在 IceCube 中直接搜寻超高能 WIMP

我研究了通过 WIMP 与冰中原子核的相互作用，由 IceCube 实验直接探测超高能（以下简称为 UHE）WIMP 的可能性。我评估了在 10 TeV - 10 PeV 能量范围内的星系内与星系外 UHE WIMP 以及天体物理和中微子事件率。我假设 UHE WIMP $\chi$ 仅来自超重暗物质 $\phi$ 的衰变，即 $\phi\to\chi\bar{\chi}$。若将超重暗物质寿命 $\tau_{\phi}$ 取为 $5\times10^{21}$s，则可在高于 O(40-100)TeV 的能量处探测到 WIMP。由于 UHE WIMP 通量实际上依赖于 $\tau_{\phi}$，若超重暗物质可衰变为标准模型粒子（即 $\tau_{\phi}$ 被限制为大于 O($10^{26}$-$10^{29}$)s），则 UHE WIMP 无法被 IceCube 探测到。