同位旋破坏暗物质直接探测中的形状因子效应
核理论
2014-09-10 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 唯象学
核实验
摘要
同位旋破坏暗物质 (IVDM) 提供了一种可能的机制来缓解近期直接探测实验之间的张力。对于 IVDM，我们证明了基于富中子靶核的直接探测实验结果可能强烈依赖于对称能的密度依赖性，而后者目前很大程度上未知，且控制着反映富中子核中中子与质子形状因子相对差异的中子皮厚度。特别是，利用通过 Skyrme-Hartree-Fock 计算获得的中子和质子形状因子，并在 JLab 的 PREX 实验对 Pb 中子皮厚度的最新模型无关测量所设定的不确定区域内变化对称能，我们发现，对于中子 - 质子耦合比固定为 的 IVDM，与使用经验 Helm 形状因子的结果相比，形状因子效应可将基于 Xe 的探测器（如 XENON100 和 LUX）对 DM-质子截面的灵敏度在 CMDS-II(Si) 约束的 DM 质量区域内提高 3 倍，对于质量大于 80 GeV 的重 DM 甚至提高一个数量级以上。我们的结果进一步表明，对于 的重 IVDM，形状因子效应可显著改变基于 Xe 的探测器的反冲能谱。
引用
@article{arxiv.1403.5134,
title = {Form Factor Effects in the Direct Detection of Isospin-Violating Dark Matter},
author = {Hao Zheng and Zhen Zhang and Lie-Wen Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.5134},
year = {2014}
}
备注
17 pages, 8 figures, 1 table. Title changed slightly, more details and discussions added, especially a new Appendix added to present a generalized Helm-like empirical parametrization for proton and neutron form factors in terms of the neutron skin thickness of 208Pb. Accepted version to appear in JCAP