审视宇宙线反质子中暗物质的证据

Alessandro Cuoco; Jan Heisig; Lukas Klamt; Michael Korsmeier; Michael Krämer

doi:10.1103/PhysRevD.99.103014

审视宇宙线反质子中暗物质的证据

高能天体物理现象 2019-06-14 v2 高能物理 - 唯象学

作者: Alessandro Cuoco , Jan Heisig , Lukas Klamt , Michael Korsmeier , Michael Krämer

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摘要

对AMS-02测量的原初和次级宇宙线(CR)通量的全局拟合在研究CR传播模型和搜寻湮灭暗物质(DM)等反物质奇异源方面具有巨大潜力。先前对AMS-02反质子的研究揭示了一个可能的DM信号迹象，但该迹象可能受系统不确定性影响。为检验此类DM信号的稳健性，我们在本工作中系统研究了两个重要的不确定性来源：计算次级反质子源谱所需的反质子产生截面，以及实验数据中迄今未由AMS-02合作组提供的潜在关联。为探究截面不确定性的影响，我们进行了CR能谱的全局拟合，包含由核截面测量确定的协方差矩阵。作为替代方法，我们对CR和截面数据进行了联合拟合。两种方法一致，表明截面不确定性对CR拟合和潜在DM信号显著性影响很小，我们发现其显著性水平为 $3\sigma$ 。数据中的关联可能产生更大影响。为说明该效应，我们以数据驱动方法确定了关联的可能基准模型。关联的摄入强烈改进了对传播模型的约束，并进一步将DM信号显著性提升至高于 $5\sigma$ 。我们的分析证明了提供实验数据协方差的重要性，这是充分利用数据潜力所必需的。

关键词

宇宙线反质子暗物质 AMS-02 全局拟合截面不确定性数据关联

引用

@article{arxiv.1903.01472,
  title  = {Scrutinizing the evidence for dark matter in cosmic-ray antiprotons},
  author = {Alessandro Cuoco and Jan Heisig and Lukas Klamt and Michael Korsmeier and Michael Krämer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1903.01472},
  year   = {2019}
}

备注

25 pages,12 figures; v2: Figs. 8 and 12 added, references added, minor improvements in presentation, matches published version

审视宇宙线反质子中暗物质的证据

摘要

关键词

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