反向直接探测:宇宙线与轻暗物质散射
高能物理 - 唯象学
2019-07-09 v3 高能天体物理现象
摘要
亚 GeV 暗物质候选者日益受到关注,因为长期青睐的候选者如 GeV 尺度 WIMP 尚未被探测到。对于低质量暗物质,模型无关的限制薄弱或不存在。我们表明,对此类候选者,由于数密度高,宇宙线传播可受与暗物质的弹性散射影响。我们称此类搜寻为“反向直接探测”,因为暗物质是靶而标准模型粒子是束流。利用银河系宇宙线的简单传播模型,我们计算暗物质如何影响地球上的宇宙线能谱,并对暗物质-质子与暗物质-电子截面设定新限制。对于质子,我们的限制与宇宙学限制相当但相互独立。对于电子,我们的限制覆盖了尚未探测的质量区间,并比宇宙学限制改善一至两个数量级。我们评述未来工作如何能显著提升宇宙线对暗物质相互作用探测的灵敏度。
引用
@article{arxiv.1810.07705,
title = {Reverse Direct Detection: Cosmic Ray Scattering With Light Dark Matter},
author = {Christopher V. Cappiello and Kenny C. Y. Ng and John F. Beacom},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07705},
year = {2019}
}
备注
Main text: 11 pages, 5 figures Appendix: 2 pages, 2 figures. References updated and minor edits made to match version that appears in PRD