标量暗物质的自旋无关干涉与自旋相关相互作用
高能物理 - 唯象学
2016-05-19 v2
摘要
我们探讨了在标量暗物质与原子核散射中自旋无关相互作用被抑制的干涉机制。我们基于标准模型的非普适 扩展框架中与夸克相互作用，给出了核振幅的详细推导。通过假设一组与对撞机搜索、电弱观测量和暗物质丰度相容的参数，我们找到了有和没有同位旋对称性的相消干涉情形。该模型揭示了相互干涉的标量粒子解，仅通过标量相互作用抵消了有效的自旋无关耦合，这需要一个质量 GeV 的额外希格斯玻色子。该模型还具有仅通过两个中性规范玻色子 和 进行矢量相互作用的情形。由于 对称性的非普适性，我们区分了夸克区具有不同数值预言的两种族结构。在一种情况下，我们得到的截面通过了所有基于氙的探测器实验。在另一种情况下，LUX实验的限制包围了暗物质在 到 GeV 之间的排除区域。我们考察了第三种具有同位旋破坏耦合的情形，其中标量玻色子和矢量玻色子交换之间的干涉抵消了散射。我们给出了一些解，其中对于轻暗物质（低于 GeV）与基于氙的探测器的相互作用被抑制，而与基于锗和硅的探测器的相互作用则展现出直至 CoGeNT 和 CDMS-Si 实验报告的正信号感兴趣区域的解，并且与观测到的 DM 遗迹密度在 DM 质量 GeV 范围内相容。在干涉区域附近，考虑麦克斯韦速度分布时，自旋相关相互作用成为散射的主要来源。
引用
@article{arxiv.1512.04128,
title = {Spin-independent interferences and spin-dependent interactions with scalar dark matter},
author = {R. Martinez and F. Ochoa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.04128},
year = {2016}
}
备注
47 pages, new figures in the updated version