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顶头风中的阵风:直接暗物质探测中的不确定性

星系天体物理 2022-09-28 v1 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法 高能物理 - 唯象学

摘要

我们使用来自 FIRE-2 模拟 Latte 套件的高分辨率流体动力学星系模拟,研究银河系类型类比星系绕太阳圈次采样区域中暗物质的内在变化及其对直接暗物质探测的影响。这些模拟表明,重子反作用以及子结构的组装历史对暗物质的空间和速度分布具有持久影响。这些在太阳圈周围被体验为暗物质的“阵风”,可能使地球上直接探测实验的解释复杂化。我们发现,银河系中心参考系中的速度分布函数显示出与典型假想标准晕模型所假设麦克斯韦-玻尔兹曼形式的强烈偏离,表明高速子结构的存在。通过引入一种消除对标准晕模型任何依赖的新数值积分技术,我们生成了单元素锗和化合物碘化钠探测器的事件率预测,并探索了太阳圈周围暗物质的变化如何影响年调制信号预测。我们发现这些速度子结构给事件率解释带来了额外的天体物理不确定性,尽管它们对年调制峰值日等汇总统计量的影响通常较低。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.07644,
  title  = {Gusts in the Headwind: Uncertainties in Direct Dark Matter Detection},
  author = {Grace E. Lawrence and Alan R. Duffy and Chris A. Blake and Philip F. Hopkins},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.07644},
  year   = {2022}
}

备注

22 pages, 27 figures, 4 tables. Submitted to MNRAS. Comments welcome