以非弹性 boosted 暗物质解释 ANITA 反常

我们提出一个新的物理图景：一种不与中微子 sector 相互作用的极重暗物质候选者的衰变，可以解释 ANITA 最近报道的两个反常事件。该模型由两种暗物质组分、一个不稳定的暗 sector 态和一个有质量的暗规范玻色子组成。我们假设质量为 EeV 量级的较重暗物质粒子分布于星系晕中，并在当前宇宙中衰变为一对较轻且高度 boosted 的暗物质态，后者抵达并穿透地球。后者与核子发生非弹性散射，产生较重的暗 sector 不稳定态，该态随后通过 on-/off-shell 暗规范玻色子衰变回较轻的暗物质并伴随强子，从而诱发广延空气簇射。取决于暗 sector 内的质量层级，暗规范玻色子或不稳定暗 sector 粒子均可长寿命，因而能显著穿透地球。我们研究了信号的角度分布，并表明若相关参数选择使得 boosted 入射粒子的平均自由程远大于地球直径、而其长寿命衰变产物的衰变长度量级与地球半径相当，则我们的模型倾向于 $\sim 25^\circ -35^\circ$ 的出射角。特别地，我们的模型规避了来自 IceCube 或 Auger 天文台等互补中微子搜寻的任何约束。