利用 IceCube-PINGU 探测太阳中的暗物质自相互作用

我们研究了暗物质（DM）在太阳内部的捕获、湮灭和蒸发过程。已有研究表明，暗物质自相互作用可以增加太阳内部的暗物质数量。我们证明，在固定的暗物质自相互作用截面下，这种增强效应在小质量暗物质区域更为显著，从而导致暗物质湮灭产生的中微子通量增强。另一方面，对于低至几 GeV 的暗物质质量，不仅暗物质 - 原子核散射会导致暗物质蒸发，暗物质自相互作用也对此效应提供了不可忽略的贡献。因此，暗物质蒸发的临界质量（通常在没有暗物质自相互作用时为 3$\sim$4 GeV）可能会略有增加。我们讨论了利用 IceCube-PINGU 探测暗物质自相互作用的前景，并以湮灭道 $\chi\chi \rightarrow \tau^{+}\tau^{-}, \nu\bar{\nu}$ 为例进行了说明。针对径迹和簇射事例，估算了 PINGU 对暗物质自相互作用截面 $\sigma_{\chi\chi}$ 的灵敏度。