在中微子探测器中利用中子开展暗物质新搜索

大体积中微子实验是测试增强型暗物质场景的理想平台。我们首次提出了一种利用击出中子的方法，通过探测暗物质与氧中束缚中子相互作用产生的退激 $\gamma$ 射线和符合俘获中子来实现，而以往的研究主要集中在击出质子和电子上。这种方法对于水切伦科夫探测器尤为关键，因为高质子切伦科夫阈值（$\sim$1 GeV）抑制了信号接收率。最近，Super-Kamiokande (SK) 掺杂了 0.03\% 的钆以增强中子标记效率。我们以 SK-Gd 为目标实验，证明与基于质子的分析相比，该方法对 BDM 模型的灵敏度提高了一个数量级，并且允许探索以前基于质子的分析无法触及的更广泛的轻暗物质模型范围。我们还给出了即将建成的 Hyper-Kamiokande 探测器的预计灵敏度。