具有速度和动量依赖截面的暗物质热传导

我们利用 Gould 和 Raffelt 的形式体系，计算了暗物质粒子与标准模型核子通过依赖于粒子间相对速度或交换动量的截面进行散射时的无量纲热传导系数。受旨在调和直接探测中各种最新结果的模型启发，我们明确计算了截面正比于 $v_{\rm rel}^2$、$v_{\rm rel}^4$、$v_{\rm rel}^{-2}$、$q^2$、$q^4$ 和 $q^{-2}$ 时的传导系数 $\alpha$ 和 $\kappa$，其中 $v_{\rm rel}$ 是暗物质 - 原子核相对速度，$q$ 是碰撞中转移的动量。我们发现，$v_{\rm rel}^{-2}$ 依赖性可以显著增强能量从太阳内部核心向外部的传输。对于任何 $q$ 依赖的耦合，如果暗物质质量位于每种耦合的特定范围内，也可能出现同样的情况。这种效应可以补充暗物质的直接搜索；将这些结果与最先进的太阳模拟相结合，应能大大提高对某些暗物质模型的灵敏度。此外，由于此类速度或动量依赖的散射导致太阳核心能量传输增强，所谓的太阳丰度问题似乎也有可能得到解决。