THESEUS 对 ALP、暗光子与惰性中微子暗物质的洞察
高能天体物理现象
2020-12-09 v2 天体物理仪器与方法
摘要
通过一系列模拟观测，我们研究了即将发射的 THESEUS 任务所载仪器在 keV-MeV 能段探测衰变暗物质（DM）特征信号的能力。我们将研究集中于三个研究充分的 Standard Model 扩展，其分别包含类轴子粒子、暗光子和惰性中微子 DM 候选者。我们表明，由于 THESEUS 的 X 与 Gamma 成像光谱仪（XGIS）仪器的灵敏度，在假定零系统不确定度的情况下，依所考虑的 DM 模型不同，对暗物质参数的现有约束可提升至多约 300 倍。我们还表明，即便 1% 的最小系统不确定度水平也会使潜在约束恶化一至两个数量级。我们认为，尽管如此，THESEUS 施加的约束仍将大幅优于现有约束，并与 eXTP、Athena 等即将升空任务的约束形成良好互补。最终，THESEUS 与未来任务施加的极限将确保对衰变 DM 模型参数空间的稳健且详尽覆盖，从而实现暗物质探测或相关极限的显著改进。
引用
@article{arxiv.2008.08306,
title = {THESEUS Insights into ALP, Dark Photon and Sterile Neutrino Dark Matter},
author = {Charles Thorpe-Morgan and Denys Malyshev and Andrea Santangelo and Josef Jochum and Barbara Jäger and Manami Sasaki and Sara Saeedi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08306},
year = {2020}
}
备注
to match accepted for publication in Phys. Rev. D. version