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来自太阳内暗物质粒子自捕获的高能中微子

高能天体物理现象 2009-11-06 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

来自被困在太阳内的暗物质粒子湮灭产生的高能中微子通量已被利用来对粒子暗物质施加间接限制。在大多数模型中,暗物质相互作用很弱,但在几种背景下,已经提出了暗物质粒子具有大弹性散射截面的可能性。我研究了这种暗物质自相互作用对太阳内湮灭产生的高能中微子通量的影响。自相互作用可能允许晕中的暗物质通过与太阳内先前捕获的暗物质散射而被捕获在太阳内。在可接受且可访问的参数空间区域中,这种效应不可忽略。在广泛的参数空间区域中,预测的来自太阳的高能中微子通量可以实现百分之几十到几百的增强。在可行参数空间的极端区域,增强因子可能高达数百倍。大的增强要求暗物质湮灭截面相对较小,sigma*v <~ 10^-27 cm^3/s。这种现象学很有趣。首先,自捕获对地球而言可忽略,因此暗物质自相互作用打破了太阳和地球中微子信号之间的对应关系。同样,间接和直接探测对核子散射截面的限制之间的对应关系也被自相互作用打破。这些被打破的对应关系可能表明存在强的暗物质自相互作用。在某些情况下,自捕获可以在参数空间区域中导致可观测的间接信号,而直接探测对暗物质-核子截面的限制表明不应观测到此类信号。

关键词

引用

@article{arxiv.0907.3448,
  title  = {High-Energy Neutrinos From Dark Matter Particle Self-Capture Within the Sun},
  author = {Andrew R. Zentner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0907.3448},
  year   = {2009}
}

备注

15 pages, including 4 page appendix, 5 figures. Accepted for publication in Phys. Rev. D. Typos fixed, references added, some minor changes to address points raised by referee. Conclusions unchanged