直接探测实验对中微子磁偶极矩的灵敏度

凭借较大的有效体积，暗物质直接探测实验对太阳中微子通量敏感。核反冲信号由 $^8$B 中微子诱发，而电子反冲主要由 pp 通量产生。对这两种过程的测量提供了在低阈值、较低本底下检验中微子性质的机会。本文研究了这些实验对中微子磁偶极矩的灵敏度，假设有效体积为 1、10 和 40 吨（分别代表 XENON1T、XENONnT 和 DARWIN），阈值为 0.3 keV 和 1 keV。我们表明，仅依靠核反冲测量，一个 40 吨探测器在取数一年后在 $90\%$ 置信水平下的灵敏度可达 $8.0\times 10^{-11}\,\mu_B$ 量级，与 Borexino、TEXONO 和 GEMMA 相当。电子反冲测量将把灵敏度提升至远低于这些数值，从而能够检验未被天体物理论据排除的区域。利用电子反冲数据，并视性能而定，同一探测器在取数一年内可在 $90\%$ 置信水平下探测低至 $4.0\times 10^{-12}\mu_B$ 的数值。通过假设一个 200 吨液氙探测器运行 10 年，我们得出结论：此类探测器的灵敏度将达到 $10^{-12}\,\mu_B$ 量级。降低统计不确定性可能使灵敏度进一步优于这些数值。