隐形暗物质模型的间接探测约束

辐射跷跷板模型除产生中微子质量外，还具有提供暗物质候选者的吸引性质。本文我们在隐形（scotogenic）模型框架下，研究被引力俘获于太阳中的暗物质粒子湮灭所产生的中微子信号。我们计算了 IceCube 探测器在 86 弦配置下的预期事件率。由于费米子暗物质因其单态性质不与核子散射，因而不会在太阳中累积，我们研究标量暗物质情形并在参数空间中进行扫描。由于两个中性标量组分之间存在自然较小的质量分裂，可与核子发生非弹性散射过程。我们发现，对于大部分参数空间（即质量分裂低于 500 keV 时），太阳中的非弹性散射产生的 IceCube 事件率高于每年 10 个事件，而地球直接探测仅对 250 keV 敏感。因此，使用 IceCube 的详细分析可得出标量耦合 $\lambda_5\gtrsim1.6\cdot10^{-5}\cdot m_{DM}$/TeV 的下限。对于更大的质量分裂，太阳中仅发生弹性散射。此时，XENON1T 限制仅允许预期事件率每年至多 O(0.1) 的模型。其中部分模型，特别是那些具有大暗物质质量和费米子共湮灭的模型，也可通过专门的 IceCube 银河系中心暗物质湮灭分析进行检验。