白矮星中原子暗物质直接探测

暗物质可能以原子暗物质(aDM)的形式具有耗散性的不对称子成分。这在许多暗复杂性的情景中出现,并且是中性自然性(如镜像双希格斯模型)的一个预言。我们首次展示了白矮星冷却如何对aDM提供强约束。在暗光子与标准模型光子之间存在微小动力学混合的情况下,恒星预期会在其核心积累原子暗物质,随后以暗光子的形式辐射能量。对于白矮星而言,这种能量损失可对其冷却速率产生可探测的影响。我们利用白矮星光度函数的测量结果,在跨越多个数量级的暗物质质量范围内,将暗光子与可见光子之间的动力学混合参数严格限制到低至 $\epsilon \sim 10^{-12}$ 的值。利用该方法,我们可以约束aDM仅占总暗物质密度小至 $10^{-3}$ 比例的情景。我们的方法与其他探测aDM的方法高度互补,尤其是在aDM排布于暗盘中的情景下,这会使直接探测极其困难,但实际上会略微增强我们的冷却约束。