在 MeV 伽马射线天文台探测惰性中微子暗物质

我们探索了在标准模型的规范 $U(1)_{B-L}$ 扩展中，对惰性中微子暗物质的间接探测。在该模型中，三个右手中微子负责解释中微子质量、重子不对称性和暗物质。我们聚焦于 MeV 质量范围，研究两种衰变道：辐射衰变 $N \to \nu \gamma$，产生单能光子；以及三体衰变 $N \to e^- e^+ \nu$，通过正电子素衰变产生 511 keV 光子信号。以即将进行的 COSI 任务为例，我们展示了这两种信号在实验上都是可及的且具有互补性，其中 511 keV 通道将灵敏度范围扩展到 $O(100)$ MeV。我们提出了一种在康普顿数据空间中的新颖分析策略，以分离弥散的 511 keV 辐射。此外，我们首次在 $N \to e^- e^+ \nu$ 的衰变宽度中纳入了索末菲增强效应，从而能够更准确地预测运动学阈值附近的信号。对这两个通道的联合观测将为惰性中微子暗物质假说提供一个独特且可检验的特征。