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重访 XENON100 对低质量暗物质的限制(及信号?)

高能物理 - 唯象学 2015-06-16 v1 宇宙学与河外天体物理 高能天体物理现象

摘要

尽管 CoGeNT 和 CDMS 实验的观测结果被解释为低质量(约 7-10 GeV)暗物质粒子的可能信号,但 XENON100 合作组给出的限制似乎与该假设不相容,至少从表面值来看是这样。在本文中,我们重新审视了 XENON100 对该质量范围内暗物质的限制,并考虑了各种不确定性和假设如何可能改变这一结论。我们还指出,虽然 XENON100 的两个核反冲候选事件均表现出极低的电离与闪烁信号比率,使其难以归因于已知的电子或中子背景,但它们与源自 CoGeNT 和 CDMS favored 质量范围内的暗物质粒子是一致的。我们认为,若采用较低但并非不合理的液氙相对闪烁效率 (LeffL_{\text{eff}}) 值,以及 XENON100 电场下液氙闪烁信号的抑制 (SnrS_{nr}),这两个事件可能一致地源于质量和截面处于 CoGeNT 和 CDMS favored 范围内的暗物质粒子。如果此解释正确,我们预测具有显著高于 XENON100 光产额的 LUX 实验,应以约每月 3-24 次的可观测速率观测到暗物质诱发的事件。

关键词

引用

@article{arxiv.1306.1790,
  title  = {Revisiting XENON100's Constraints (and Signals?) For Low-Mass Dark Matter},
  author = {Dan Hooper},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1306.1790},
  year   = {2015}
}

备注

11 pages, 6 figures