暗物质粒子湮灭或衰变的实验室限制

对暗物质间接探测的限制通常来自对天体物理对象——银河系中心、矮星系、M31等的观测。本文提议改而在直接搜寻暗物质的探测器或大型中微子实验内部寻找暗物质粒子的湮灭或衰变。我们表明，来自XENON1T和Borexino的数据对质量在keV至几MeV范围内的暗物质粒子的湮灭和衰变率设定了限制。我们考虑了所有相关的末态：湮灭为$\gamma\gamma$和$e^-e^+$，以及衰变为$\gamma\gamma$、$\gamma\nu$和$e^-e^+$。我们还计算了XENONnT、DARWIN、JUNO和THEIA的预期灵敏度。尽管弱于当前的天体物理界限，所获得的实验室限制（及预测）不受与$J$因子和未知背景相关的常见天体物理不确定性的影响，因此可提供一种互补的暗物质性质探测手段。我们指出，当前和未来的（天体）粒子物理探测器也可用于为几MeV以上的不同衰变和暗物质质量设定类似的限制。