利用三维狄拉克材料探测亚 MeV 暗物质
高能物理 - 唯象学
2018-01-17 v2 材料科学
强关联电子
摘要
我们提出利用三维狄拉克材料作为直接探测亚 MeV 暗物质的靶材。狄拉克材料的低能电子激发具有线性色散特征，若晶格对称性破缺，其带隙为 O(meV) 量级。携带小至几 meV 动能的 keV 能标暗物质可以发生散射并激发电子跨越带隙。或者，质量轻至几 meV 的玻色子暗物质可被靶材中的电子吸收。我们建立了狄拉克材料中暗物质散射和吸收的形式体系，并计算了这些靶材的实验探测范围。我们发现，狄拉克材料在探测通过动能混合暗光子与电子散射的 keV 至 MeV 质量范围暗物质方面可发挥关键作用，因为暗光子不会在介质中产生有效质量。同样的靶材对 meV 至数百 meV 质量范围的轻玻色子暗物质吸收具有极佳的灵敏度，当暗物质为动能混合暗光子时，其性能优于所有其他现有方案。
引用
@article{arxiv.1708.08929,
title = {Detection of sub-MeV Dark Matter with Three-Dimensional Dirac Materials},
author = {Yonit Hochberg and Yonatan Kahn and Mariangela Lisanti and Kathryn M. Zurek and Adolfo G. Grushin and Roni Ilan and Sinead M. Griffin and Zhen-Fei Liu and Sophie F. Weber and Jeffrey B. Neaton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.08929},
year = {2018}
}
备注
24+25 pages, 4 appendices, 12 figures, 1 table. v2: references added