从材料性质确定暗物质-电子散射速率

我们表明，任何暗物质（DM）与电子在任意靶标中的散射速率与若干可测量材料性质成正比，最终归结为单一的 master 公式。这一形式化方法将介电函数 formalism——原为描述耦合于电子密度的DM相互作用所开发——推广至任意相互作用，同时包含自旋依赖与自旋独立相互作用。该形式化将靶标系统的完整多体响应与DM探测器联系得清晰明了，提供了由可测量材料量预测散射事件率的可靠方法。我们通过现有数据对自旋依赖轻型DM相互作用置入新极限——其散射速率与常规认知相反，完全由介电函数决定。我们进一步指出，使用稀土金属 镱（Praseodymium）可实现对亚MeV尺度DM的探测，其在自旋依赖各向异性响应中展现出meV尺度的响应。我们的研究为基于经典自旋独立搜索之外的新型电子散射靶标的快速系统性调查奠定了基础，提升了DM探测的前景。