太阳中的广义形状因子暗物质

我们研究了具有动量和速度依赖相互作用的非对称暗物质在太阳中的能量传输效应，旨在解决长达十年的太阳丰度问题。我们研究了有效理论，其中暗物质 - 核子散射截面随$v_{\rm rel}^{2n}$和$q^{2n}$变化，$n = -1, 0, 1$或$2$，其中$v_{\rm rel}$是暗物质 - 核子相对速度，$q$是碰撞中交换的动量。此类截面通常可作为最基本的非标准 DM-夸克算符的主导项出现。我们采用高精度太阳模拟代码来研究其对太阳中微子流量、声速剖面、对流区深度、表面氦丰度和小频率间隔的影响。我们发现，大多数能改善与观测到的声速剖面和对流区深度一致性的模型，也会将中微子流量降低到超出测量和理论误差合理容纳范围的水平。然而，参数空间中的少数特定点能产生显著的整体改善。质量为 3-5 GeV 且$\sigma_{SI} \propto q^2$的暗物质粒子特别具有吸引力，相对于标准太阳模型产生了超过$6\sigma$的改善，同时符合直接探测和对撞机限制。我们提供了$q$和$v_{\rm rel}$依赖散射的完整解析俘获表达式，以及所有模型的完整似然表。