利用大体积中微子探测器探测来自太阳的 boosted 暗物质
高能物理 - 唯象学
2015-06-23 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
摘要
我们研究了新的场景，其中热暗物质 (DM) 可以被有效地捕获在太阳中并湮灭成 boosted 暗物质。在具有半湮灭 DM 的模型中（其中 DM 具有非最小稳定对称性），或在具有多组分 DM 部门的模型中，DM 的湮灭可以产生具有中等 Lorentz 提升的稳定暗部门粒子。我们调查了这两种可能性，并提出了具体的模型作为概念验证。两种场景都可以产生质量为 O(1)-O(100) GeV 的可行热遗迹 DM。利用 boosted DM 与物质散射时产生的高能质子反冲，我们提出了一种使用大体积地面探测器的探测策略，例如那些设计用于探测中微子或质子衰变的探测器。特别是，我们提议搜索指向太阳的质子径迹。我们专注于基于切伦科夫辐射的探测器信号，如 Super-Kamiokande (SK) 及其升级版 Hyper-Kamiokande (HK)。我们发现，如果在低能下以自旋依赖散射为主导的 DM-核相互作用，boosted DM 可以在 SK 或 HK 留下可探测信号，其灵敏度与 DM 直接探测实验相当，同时与当前约束一致。我们的研究为具有非最小结构的 DM 部门提供了一条新的搜索路径。
引用
@article{arxiv.1410.2246,
title = {Detecting Boosted Dark Matter from the Sun with Large Volume Neutrino Detectors},
author = {Joshua Berger and Yanou Cui and Yue Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.2246},
year = {2015}
}
备注
19 pages, 3 figures. Typos corrected, some rewording, results unchanged