利用 IceCube 四年 HESE 数据探测衰变重暗物质
高能物理 - 唯象学
2017-07-31 v2 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
摘要
在经过最初四年的数据获取后，IceCube 中微子望远镜已观测到 54 个高能起始事例（HESE），其沉积能量介于 20 TeV 与 2 PeV 之间。来自大气缪子和中微子的本底预计约为 20 个事例，且均低于 100 TeV，从而指向该数据集中每年约 8 个事例的天体物理起源。然而，其精确起源仍未知。在此，我们对这一事例样本（同时考虑事例的能量、半球与拓扑）进行了详细分析，假设信号事例有两种贡献：各向同性幂律通量以及来自衰变重暗物质的通量。针对暗物质的多种衰变通道，我们拟合了暗物质的质量与寿命，以及各向同性幂律通量的归一化与谱指数。我们发现，暗物质衰变的显著贡献总是略微更受青睐，无论是为了解释 100 TeV 以下的超出（如衰变到夸克的情况），还是为了解释三个多 PeV 事例（如中微子通道的情况）。此外，我们考虑了仅用暗物质衰变（考虑两种衰变通道的各种组合）来解释所有数据的可能性。我们表明，衰变暗物质情形比各向同性幂律通量对 HESE 数据提供了更好的拟合。
引用
@article{arxiv.1706.05746,
title = {Probing decaying heavy dark matter with the 4-year IceCube HESE data},
author = {Atri Bhattacharya and Arman Esmaili and Sergio Palomares-Ruiz and Ina Sarcevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.05746},
year = {2017}
}
备注
v1: 44 pages, 12 figures; v2: Published version, no changes