中微子探测器中的隐藏兆电子伏尺度暗物质

我们从模型无关的角度探讨了在中微子探测器中直接探测轻费米子暗物质的可能性。我们考虑了所有维度为六或更低、可能对相互作用 $\bar{f} p \to e^+ n$ 有贡献的算符，其中 $f$ 是暗马约拉纳或狄拉克费米子。然后从 $f$ 的寿命及其产生可见 $\gamma$ 射线或电子的衰变中获得了对这些算符的约束。我们发现一个算符允许 $\bar{f} p \to e^+ n$ 在中微子探测器中以有趣的速率发生，只要 $m_f \lesssim m_{\pi}$。然后回顾了来自遗迹密度论证、超新星冷却速率和大爆炸核合成对轻暗物质的现有约束。我们计算了由该算符隐含的、在中微子探测器中 $\bar{f} p \to e^+ n$ 的截面，并发现Super-K可以探测到该相互作用的新物理尺度 $\Lambda$ 高达 ${\cal O}(100 {TeV})$。