探测第四代马约拉纳中微子暗物质

重的第四代马约拉纳中微子可以是稳定的，并对宇宙中暗物质（DM）的遗迹密度贡献一小部分。由于它与标准模型粒子有强耦合，即使它是整个晕状暗物质的一个次主导成分，也可以通过当前的直接探测实验来探测。假设它对局部晕状暗物质密度的贡献比例与其对暗物质遗迹密度的贡献比例相同，我们表明当前的Xenon100数据将稳定马约拉纳中微子的质量限制在大于顶夸克质量。在200 GeV到几百GeV的质量范围内，中微子与核子弹性散射的有效自旋无关截面不依赖于中微子质量，并预测为 $\sim 1.5\times 10^{-44} cm^2$，这很快可以被直接暗物质搜索实验达到。在同一质量区域，重中微子与质子散射的预测有效自旋相关截面在 $2\times 10^{-40} cm^2\sim 2\times 10^{-39} cm^2$ 范围内，这处于正在进行的IceCube实验的探测能力之内。我们在一个第四代模型中展示了这些性质，其中第四代马约拉纳中微子的稳定性由一个额外的依赖于代数的U(1)规范对称性保护。