不将 $L_{\mathrm{eff}}$ 视为 nuisance 参数的 XENON100 排除限

2011年，XENON100 实验对暗物质-核子相互作用设定了前所未有的限制，排除了质量低至 6 GeV 且相应截面大于 10^{-39} cm^2 的暗物质候选者。排除限对闪烁效率（$L_{\mathrm{eff}}$）的依赖性已被广泛讨论。为克服可能的批评，XENON100 进行了一项分析，其中将 $L_{\mathrm{eff}}$ 视为 nuisance 参数，并使用高斯似然将其不确定性消除，该似然的均值对应于最佳拟合的 $L_{\mathrm{eff}}$ 值，并在 3 keVnr 以下平滑外推至零。尽管该方法看似相当稳健，但它未考虑更极端的外推类型，也无法预判如果新数据支持 $L_{\mathrm{eff}}$ 在 3 keVnr 以下呈现平坦行为，排除限会有多大变化。然而，这一问题对于接近已发表 XENON100 限制的轻暗物质模型至关重要。为回答此问题，我们采用与 XENON100 合作组相同的极大似然比分析，但不将 $L_{\mathrm{eff}}$ 视为 nuisance 参数。相反，$L_{\mathrm{eff}}$ 直接由数据拟合得到。这使我们能够通过对 $L_{\mathrm{eff}}$ 边缘化来定义频率学派的置信区间。