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关于 CTA 对来自多 TeV 暗物质的伽马射线盒的灵敏度

高能天体物理现象 2016-07-07 v2 高能物理 - 实验 高能物理 - 唯象学

摘要

对暗物质的对撞机、直接及间接搜寻通常对质量高于几 TeV 的弱相互作用大质量粒子(WIMPs)几乎或完全不敏感。然而,这一鲜有探索的能区可通过搜寻由 WIMPs 在极高能湮灭产生的独特伽马射线谱特征来探测。在此,我们利用即将建成的切伦科夫望远镜阵列(CTA)专门搜寻伽马射线盒——天体物理源无法模拟的尖锐谱特征。利用仪器性能的真实投影和详细的背景建模,我们采用剖面似然分析推导朝向银心周围 2×22^\circ\times2^\circ 区域观测 100 小时后的预期上限与灵敏度可达范围。我们的结果表明,CTA 将能够探测低至 10271026cm3/s10^{-27}-10^{-26}\,\text{cm}^3\text{/s} 湮灭截面的伽马射线盒,直至数十 TeV。我们还确定了若干具体的粒子物理模型,它们提供热暗物质候选者,可用作未来搜寻活动的目标基准。这为 CTA 提供了一个黄金机会,要么发现要么排除参数空间一角中多 TeV 热暗物质,而所有其他实验努力在该处基本不敏感。

关键词

引用

@article{arxiv.1503.06797,
  title  = {On the sensitivity of CTA to gamma-ray boxes from multi-TeV dark matter},
  author = {Alejandro Ibarra and Anna S. Lamperstorfer and Sergio López Gehler and Miguel Pato and Gianfranco Bertone},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1503.06797},
  year   = {2016}
}

备注

29 pages, 8 figures, 1 table, matches published version and includes erratum