暗物质降临于 DUNE 及其他大容量探测器

直接探测是搜索约 1 GeV 以上暗物质( DM) 粒子证据的强大手段，需使用容量为 $\mathcal O(kiloton)$ 级、低阈值的探测器。在许多情形下，某些暗物质可能被提升到较大的速度，从而增强并通常修改可能的探测信号。我们研究了暗物质因新型长程相互作用而在地球上被提升至 100% 的情形。这导致探测能力的两个主要改进：1) 大幅提升使得暗物质在大容量 neutrino 探测器（如 DUNE、Super-K、Hyper-K、JUNO）中可被探测到，作为可能的暗物质探测器；2) 在地球表面的通量因聚焦效应而得到增强。此外，该模型导致信号在空间上的显著各向异性，即暗物质在地球表面主要是垂直流动，而非通常的约各向同向的暗物质信号。我们发展了该模型的理论基础，并使用详细的 GENIE 模拟对探测器内信号的实际约束进行了计算。