轻自相互作用暗物质 Higgs portal 的直接探测

自相互作用暗物质 (SIDM) 能够解决小尺度异常问题，先前的研究集中于质量大于 GeV 的 SIDM，对于这种 SIDM，自散射截面处于量子共振区并具有非平庸的速度依赖性。对于质量小于 GeV 的 SIDM，自散射截面落在 Born 区内。在这项工作中，考虑到 CMB、BBN 和 DM 遗迹密度的限制，我们研究了具有标量介体的亚 GeV SIDM 的 Higgs portal 直接探测。为此，我们考虑了两种方法：一种是宇宙射线加速暗物质 (CRDM) 与核子的散射，另一种是由晕暗物质引起的电子反冲。我们给出了轻 SIDM 和标量介体参数空间的直接探测界限。我们发现，两种方法的可探测性都需要可观的介体-Higgs 混合角 ($\sin\theta$)，对于 CRDM 方法该角度大于一，对于电子反冲方法大于 $10^{-3}$。虽然前一种情况在具有标量介体的 Higgs-portal 轻 SIDM 模型中无法实现，但后一种情况也可能受到某些天体物理观测或束流转储实验的限制。无论如何，即使其他限制相当严格，直接探测仍可能为这种亚 GeV SIDM 提供独立的界限。