中微子实验计时谱中的暗物质信号

我们提出一种在计时谱中搜寻新物理的新策略，设想一种情形：新粒子由其较重伴粒子的衰变产生，且具有有限粒子宽度。暗物质粒子在探测器处散射所诱发的事件其计时分布可能集中在相对狭窄的范围内，形成“类共振”形状。由于这一结构特征，信号可与本底分离，尤其当本底在能量与时间上均匀分布时。作为原理验证，我们研究了COHERENT实验中暗光子衰变产生暗物质的发现潜力，并展示了利用该实验探索相关参数空间的令人振奋的前景。我们用计时截断与能量截断分析了已有的CsI探测器数据，并首次发现计时分布中的超出可用此类暗物质解释。我们将当前与未来COHERENT实验对动力学混合参数（$\epsilon$）的灵敏度与LDMX和DUNE的预计极限作了比较。