INO-MagICAL探测器对银河系弥散暗物质的间接搜寻

暗物质存在的特征仅通过其引力相互作用揭示。理论论证支持弱相互作用大质量粒子（WIMP）可以是一类暗物质，并且它可以湮灭和/或衰变为标准模型粒子，其中中微子是一个有利的候选者。我们表明，在印度中微子观测站（INO）项目下提出的50 kt磁化铁量能器（MagICAL）探测器可以在分别以中微子和反中微子模式对银河系弥散暗物质的间接搜寻中发挥重要作用。我们给出了500 kt$\cdot$yr MagICAL探测器在INO地点常规大气层中微子和反中微子通量没有超出假设的条件下，对质量范围分别为2 GeV $\leq m_\chi \leq$ 90 GeV和4 GeV $\leq m_\chi \leq$ 180 GeV的暗物质的速度平均自湮灭截面（$\langle\sigma v\rangle$）和衰变寿命（$\tau$）设定限制的灵敏度。我们对低质量暗物质的限制约束了以前未探索的参数空间。我们表明，假设NFW作为暗物质密度剖面，对于$m_\chi$ = 10 GeV，MagICAL将能够设定具有竞争力的限制：对于$\chi\chi\rightarrow\nu\bar\nu$，$\langle\sigma v\rangle\leq 1.87\,\times\,10^{-24}$ cm$^3$ s$^{-1}$；对于$\chi\rightarrow\nu\bar\nu$，$\tau\geq 4.8\,\times\,10^{24}$ s，在90$\%$ C.L. (1 d.o.f.)下。