来自 IceCube 的对非弹性暗物质的新约束
宇宙学与河外天体物理
2018-10-31 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
我们研究了太阳中非弹性暗物质(DM)的俘获及随后的湮灭,利用 IceCube 中微子望远镜的零结果对 DM-核子散射截面给出了约束。随后,我们将这些约束与根据 XENON1T、PICO 和 CRESST 结果推导出的同一截面的排除限进行了比较。我们在 DM-核子相互作用有效理论的扩展框架内计算了非弹性 DM-核子散射截面,该扩展适用于以入射与出射 DM 粒子之间存在质量分裂为特征的非弹性 DM 模型。我们发现,当质量分裂参数大于约 200 keV 时,中微子望远镜对 DM-核子散射截面给出的限制强于当前 DM 直接探测实验的限制。出现这一现象的确切质量分裂值取决于 DM 是否在太阳中热化。该结果适用于所有产生与核自旋无关的 DM-原子核散射截面的 DM-核子相互作用,包括“标准”自旋无关相互作用。我们显式地对质量为 1 TeV 的 DM 候选者进行了计算,但我们的结论在性质上也适用于不同质量。此外,我们发现 IceCube 对该类自旋无关相互作用耦合常数的排除限,比基于核反冲能量扩展信号区对 XENON1T 数据(假设性)重新分析所得的限制更为严格。我们的结果应在非弹性 DM 模型的全局分析中被纳入考虑。
引用
@article{arxiv.1808.08082,
title = {New constraints on inelastic dark matter from IceCube},
author = {Riccardo Catena and Fredrik Hellström},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.08082},
year = {2018}
}
备注
18 pages, 6 figures