来自所有星系的超新星中微子加速暗物质

近期有研究提出，由 SN1987a 或下一次银河系超新星（SN）的超新星中微子（SN$\nu$）加速的暗物质（BDM）可以作为一种新成分，用于探测暗物质（DM）与标准模型轻子之间非零的相互作用 [Y.-H. Lin et al., Phys. Rev. Lett 130, 111002 (2023) and Y.-H. Lin et al., Phys. Rev. D 108, 083013 (2023)]。在本快报中，我们扩展了这一概念，并评估了源自更高红移处所有星系的 SN$\nu$ BDM 的现今扩散通量。我们表明，通过考虑这一扩散 BDM（DBDM）成分，利用如 Super-Kamiokande 或 Hyper-Kamiokande 等大型中微子实验，可以获得关于与能量无关的 DM-$\nu$ 和 DM-电子截面乘积的最佳灵敏度，即对于亚 MeV 的 DM，$\sqrt{\sigma_{\chi\nu}\sigma_{\chi e}}\simeq \mathcal{O}(10^{-37})$ cm$^2$，这超越了从 SN1987a 估计的 SN$\nu$ BDM 限制。我们还考察了星系中超大质量黑洞周围存在 DM 尖峰对 SN$\nu$ BDM 和 DBDM 的影响。我们的结果表明，DBDM 和 SN$\nu$ BDM 探测对 DM 尖峰的不确定性质具有鲁棒性，除非下一次银河系超新星恰好发生在沿超新星视线方向极其靠近或正好位于银河系中心后方的位置。