面向方向性暗物质实验的速度分布离散化

对银河系暗物质（DM）晕的全速度分布函数（VDF）进行探测，方向敏感的直接探测DM实验可能是唯一的方法。我们提出了一种用于DM VDF的角基，该基可用于对分布进行参数化，以在未来的方向性实验中减轻天体物理不确定性并提取关于DM晕的信息。此基包含将VDF离散为一系列角向区间（bin），在每个区间内VDF仅是DM速度$v$的函数。与其他方法（如球谐展开）相比，使用该基能够保证所得VDF处处为正，因此是物理的。我们给出了针对任意角向区间数$N$计算对应于离散VDF的事件率的方案，并研究了以此方式引入的离散化误差。对于平滑的、类标准晕模型（Standard Halo Model）分布函数，仅需要$N=3$个角向区间即可在每个区间的事件数上达到约$10-30\%$的精度。在通过约50个事件确认信号的DM起源后不久，该精度应足以可靠地采用离散化速度分布。对于更极端的VDF（如流（streams）），离散化误差通常大得多，但可通过增加$N$来改善。该方法为方向性暗物质探测的天体物理无关分析框架铺平了道路。