论核响应函数在暗物质直接探测中的作用
高能物理 - 唯象学
2014-07-02 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们在具有良好动机的紫外完备化模型（包括电偶极子、磁偶极子、anapole、自旋-轨道以及赝标量介导的暗物质）框架下，考察了文献 [Fitzpatrick et al, arXiv:1203.3542] 提出的核响应函数对暗物质（DM）直接探测的影响。这些模型共同涵盖了从文献 [Fitzpatrick et al, arXiv:1203.3542] 的非相对论有效理论中提取的六种核响应中的五种（第六种难以实现紫外完备化），其中六种组合中的两种对应于标准的自旋无关和自旋相关响应。对于来自现有直接探测实验的限制，我们发现，相比于使用标准形状因子对响应的能量依赖性进行建模所推断出的结果，只有 COUPP 实验的限制受到了新响应的显著修正，这是由于其使用了具有大角动量和未配对自旋的重碘靶，以及其对大能量范围的敏感性。对于氙和锗等重靶，随着反冲能量的增加，新核响应的行为可能与标准响应大不相同，但这几乎不影响从 LUX、XENON100 和 CDMS 等实验中推导出的限制，因为这些实验中探测到的最大核反冲能量相对较低。我们利用新核响应模拟了 80 和 250 GeV 暗物质候选者的模拟数据，以突出它们可能如何影响假想信号，并发现在靶相对较重（如氙和碘）时，新响应对于动量压低相互作用（如磁偶极子或赝标量介导的相互作用）最为重要。
引用
@article{arxiv.1401.3739,
title = {On the Effect of Nuclear Response Functions in Dark Matter Direct Detection},
author = {Moira I. Gresham and Kathryn M. Zurek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.3739},
year = {2014}
}
备注
42 pages, 12 figures, 5 tables