多吨级液氙探测器的暗物质灵敏度

我们研究了使用液氙靶的多吨级时间投影室（例如提议的DARWIN仪器）对自旋无关和自旋相关的WIMP-核子散射相互作用的灵敏度。考虑到来自探测器本身以及中微子的实际本底，我们考察了曝光量、能量阈值、本底抑制效率和能量分辨率对暗物质灵敏度的影响。在200 t x y的曝光量下，并假设已通过实验证实的探测器参数，对于质量约为40 GeV/$c^2$的WIMP，可探测低至 $2.5 \times 10^{-49}$ cm$^2$ 的自旋无关截面。在本底抑制和曝光量方面的进一步改进将提高灵敏度，而最终的WIMP科学探测范围将受到中微子相干散射离开氙核的限制。