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毫带电宇宙线与低反冲探测器

高能物理 - 唯象学 2021-05-19 v2 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象 高能物理 - 实验

摘要

我们考虑在星际介质(ISM)中产生假想毫带电粒子(mCPs)的“快速通量”。我们考虑由宇宙线诱导的两种可能来源:(a) pppp\rightarrow(介子)\rightarrow(mCP),其增加了mCP的大气产生;(b) 宇宙线在毫带电暗物质成分上的向上散射。我们注意到星系磁场将mCP保留很长时间,导致快速通量增强许多个数量级。在这两种情景中,我们计算了针对电子反冲的直接暗物质探测的预期信号。我们观察到在情景(a)中,中微子探测器(ArgoNeuT和Super-Kamiokande)仍比暗物质探测器(XENON1T)提供更高的灵敏度。然而,在具有增强暗物质成分的情形中,鉴于在低速度下向上散射通量的增强,暗物质探测器表现更好。考虑到通量产生模型和导致电子反冲的实际原子物理两者中的不确定性,XENON1T所报道的超出仍可能来自快速mCP通量,这将在未来的实验中被决定性检验。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.11190,
  title  = {Millicharged Cosmic Rays and Low Recoil Detectors},
  author = {Roni Harnik and Ryan Plestid and Maxim Pospelov and Harikrishnan Ramani},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.11190},
  year   = {2021}
}

备注

12 pages + 4 pages appendix, 12 figures| matches journal version