具有质子自旋依赖耦合及DAMA中大调制分数的非弹性暗物质
宇宙学与河外天体物理
2016-02-26 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们讨论一种情景：DAMA调制效应由弱相互作用大质量粒子(WIMP)解释，该WIMP非弹性地上散射到较重态，且主要耦合到质子的自旋。在此情景中，由于WIMP与中子耦合的抑制，来自氙和锗靶的约束被动力学规避，而来自氟靶的约束被运动学规避，因为触发氟上散射所需的WIMP最小入射速度超过银河系中WIMP最大速度，或非常接近它。在此情景中，WIMP与钠的散射通常对WIMP速度分布的大速度尾敏感，且信号的调制分数接近1自然出现。另一方面，具有更保守WIMP速度分布假设的晕无关分析允许将可行参数空间扩展到不一定需要大调制分数的配置。我们讨论麦克斯韦情况中的大调制分数，表明它们意味着DAMA中预期信号通常的余弦时间依赖的偏离。但我们明确显示DAMA数据对这种畸变不敏感，无论在时间还是频率空间，即使在100%调制分数的极端情况。此外，同一情景通过最小入射速度匹配非弹性上散射运动学阈值的WIMP解释了DAMA探测到的调制幅度能谱中的最大值。对于弹性情况，这种最大值的探测暗示在当前DAMA能量阈值以下调制相位的反转，而非弹性散射则预期不是这样。这可能允许在未来的DAMA数据低阈值分析中区分两种情景。
引用
@article{arxiv.1512.00593,
title = {Inelastic dark matter with spin-dependent couplings to protons and large modulation fractions in DAMA},
author = {Stefano Scopel and KookHyun Yoon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.00593},
year = {2016}
}
备注
28 pages, 11 figures, updated to published version