利用核同质异能态Ta-180m寻找暗物质
核实验
2022-03-02 v1 星系天体物理
摘要
有令人信服的宇宙学和天体物理学证据表明，暗物质占宇宙能量预算的27%。然而，暗物质从未在直接探测实验中被观测到。弱相互作用大质量粒子这一长期受欢迎的模型经历了大规模实验努力并在近几十年取得稳步进展。由于这些大规模搜寻至今仍无果，考察更奇异的暗物质模型颇具吸引力，这些模型可用新方法和少得多的科学资源加以约束。利用核同质异能态便是其中之一。Ta是最稀有的已知同位素，具有最长寿命的亚稳态，其部分半衰期极限在10-10 yr量级。我们研究了强相互作用暗物质和非弹性暗物质如何与Ta碰撞导致其退激。亚稳态中储存的能量在跃迁中释放，成为屏蔽良好的地下实验中热化暗物质的特征信号。我们报告了一项直接探测实验，搜寻这些暗物质诱导的衰变特征，进一步约束了开放参数空间。我们还提出了一种间接地球化学实验，在积累了十亿年的钽矿物中搜寻Ta的衰变产物。
引用
@article{arxiv.2111.11497,
title = {Dark Matter Search with the Nuclear Isomer Ta-180m},
author = {Bjoern Lehnert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.11497},
year = {2022}
}