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宇宙射线增强暗物质的暗部分子簇射效应

高能物理 - 唯象学 2025-09-16 v1 高能物理 - 实验

摘要

我们研究了宇宙射线增强暗物质(CRDM)直接探测中的暗部分子簇射效应,重点关注具有费米子暗物质-电子相互作用的暗光子介导模型。利用蒙特卡罗框架纳入苏达科夫形状因子和运动学偶极反冲方案,我们模拟了暗扇区分裂下的CRDM能谱演化。我们的结果揭示了CRDM通量的显著能量依赖性修正。对于1 keV暗物质(DM)质量和耦合gD=3g_D=3,在2mχmA1022m_\chi \lesssim m_{A^\prime} \lesssim 10^{-2} MeV的O(1021)\mathcal{O}(10^{-2} \sim 1) MeV能量范围内,CRDM通量可增强高达1.12倍,而在mA103m_{A^\prime} \lesssim 10^{-3} MeV时,在约100 MeV能量处被抑制超过50%。然后我们将这些效应转化为PandaX-4T、超级神冈和JUNO的实验灵敏度。在mA=103m_{A^\prime} = 10^{-3} MeV和gD=3g_D=3时,动力学混合参数ϵ2\epsilon^2的界限分别放宽了1.02、1.6和1.4倍。最后,我们证明了所考虑的参数空间与子弹星系团观测对暗物质自相互作用的那些天体物理约束一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.12007,
  title  = {Dark Parton Shower Effects for Cosmic Ray Boosted Dark Matter},
  author = {Zirong Chen and Shao-Feng Ge and Jinmian Li and Junle Pei and Feng Yang and Cong Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12007},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 7 figures