DeepCore 和 IceCube 处的费米子 WIMPless 暗物质

我们研究了在中微子望远镜 IceCube 和 DeepCore 处间接探测费米子 WIMPless 暗物质的前景。在太阳中湮灭的暗物质是一种隐藏扇区的马约拉纳费米子，它通过汤川耦合与一个连接粒子和一个可见扇区粒子耦合，并且仅通过与第一代夸克的耦合与原子核发生自旋相关散射。我们考虑了湮灭产物为 $\tau$ 子、$\tilde{\tau}$ 子或三代中微子标量伙伴的情况。为了评估探测器处的 $\mu$ 子通量，我们通过太阳介质和地球传播中微子谱，并考虑了中微子振荡、由中性流和带电流相互作用导致的能量损失以及 $\tau$ 子再生的效应。我们发现，对于 $\tilde{\tau}$ 子和中微子标量伙伴通道，在 IceCube 处，对于大汤川耦合或暗物质与连接粒子质量相近的情况，有可能在 5 年内以 $3\sigma$ 的置信度探测到质量低于约 300 GeV 的暗物质。$\tau$ 子通道提供了更好的探测前景。然而，由于其更低的能量阈值和更好的 $\mu$ 子本底剔除能力，DeepCore 能够在所有湮灭通道和更宽的暗物质质量范围内探测到信号。