Gaia 香肠结构对暗物质核相互作用的启示
高能物理 - 唯象学
2020-06-11 v3 宇宙学与河外天体物理
星系天体物理
摘要
Gaia 时代的到来使我们对银河系中暗物质（DM）动力学的理解发生了潜在的革命性变化，这对直接探测（DD）实验具有重要意义。本文研究了从太阳邻域主导性子结构 Gaia-Sausage 推断出的经验性 DM 速度分布如何影响 DD 数据的解释。我们调研了非相对论有效场论中不同类别的算符，这些算符可能源自若干相对论基准模型，并强调 Gaia 速度分布可能改变事件总数以及微分反冲能谱的形状——这两者正是 DD 实验中的两个主要观测量。利用欧氏化信号方法，我们研究了 Gaia 分布对未来 DD 实验给定正信号时重建 DM 模型参数及识别正确 DM 模型的影响。我们发现，对于质量约 10 GeV 的轻 DM，Gaia 分布给表征 DM 与普通物质的相互作用带来了额外挑战，这可通过结合具有不同靶标且降低探测阈值的互补 DD 实验来解决。同时，对于质量高于约 30 GeV 的重 DM，取决于 DM 模型类型，未来 DD 实验的灵敏度可能存在（中等）改善。
引用
@article{arxiv.1910.06356,
title = {Implications of the Gaia Sausage for Dark Matter Nuclear Interactions},
author = {Jatan Buch and JiJi Fan and John Shing Chau Leung},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06356},
year = {2020}
}
备注
fixed a unit typo in Fig. 7; updated references; matches published version