通过中微子门户的暗物质

我们考虑一种暗物质模型，其最显著的特征是来自银河系中心的太电子伏特中微子的单色通量。作为一般场景的一个例子，我们考虑一个特定模型，其中暗物质是隐藏的SU(N)规范群（在吉电子伏特能量处禁闭）的伴随表示中的费米子。暗区中轻费米子态的不存在确保了暗物质在宇宙学时间尺度上的稳定性。暗物质通过中微子门户与标准模型耦合，即由希格斯和轻子二重态构成的单态算符$H L$，这是标准模型中最低维度的费米子单态算符。这种耦合促使暗物质衰变，其中主要衰变通道的末态包含一个中微子（以及至少一个暗胶球）。其他带有带电标准模型粒子的衰变通道涉及更多末态粒子，因此受到相空间抑制。因此，标准的间接探测信号，如伽马射线光子、反质子和正电子，相对于中微子信号受到抑制。这种通过中微子门户的耦合受到超级神冈探测器的最强约束，它将暗物质寿命限制在大于$10^{25}$秒。在不久的将来，新一代中微子望远镜将探测这一场景。ANTARES将对约$10^{26}$秒的暗物质寿命敏感，而IceCube/DeepCore可以探测高达$10^{27}$秒的寿命。