质子亲和自旋依赖非弹性暗物质 (pSIDM) 作为 DAMA/LIBRA-phase2 的可行解释

Sunghyun Kang; Stefano Scopel; Gaurav Tomar; Jong-Hyun Yoon

doi:10.1103/PhysRevD.99.023017

质子亲和自旋依赖非弹性暗物质 (pSIDM) 作为 DAMA/LIBRA-phase2 的可行解释

高能物理 - 唯象学 2019-02-13 v2 宇宙学与河外天体物理

作者: Sunghyun Kang , Stefano Scopel , Gaurav Tomar , Jong-Hyun Yoon

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摘要

我们表明，在 DAMA/LIBRA-phase2 数据发布并纳入近期来自 COSINE-100（使用与 DAMA 相同的 $NaI$ 靶材）的约束之后，质子亲和自旋依赖非弹性暗物质 (pSIDM) 的弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 图景仍能为观测到的 DAMA 调制幅度提供符合其他实验约束的可行解释。pSIDM 图景对于麦克斯韦 WIMP 速度分布以及晕无关方法，均曾为 DAMA/LIBRA-phase1 提供可行解释。与 DAMA/LIBRA-phase1 调制幅度在低能处呈现孤立极大值不同，DAMA/LIBRA-phase2 能谱兼容于单调递减能谱。此外，由于其较低阈值，它对低 WIMP 质量下的 WIMP-碘相互作用敏感。由于这两种效应的结合，pSIDM 现在仅当 WIMP 速度分布偏离标准麦克斯韦分布时才能解释 DAMA/LIBRA 观测到的年度调制。此时 WIMP 质量 $m_{\chi}$ 与质量劈裂 $\delta$ 落在近似范围 7 GeV $\lesssim m_{\chi}\lesssim$ 17 GeV 与 18 keV $\lesssim\delta\lesssim$ 29 keV。由于 pSIDM 图景预期较大的调制分数，近期的 COSINE-100 约束被自然规避。

关键词

质子亲和自旋依赖非弹性暗物质 DAMA/LIBRA-phase2 COSINE-100 WIMP 速度分布年度调制质量劈裂

引用

@article{arxiv.1810.09674,
  title  = {Proton-philic spin-dependent inelastic Dark Matter (pSIDM) as a viable explanation of DAMA/LIBRA-phase2},
  author = {Sunghyun Kang and Stefano Scopel and Gaurav Tomar and Jong-Hyun Yoon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1810.09674},
  year   = {2019}
}

备注

8 pages, 4 figures. COSINE-100 bound added. Discussion extended. Updated to published version

质子亲和自旋依赖非弹性暗物质 (pSIDM) 作为 DAMA/LIBRA-phase2 的可行解释

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关键词

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