通过 Migdal 效应由暗物质-核子散射引起的电子反冲的日调制
高能物理 - 唯象学
2023-11-02 v3 高能天体物理现象
摘要
晕暗物质(DM)粒子在到达暗物质直接探测实验的地下探测器之前，可能因与地球内原子核的散射而损失能量。由于地球自转，这种地球屏蔽效应会导致地下观测到的 DM 诱导反冲事件率出现日调制。对于 DM-电子散射产生的电子反冲信号，当前的实验限制非常严格，使得晕 DM 的日调制无法被观测到。我们提出了一种新型日调制效应：由 DM-核子经 Migdal 效应散射诱导的电子反冲信号中的日调制。利用 PandaX-II 和 PandaX-4T 的仅 S2 数据并改进地球屏蔽效应模拟，我们对亚 GeV DM 经 Migdal 效应的 DM-核子散射截面给出了迄今最严格的限制。基于更新后的限制，我们表明 Migdal 效应诱导的电子事件日调制在低能区仍可能显著，并可在不久的将来由 PandaX-4T 等实验探测到。
引用
@article{arxiv.2307.12820,
title = {Diurnal modulation of electron recoils from DM-nucleon scattering through the Migdal effect},
author = {Mai Qiao and Chen Xia and Yu-Feng Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.12820},
year = {2023}
}
备注
Comments on the Migdal effects added, figures and text improved, version accepted by JCAP