氙电子反冲探测中非弹性暗物质的有效场论方法

通过电子反冲测量暗物质（DM）信号为轻 DM 粒子的直接探测提供了重要手段。近期 XENON1T 在电子反冲能量约 $\,E_R^{}\!=\!(2-3)$keV 处的反常可自然由 DM 非弹性散射解释，其向反冲电子注入能量并在反冲谱中给出窄峰结构。我们提出一种有效场论（EFT）方法，用于氙电子反冲探测中的放热非弹性 DM 信号。对于相对重的媒介子，我们用含两个 DM 场 $(X,\,X')$ 与两个轻子的有效接触算符合理表述 DM-轻子相互作用。利用 XENON1T 数据，我们拟合电子反冲谱并将允许的标量 DM 质量分裂限制为 $\,2.1\,\text{keV}\!<\!\Delta m\!<\!3.3\,\text{keV}$（95%C.L.），最佳拟合 $\,\Delta m \!=\! 2.8$keV。我们分析此类有效 DM-电子接触相互作用产生的遗迹丰度。为同时提供 DM 遗迹丰度与 XENON1T 超出，我们推导出对 DM 质量与 DM 有效相互作用的 UV 截断尺度的新限制。最后，我们研究有效 DM-轻子接触相互作用可能的 UV 完备。