Migdal效应与光子轫致辐射：提升液氩实验对轻暗物质灵敏度
高能物理 - 唯象学
2020-11-11 v2 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 实验
摘要
利用惰性液体对暗物质弱相互作用大质量粒子的搜寻已探测到低至并低于1 GeV/c^2的质量。终极限制来自对核反冲能量转移的实验阈值。当前，实验灵敏度已达到相当于几个电离电子的阈值。在此条件下，由于碰撞后原子核突然加速而产生的轫致辐射光子或所谓Migdal电子的贡献可能不可忽略。在本工作中，我们采用贝叶斯方法研究这些效应如何被用于基于液氩探测器的实验。特别地，受DarkSide-50公开能谱启发，我们开发了一个模拟实验，以展示Migdal电子和轫致辐射光子如何将实验灵敏度推至0.1 GeV/c^2的质量，拓展了先前结果对暗物质粒子的搜寻区域。对于这些质量，我们估计了地球屏蔽的效应，对于强相互作用暗物质，它使任何探测器失明。最后，我们展示了灵敏度如何随更高曝光量而缩放。
引用
@article{arxiv.2006.02453,
title = {Migdal effect and photon Bremsstrahlung: improving the sensitivity to light dark matter of liquid argon experiments},
author = {Giovanni Grilli di Cortona and Andrea Messina and Stefano Piacentini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02453},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 13 figures, 2 tables