通过Muon Tomography探索宇宙射线成分与Muon-philic暗物质
高能物理 - 实验
2026-04-16 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
核实验
摘要
本工作提出了一种新型宇宙射线散射实验，采用Resistive Plate Chambers(RPC)μ tomography系统。通过引入原发射线轨迹与出射轨迹之间的散射角作为关键可观测量，该方法使我们能够同时研究次级宇宙射线成分和搜索新物理。在63天的观测期间，记录并分析了118万个宇宙射线散射事件。通过对观察到的角度分布进行组合模板拟合，测量了粒子丰度——例如，以约2%的精度分辨电子成分。此外，在95%置信水平下，对弹性μ暗物质(DM)散射截面积施加了约1.61×10⁻¹⁷cm²的约束，用于1 GeV缓慢DM，表明对轻型μ耦合缓慢DM具有灵敏度，在其中strongly interacting暗物质组件被捕获并在地球内热化，导致大面积surface密度的情景中。
引用
@article{arxiv.2507.23458,
title = {Probing Cosmic Ray Composition and Muon-philic Dark Matter via Muon Tomography},
author = {Cheng-en Liu and Rongfeng Zhang and Zijian Wang and Andrew Michael Levin and Leyun Gao and Jinning Li and Minxiao Fan and Youpeng Wu and Zibo Qin and Yong Ban and Zaihong Yang and Qite Li and Chen Zhou and Qiang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23458},
year = {2026}
}
备注
PRL Published version. PKMu Experiment Project-1 with Cosmic Muons, 6 pages, 4 figures