暗物质搜寻的谜题
宇宙学与河外天体物理
2014-11-20 v1
摘要
DAMA/NaI 和 DAMA/LIBRA 实验中暗物质搜寻的阳性结果，与其他实验组的阴性结果放在一起，可能暗示着宇宙学暗物质存在非平凡的粒子物理解。带电荷 -2 的稳定粒子与原初氦结合形成 O-氦“原子”(OHe)，代表一种比冷暗物质更暖的核相互作用暗物质形式。OHe 在地球物质中减速，对于像 CDMS 实验中使用的地下暗物质直接探测方法来说是难以捉摸的，但它与原子核的反应可能导致 DAMA/NaI 和 DAMA/LIBRA 实验中 2-6 keV 能量区间内能量释放的年周期变化。我们求解了原子核与 OHe 系统的薛定谔方程，该方程采用球对称势阱，该势阱由作用在原子核外 He 上的核标量同位旋标量吸引势的 Yukawa 尾部和原子核与 OHe 之间在距离核表面小于 OHe 尺寸处的偶极库仑排斥势共同形成。我们找到了该势阱的参数窗口，在此窗口内钠和/或碘原子核与 OHe 具有几个 keV 的结合能。在重现 DAMA 结果的核参数下，对于化学组成不同于 NaI 的探测器，预测的能量释放在大多数情况下与 DAMA 探测器中的不同。特别地，我们表明，在 CDMS 的情况下，OHe-锗束缚态的能量超出 2-6 keV 范围，其形成不应导致 DAMA 信号能量区间内的电离。（摘要删节）
引用
@article{arxiv.0911.5685,
title = {The puzzles of dark matter searches},
author = {Maxim Yu. Khlopov},
journal= {arXiv preprint arXiv:0911.5685},
year = {2014}
}
备注
to be published in the AIP Proceedings of the 'Invisible Universe International Conference', UNESCO-Paris, June 29-July 3, 2009; 10 pp., 6 Figs