暗物质还是相关误差：AMS-02反质子超出的系统误差
高能天体物理现象
2020-10-07 v2 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
多项研究指出，AMS-02反质子谱在10-20 GV的刚度下存在超出。其谱性质被发现与质量为50-100 GeV、以约热速率进行强子湮灭的暗物质粒子相一致。在本工作中，我们重新研究了反质子超出，包含了所有相关的系统误差来源。最重要的是，我们对AMS-02系统误差中的相关性进行了真实估计，这些相关性有可能“伪造”暗物质信号。相关刚度范围内的主导系统误差源于宇宙射线在探测器材料内吸收截面的不确定性。我们首次在完整的Glauber-Gribov非弹性散射理论框架内计算了它们的相关性。AMS-02的相关性以协方差矩阵的形式进入我们对暗物质的谱搜索中，我们将其公开提供给宇宙射线社区。我们发现，一旦将包括推导出的AMS-02误差相关性在内的所有系统误差考虑在内，反质子超出的全局显著性降至1 以下。在10-10000 GeV的质量范围内，未发现AMS-02反质子数据对暗物质信号的显著偏好。
引用
@article{arxiv.2005.04237,
title = {Dark matter or correlated errors: Systematics of the AMS-02 antiproton excess},
author = {Jan Heisig and Michael Korsmeier and Martin Wolfgang Winkler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.04237},
year = {2020}
}
备注
17 pages + references, 6 figures; ancillary files contain covariance matrices of the AMS-02 errors (antiproton flux, antiproton/proton, proton flux, helium flux, B/C) and correlation matrices for the absorption cross section error (antiproton-carbon, proton-carbon); v2: presentation improved, references added, results unchanged