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基于12年HESE数据的IceCube PeV中微子源自重暗物质衰变

高能物理 - 唯象学 2025-05-29 v1 高能天体物理现象

摘要

早期宇宙的超重暗物质可能通过QCD级联和电弱级联发生衰变,产生中微子作为衰变产物之一。我们认为IceCube合作组报告的PeV区域及其附近的中微子事件源于此类重暗物质的衰变。中微子能谱可能来自通过强子衰变模式和/或轻子衰变模式的衰变过程。利用QCD级联的数值演化以及应用了DGLAP方程的电弱修正,计算了重暗物质衰变产生的中微子通量。随后通过对IceCube 12年数据的 χ2\chi^2 分析,估算了衰变超重暗物质的质量及其衰变寿命。通过相同的 χ2\chi^2 分析,还估算了该衰变过程中轻子衰变通道的分数贡献(flepf_{\rm lep})。结果表明,为了解释IceCube 12年超高能(UHE)事件,衰变超重暗物质的质量约为 9.4×106\sim9.4\times 10^6 GeV,衰变寿命 τ4.2×1028\tau \simeq 4.2 \times 10^{28} 秒。同时发现轻子通道的贡献非常小,flep0.001f_{\rm lep} \sim 0.001

关键词

引用

@article{arxiv.2505.22204,
  title  = {IceCube PeV neutrinos from heavy dark matter decay with 12 years HESE data},
  author = {Diptarko Mukherjee and Ashadul Halder and Debasish Majumdar and Abhijit Bandyopadhyay},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22204},
  year   = {2025}
}

备注

8 pages LaTeX, 4 figures