放热双盘暗物质

如果暗物质（DM）的一个次主导成分通过长程暗力载体相互作用，它可能会冷却并坍缩形成银河系内的复杂结构，例如旋转的暗盘。这一情景最近被提出并被称为'双盘暗物质'（DDDM）。在本文中，我们考虑了 DDDM 保持在宇宙学长寿命激发态并能在原子核上发生放热散射（ExoDDDM）的可能性。我们调查了 ExoDDDM 直接探测的现状，发现 ExoDDDM 可以轻松解释最近在 CDMS-Si 观测到的约 3 sigma 超出，其几乎全部的 90% 最佳拟合参数空间与其他实验（包括 XENON10 和 XENON100）的限制完全一致。在不存在同位旋依赖耦合的情况下，这种一致性要求轻质量暗物质，其质量通常在 5-15 GeV 范围内。ExoDDDM 假设可以通过其峰值反冲能谱、减小的年调制幅度以及在某些情况下的新颖时间依赖性，在直接探测实验中进行检验。我们还讨论了未来的直接探测前景以及来自对撞机和太阳捕获 ExoDDDM 的额外间接限制。作为理论原理验证，我们结合了放热暗物质模型和 DDDM 模型的特征，构建了一个完整的 ExoDDDM 模型，展现了所有所需的性质。