未来暗物质直接探测实验的基本统计局限性

我们讨论了未来吨级暗物质直接探测实验不可消除的统计局限性。我们特别关注置信区间的覆盖率，该指标量化了用于重构暗物质参数的统计方法的可靠性，以及重构参数的偏差。我们研究了在即将到来的吨级实验探测范围内的 36 个基准暗物质模型。我们发现，来自剖面似然分析的近似置信区间恰好覆盖或过覆盖 WIMP 参数的真实值，因此是保守的。我们评估了数据中不可避免的统计波动导致暗物质参数重构出现偏差，或导致重构参数值具有较大不确定性的概率。我们表明，即使对于导致约一百次计数的大事件率的基准模型，这一概率也可能出奇地大。我们发现，结合来自两个不同靶材的数据集可以改善覆盖性质，并显著减少暗物质参数的统计偏差和不确定性。