利用年度调制区分暗物质模型的前景
高能物理 - 唯象学
2017-03-08 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
近期研究表明，在暗物质直接探测实验中若探测到疑似信号，正确识别潜在的暗物质-原子核相互作用将是一项极具挑战性的任务。鉴于对即将到来的第二代实验中反冲事件计数的最乐观预期，只有在多种互补靶上同时观测到强信号时，才可能区分在反冲能谱中产生不同特征的相互作用。然而，存在大量可行的理论会产生几乎相同的能谱，它们可能仅在反冲率对暗物质速度的依赖关系上有所不同。在本工作中，我们研究了如何通过分析核反冲的时间依赖性（即速率的年度调制）来打破这些竞争模型间的简并性。为此，我们针对多种相互作用和实验模拟了暗物质事件，并对所有模拟数据集进行了贝叶斯模型选择分析，评估了在给定实验设置下正确识别输入模型的机会。我们发现，纳入速率的年度调制信息可以显著增强单一靶区分具有近乎简并反冲能谱的暗物质模型的能力，但这仅限于超出第二代实验预期的曝光量。
引用
@article{arxiv.1612.07808,
title = {Prospects for Distinguishing Dark Matter Models Using Annual Modulation},
author = {Samuel J. Witte and Vera Gluscevic and Samuel D. McDermott},
journal= {arXiv preprint arXiv:1612.07808},
year = {2017}
}
备注
v2: Published version. Fixed error in bottom right panel of Fig 1 and added text. Conclusions unchanged. 22 pages, 10 figures