中文

暗物质子结构影响氙基直接探测实验中的暗物质-电子散射

高能物理 - 唯象学 2023-03-17 v2 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象 太阳与恒星天体物理 高能物理 - 实验

摘要

最近的巡天观测发现了大量恒星子结构。这些恒星子结构很可能存在暗物质(DM)对应体。我们研究了DM子结构对双相氙实验中电子反冲(ER)直接探测(DD)速率的影响。我们利用了LAMOST巡天的结果,并在分析中考虑了几个基准子结构。假设这些子结构构成局部DM密度的10%\sim 10\%,我们研究了考虑1公斤年曝光量和1、2、3电子阈值时DM-电子散射截面的发现极限。在此曝光量和阈值下,对于当前允许的参数空间,有可能观测到所考虑的DM子结构的影响。我们还探讨了这些实验在分辨DM子结构占比方面的灵敏度。在所有考虑的情况下,我们观察到质量在O(10)\mathcal{O}(10)\,MeV的DM相比O(100)\mathcal{O}(100)\,MeV尺度的DM在分辨子结构占比方面具有更好的前景。我们还发现,在当前允许的DM-电子散射截面内,这些实验能够以良好的精度分辨子结构占比(前提是它对局部DM密度有不可忽略的贡献),对于O(10)\mathcal{O}(10)\,MeV的DM质量且采用单电子阈值时尤其如此。

关键词

引用

@article{arxiv.2208.14471,
  title  = {Dark matter substructures affect dark matter-electron scattering in xenon-based direct detection experiments},
  author = {Tarak Nath Maity and Ranjan Laha},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14471},
  year   = {2023}
}

备注

31 pages, 10 figures. Matches published version