壳模型相互作用对核响应至 WIMP 弹性散射的影响
高能物理 - 唯象学
2025-10-13 v1 核理论
摘要
背景：与弱相互作用大质量粒子（WIMPs）散射产生的核反冲是直接探测暗物质中所搜寻的信号。潜在的 WIMP-核子相互作用可能依赖于自旋和/或轨道角动量，也可能与之无关。通过这些相互作用评估核反冲速率需要考虑核结构，例如通过壳模型计算。目的：评估由这些相互作用在 F、Na、Si、Ar、Ge、I 以及 Xe 核上诱导的核响应函数，这些核与当前直接探测实验相关，并估计它们对壳模型相互作用的敏感性。方法：使用 NuShellX 求解器进行壳模型计算。评估非相对论有效场论（NREFT）的核响应函数，并对转移动量积分以进行定量比较。结果：尽管标准自旋无关响应几乎对这些核的结构不敏感，但其他通道常观察到随壳模型相互作用的巨大变化。结论：由于核结构理论与建模，WIMP-核散射振幅的核组分可能产生显著不确定性。在直接探测实验的分析中应计入这些不确定性。
引用
@article{arxiv.2311.15764,
title = {Impact of shell model interactions on nuclear responses to WIMP elastic scattering},
author = {Raghda Abdel Khaleq and Giorgio Busoni and Cedric Simenel and Andrew E. Stuchbery},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15764},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 20 figures. Contains supplementary material at the end