Franchini; R. P. Haley; P. J. Heikkinen; A. Jennings; A. Kemp; E. Leason; J. March-Russell; A. Mayer; J. Monroe; D. Munstermann; M. T. Noble; J. R. Prance; X. Rojas; T. Salmon; J. Saunders; J. Smirnov; R. Smith; M. D. Thompson; A. Thomson; A. Ting; V. Tsepelin; S. M. West; L. Whitehead; D. E. Zmeev

doi:10.1088/1475-7516/2025/10/044

QUEST-DMC探测的暗物质EFT景观

高能物理 - 唯象学 2025-10-21 v2

作者: DMC Collaboration , N. Darvishi , S. Autti , L. Bloomfield , A. Casey , N. Eng , P. Franchini , R. P. Haley , P. J. Heikkinen , A. Jennings , A. Kemp , E. Leason , J. March-Russell , A. Mayer , J. Monroe , D. Munstermann , M. T. Noble , J. R. Prance , X. Rojas , T. Salmon , J. Saunders , J. Smirnov , R. Smith , M. D. Thompson , A. Thomson , A. Ting , V. Tsepelin , S. M. West , L. Whitehead , D. E. Zmeev

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗ DOI ↗

摘要

我们展示了QUEST-DMC实验对暗物质(DM)直接探测中非相对论有效场论(EFT)算符的预期灵敏度。QUEST-DMC采用超流氦-3作为靶介质，并通过基于SQUID的读出测量纳米机械谐振器的能量沉积，以探测DM相互作用。该实验旨在探索亚GeV质量范围的新参数空间，探测轻DM和广泛的相互作用模型。我们分析了对十四种独立非相对论EFT算符的完整灵敏度，每种算符由一个威尔逊系数参数化，用于量化DM与标准模型粒子相互作用的强度。对于每个相互作用通道，我们确定了由于DM在地球和大气中的散射导致入射探测器的DM通量衰减而产生的相应灵敏度上限。作为此分析的关键组成部分，我们提供了非相对论EFT算符与相对论双线性DM-核子相互作用之间的映射，并评估了QUEST-DMC探测器对亚GeV DM的相互作用灵敏度。我们的结果表明QUEST-DMC为DM相互作用提供了独特的探测，特别是在此前未被探索的动量和速度相关相互作用参数空间，从而将寻找可行DM候选者的范围扩展到传统的弱相互作用大质量粒子之外。

关键词

暗物质有效场论 QUEST-DMC 直接探测非相对论EFT算符亚GeV暗物质威尔逊系数

引用

@article{arxiv.2505.17995,
  title  = {Dark Matter EFT Landscape Probed by QUEST-DMC},
  author = {DMC Collaboration and N. Darvishi and S. Autti and L. Bloomfield and A. Casey and N. Eng and P. Franchini and R. P. Haley and P. J. Heikkinen and A. Jennings and A. Kemp and E. Leason and J. March-Russell and A. Mayer and J. Monroe and D. Munstermann and M. T. Noble and J. R. Prance and X. Rojas and T. Salmon and J. Saunders and J. Smirnov and R. Smith and M. D. Thompson and A. Thomson and A. Ting and V. Tsepelin and S. M. West and L. Whitehead and D. E. Zmeev},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.17995},
  year   = {2025}
}

备注

16 pages, 5 figures and 4 tables

QUEST-DMC探测的暗物质EFT景观

摘要

关键词

引用

备注

相关论文