暗物质诱导的核子消耗与质能转换

我们提出由暗物质（DM）诱导的核子消耗作为克服直接探测能量阈值的新场景。这可以通过质子（$\chi + p \rightarrow \chi + \ell^+$）或中子（$\chi + n \rightarrow \chi + \nu$）靶来实现。我们提供了有效算子和具体模型来说明这一想法。由于初始DM和核子的速度分别仅为光速的$10^{-3}$和$1/4$，因此截面以及事件率由所涉及的粒子质量决定，不受核子费米运动的影响。在这两种实现方式中，质子消耗具有更丰富的现象，既有带电轻子又有子核退激，允许双重甚至三重符合，从而显著抑制本底。我们还展示了在暗物质和中微子实验（如PandaX-4T、DUNE、JUNO和Hyper-K）中的预期灵敏度。