利用石墨烯探测器直接搜寻一般暗物质-电子相互作用:第一部分.电子结构计算
高能物理 - 唯象学
2023-03-29 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们发展了一种形式体系,用以描述类石墨烯靶标中由暗物质(DM)散射引起的电子射出,适用于一般形式的标量和自旋1/2 DM-电子相互作用,并在密度泛函理论(DFT)和紧束缚(TB)方法框架内比较了它们的适用性与精度。该形式体系能够准确预测即将采用石墨烯片作为靶材的直探实验中由DM引起的日调制信号。一个关键结果是,石墨烯片物理与DM及射出电子的物理可分离,从而可通过单一的石墨烯响应函数获得所有形式DM的射出率。我们在此框架内对建模初态电子波函数的TB与DFT方法进行了比较,由于将合适的原子贡献嵌入TB方法存在困难,DFT成为更具自洽性和可靠性的选择。
引用
@article{arxiv.2303.15497,
title = {Direct searches for general dark matter-electron interactions with graphene detectors: Part I. Electronic structure calculations},
author = {Riccardo Catena and Timon Emken and Marek Matas and Nicola A. Spaldin and Einar Urdshals},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.15497},
year = {2023}
}
备注
29 pages, 12 figures, 5 appendices. The TB and DFT codes can be found under https://github.com/temken/Darphene and https://github.com/urdshals/QEdark-EFT respectively