半相对论粒子的随机性银河超新星通量

新的具有 MeV 质量的异星粒子，如类轴粒子或轻暗物质，可从核心坍缩超新星(SN)中以半相对论速度释放。由于其速度色散，他们以多大的时间跨度到达地球，可能达到数千年之久。文献中已有论者认为，来自所有银河超新星的包的叠加会产生平滑且平稳的扩散通量，可被地面实验探测到。在本文中，我们通过对银河历史 SN 爆炸进行数值模拟，对此假设进行了批判性检验。我们显示，尽管粒子包会重叠，但由于观测时间窗口较短，每个粒子包仅以非常狭窄的能量范围贡献，其强度取决于 SN 到达距离。因此，结果通量的能量依赖性对 SN population 的随机性极其敏感，远非平滑。这对地面实验的预期信号具有深远的影响，该信号显示出一种在平滑近似下难以描述的光谱形状。我们发展了一个数值工具，用于计算通用半相对论粒子的随机性银河通量，这也允许我们探索亚 MeV 粒子，在此情形下，平滑扩散通量方法不再适用。为测试此框架，我们重新审视了对类轴粒子和费米子暗物质的现有约束，发现比此前报告的约束更弱。