开启直接暗物质探测的能量窗口
高能物理 - 唯象学
2018-12-19 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
在本文中，我们研究增大暗物质（DM）直接探测实验中分析的最大核反冲能量的益处。我们聚焦于弹性DM-核散射，并在有效场论（EFT）框架内描述散射截面。与先前文献一致，我们表明增大的最大能量对EFT算符（尤其是具有显式动量依赖的算符）的DM-核截面给出更严格的上限。在本文中我们扩展感兴趣能量区（ROI），表明氙和氩的最优最大能量值分别约为500 keV和300 keV。我们随后展示，若观测到与DM相符的信号，扩大的能量ROI可更好地测量DM质量与耦合。特别地，对于氙探测器，动量无关（有关）算符下可重建约200 GeV（2 TeV）或更低的DM质量。我们还研究三维参数重建并将其应用于标量DM与anapole DM的具体情形。我们发现开启能量ROI是识别动量依赖与动量无关算符线性组合的极佳方式，且对正确区分这些模型至关重要。最后，我们展示扩大的能量ROI也允许我们检验DM晕的天体物理参数，如DM逃逸速度。
引用
@article{arxiv.1810.05576,
title = {Opening the energy window on direct dark matter detection},
author = {Nassim Bozorgnia and David G. Cerdeno and Andrew Cheek and Bjoern Penning},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05576},
year = {2018}
}
备注
23 pages, 9 figures, references added