COHERENT、直接探测与早期宇宙中的暗物质-中微子相互转换

我们研究了一个暗物质（DM）模型，其中与标准模型的主导耦合通过中微子-暗物质-标量耦合发生。新的单态标量通常会由于可重整的 Higgs 门户相互作用而具有与原子核/电子的耦合。因此暗物质粒子 $X$ 可通过在靶核 $\mathcal{N}$ 上的散射转换为中微子：$X + \mathcal{N} \rightarrow \nu + \mathcal{N}$，从而在直接探测实验中产生显著信号。类似地，暗物质可在中微子实验的中微子散射事件中被产生：$\nu + \mathcal{N} \rightarrow X + \mathcal{N}$，预测在诸如 COHERENT 等实验中的能谱畸变。此外，该模型允许暗物质较晚的动力学退耦，这对小尺度结构有影响。在低质量区间，我们发现 COHERENT 与较晚动力学退耦对该模型给出最强约束，而在高质量区间，主要约束来自 XENON1T 与 Borexino 中的暗物质下行散射。未来的改进将来自 CE$\nu$NS 数据、超低阈值直接探测与稀有 kaon 衰变。