中文

增强 Higgsino 暗物质的直接探测

高能物理 - 唯象学 2025-04-01 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 实验

摘要

尽管已排除了大量超对称弱相互作用大质量粒子(WIMP)参数空间,但仍有一重要候选人是 Higgsino 暗物质。Higgsino 自然实现“非弹性暗物质”情景,即与原子核的散射发生在两个接近能态之间的过程中,如果能级分裂过大则难以在 WIMP 直接探测实验中被探测到。人们意识到,一种“发光暗物质”探测过程,即 Higgsino 在地球上被提升后在大型中子探测器中衰变产生光子,能够探测此类情景。我们考虑在探测器周围添加大量重元素(如 Pb 或 U),也考虑地球本身含有的 U 和 Th,以及由于大型麦哲伦星云的存在导致暗物质分布中高速尾部增强的效应。这些效应可以显著提高 JUNO、SNO+、KamLAND 和 Borexino 等探测器的灵敏度, potentially 在未来覆盖这类经典超对称 WIMP 暗物质的大部分剩余参数空间。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.07768,
  title  = {Enhancing Direct Detection of Higgsino Dark Matter},
  author = {Peter W. Graham and Harikrishnan Ramani and Samuel S. Y. Wong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.07768},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 7 figures. Version in PRD. Added KamLAND experiment, modified effective volume estimate, added mitigation strategies to prevent the supplemental Pb/U from introducing background, added a note that addressed a resolved discrepancy with arXiv:2409.09119