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通过三体非弹性散射过程直接探测亚 GeV 暗物质

高能物理 - 唯象学 2021-10-01 v1 高能物理 - 实验

摘要

亚 GeV 暗物质(DM)的直接探测具有挑战性,因为亚 GeV DM 与靶标发生弹性散射所产生的原子核或电子反冲能量很难达到探测器阈值。在本文中,我们提出了一种通过三体非弹性散射过程 χ+χ+SMη+SM\chi + \chi + {\rm SM} \to \eta + {\rm SM} 探测亚 GeV DM 的新直接探测策略,其中 χ\chi 为 DM 候选者,η\eta 为 DM 复合态或任意暗辐射。该过程在不预设早期宇宙特定热历史的大类 DM 模型中普遍存在。该过程的典型特征几乎是一个单能脉冲信号,其反冲能量来自束缚能或消耗的 DM 粒子。我们表明,与弹性散射过程相比,可探测的 DM 质量范围可有效扩大。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.14944,
  title  = {Direct detection of Sub-GeV Dark Matter via 3-body Inelastic Scattering Process},
  author = {Wei Chao and Mingjie Jin and Ying-Quan Peng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.14944},
  year   = {2021}
}

备注

6+6 pages, 6 figures