发现暗物质湮灭诱导的中微子谱线的前景

在不久的将来，中微子望远镜预计将提高对我们银河系中暗物质 (DM) 产生的单色中微子通量的灵敏度。这一点通过我们从公开 IceCube 数据推导出的相应截面的新限制得到了说明。在此背景下，我们研究了哪些暗物质模型可能产生可观测的来自暗物质湮灭的单色中微子通量。为此，我们分两步进行。首先，在关于暗物质粒子性质的一组简单且最小的假设下，我们确定了可能在冻结时期产生显著湮灭为单色中微子的模型。由于各种约束，特别是直接探测和圈图水平的中微子质量，结果模型列表非常有限。鉴于即使灵敏度大幅提高，近期也远达不到热湮灭截面，只有当今天的湮灭为中微子相对于冻结时期有所增强时，才可能观测到信号。这就是为什么在第二步中，我们分析了通过 Sommerfeld 效应产生如此大增强的可能性。对于每种情景，我们还计算了进入其他湮灭产物的截面，并将我们的结果与实验约束进行了对比。我们发现，在我们简单且最小的假设下，观测单色中微子的期望仅在非常特定的情景中才可能实现。其中一些情景将在不久的将来被确认或排除，因为它们预测的信号略低于当前的实验灵敏度。我们还讨论了通过放宽假设以及考虑其他类型的尖锐光谱特征，这些前景如何变化。对于后者，我们考虑了箱型谱和轫致辐射谱，并提供了来自 IceCube 数据的相应限制。