中微子望远镜中暗物质事例率的直接探测约束及其对撞机意义

中微子望远镜正试图探测太阳中弱相互作用大质量粒子（WIMP）暗物质湮灭所产生的电子中微子。事例率取决于太阳中的暗物质密度，而后者又由WIMP与核子的散射截面决定。然而，这受到直接探测实验的限制。我们利用这些实验的约束，对中微子望远镜中的事例率施加了模型无关的上限，该上限适用于任何弹性暗物质模型。由于自旋无关的WIMP-核子散射截面受到的约束比相应的自旋相关截面严格得多，因此前者的上限要强得多，并且与IceCube当前的极限具有竞争力。如果中微子望远镜观测到的事例数超过了自旋无关相互作用对应的上限，则意味着暗物质与核子的散射截面主要由自旋相关相互作用主导。在这种情况下，自然的暗物质候选者是马约拉纳费米子和实矢量玻色子，因此暗物质粒子是其自身的反粒子。我们表明，任何能够在当前一代中微子望远镜中产生可观测事例率的此类理论，通常都会包含在标准模型规范群下带电的新粒子，这些粒子自然处于大型强子对撞机（LHC）运动学可及的质量范围内。