弱相互作用大质量粒子搜索的广义分析

我们对 WIMP 搜索实验中针对任意自旋的点状 WIMP 和一般洛伦兹不变 WIMP-核相互作用的实验数据进行了广义分析。我们表明，在非相对论极限下，只有自旋无关（SI）和自旋相关（SD）的 WIMP-核子相互作用保留下来，这些相互作用可以用仅五个独立参数来参数化。我们探索了这个五维参数空间，以确定 DAMA 实验中观测到的年调制是否与所有其他实验一致。纯 SI 相互作用被排除，除了 WIMP 质量接近 50 GeV 且 WIMP-中子与 WIMP-质子 SI 耦合之比为 $-0.77\le f_n/f_p\le -0.75$ 的非常小的参数区域。对于主要 SD 相互作用，我们发现 WIMP 质量的上限约为 18 GeV，只有规避了来自太阳中 WIMP 湮灭产生的高能中微子的零结果搜索所施加的约束，这个上限才能被削弱。能够调和所有 WIMP 搜索结果的参数区域，没有一个可以轻易地容纳在标准模型的最小超对称扩展中。