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基于核乳胶探测器的地面站点首次方向灵敏暗物质搜寻

宇宙学与河外天体物理 2024-04-24 v3

摘要

得益于能够利用这一前所未有的分辨率的新型读出技术,细粒度核乳胶薄膜已被开发为一种具有纳米级空间分辨率的径迹探测器,用于方向灵敏暗物质搜寻。乳胶探测器对时间不敏感。因此,使用此类探测器的方向暗物质搜寻需要借助赤道望远镜来吸收地球自转效应。我们首次在地面无屏蔽位置(海平面)开展了方向暗物质搜寻,将核乳胶探测器置于赤道望远镜架上曝光39天。在相当于0.59 g·天的曝光期间收集数据的观测角分布与背景模型一致,随后在暗物质质量与截面平面上推导出排除图:对于 1010 GeV/c2/c^2100100 GeV/c2/c^2 的暗物质质量,分别排除了高于 1.3×10281.3 \times 10^{-28} cm2^{2}1.7×10311.7 \times 10^{-31} cm2^2 的截面。这是首次使用固态粒子径迹探测器进行的方向灵敏暗物质搜寻。

关键词

引用

@article{arxiv.2310.06265,
  title  = {First direction sensitive search for dark matter with a nuclear emulsion detector at a surface site},
  author = {Atsuhiro Umemoto and Tatsuhiro Naka and Takuya Shiraishi and Osamu Sato and Takashi Asada and Giovanni De Lellis and Ryuta Kobayashi and Andrey Alexandrov and Valeri Tioukov and Nicola D Ambrosio and Giovanni Rosa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06265},
  year   = {2024}
}

备注

13 pages, 8 figures