挖掘暗物质：古探测器的能谱分析与发现潜力
高能物理 - 唯象学
2019-03-27 v2 宇宙学与河外天体物理
天体物理仪器与方法
摘要
古探测器是近期提出的用于直接探测暗物质（DM）的一种方法。在此类探测器中，人们将在古老矿物里搜寻由 DM–原子核相互作用留下的持久损伤特征。最初的灵敏度预估表明，古探测器能够探测剩余的大多数弱相互作用大质量粒子（WIMP）参数空间。在本文中，我们通过对背景与 DM 诱导的信号能谱进行完整的能谱分析，改进了先前用于估算灵敏度的筛选计数方法。我们考虑了背景能谱系统误差的两种情形：i) 仅对归一化存在系统误差，以及 ii) 对背景形状存在系统误差。我们发现，在背景知识不完善的情况下，预估灵敏度仍相当稳健。最后，我们研究了在 WIMP 发现的假设情形下，真实 WIMP 模型的参数能够被多好地重建。
引用
@article{arxiv.1811.10549,
title = {Digging for Dark Matter: Spectral Analysis and Discovery Potential of Paleo-Detectors},
author = {Thomas D. P. Edwards and Bradley J. Kavanagh and Christoph Weniger and Sebastian Baum and Andrzej K. Drukier and Katherine Freese and Maciej Górski and Patrick Stengel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.10549},
year = {2019}
}
备注
14 pages, 5 figures, code available at https://github.com/tedwards2412/paleo_detectors/ . v2: Added additional analysis theory details, matches version published in PRD