迈向 OHe 暗物质的核物理
高能物理 - 唯象学
2011-11-16 v1 宇宙学与河外天体物理
核实验
核理论
摘要
宇宙的非重子暗物质可以由新的稳定带电粒子组成，它们通过普通的库仑相互作用束缚在重“原子”中。如果电荷为 -2 的稳定粒子 数量超过其反粒子（电荷为 +2），则在宇宙大爆炸核合成中形成的原始氦会将所有 捕获在 O-氦的中性“原子”中。与原子核的相互作用在 OHe 的宇宙学演化以及这些暗原子作为核相互作用暗物质的效应中起着至关重要的作用。在地球物质中减速的 OHe 原子在地下探测器中引起的核反冲效应微乎其微，但可能经历被原子核的辐射俘获。探测器物质中 OHe 的局域浓度迅速调整以适应入射的宇宙 OHe 流，并由于地球绕太阳的轨道运动而具有年度调制。OHe 与原子核的相互作用势由接近的原子核的库仑力和核力对 OHe 的极化决定。原子核库仑力产生的类 Stark 效应在较大距离处使该势具有吸引性，而核力效应引起的极化变化则产生一个势垒，阻止原子核与 OHe 原子的氦壳层合并。在原子核之外存在相应的浅势阱，可以为 DAMA/NaI 和 DAMA/LIBRA 探测器物质中的原子核与 OHe 提供数 keV 的结合能，对应于该势阱中的一个能级。向该能级辐射俘获率的年度调制可以重现 DAMA 的结果。OHe 假说可以通过 OHe 与地下探测器物质的核相互作用的特异性，定性解释直接暗物质探测结果中的争议。
引用
@article{arxiv.1111.3577,
title = {Towards Nuclear Physics of OHe Dark Matter},
author = {Maxim Yu. Khlopov and Andrey G. Mayorov and Evgeny Yu. Soldatov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.3577},
year = {2011}
}
备注
to be published in Proceedings of XIV Bled Workshop "What comes beyond the Standard model?" (Bled, Slovenia)