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解释XENON1T过剩的放热型暗物质

高能物理 - 唯象学 2021-02-03 v3

摘要

受近期XENON1T实验电子反冲过剩的启发,我们考虑放热型暗物质的可能性,其由两个具有质量分裂的态组成。较重态通过与电子向下散射进入较轻态,即便对于暗物质的麦克斯韦速度分布,也能产生符合Xenon过剩所需的反冲能量。据此,我们将暗物质两组分态间的质量差确定为约2.5keV2.5\,{\rm keV}的峰值电子反冲能量(受探测器分辨率限制),并计入ER=23keVE_R=2-3\,{\rm keV}上最为显著的那些反冲事件。我们纳入相空间增强与原子激发因子的影响,以计算Xenon过剩所需散射截面。我们讨论了放热型暗物质的有效理论中暗物质相互作用及大质量ZZ'媒介子的含义,并给出了实现所需暗物质与电子对ZZ'耦合的微观模型。

关键词

引用

@article{arxiv.2006.13183,
  title  = {Exothermic Dark Matter for XENON1T Excess},
  author = {Hyun Min Lee},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2006.13183},
  year   = {2021}
}

备注

22 pages, 3 figures, v2: References added and typos corrected. Discussion on two-photon decay mode of dark matter added; v3: Dark matter decoupling clarified, discussion expanded on the recoil energy with electron velocity included, and figures added. Accepted to JHEP