迈向量子传感器阵列中复合超重暗物质的直接探测

量子传感器阵列最近被提出作为直接探测超重暗物质的有前景的平台，这些暗物质通常被假定为表现为点状粒子。然而，质量处于或高于普朗克尺度的粒子不可能是基本粒子；相反，它们必须作为具有有限空间范围的复合客体存在。这种空间延展的暗物质模型在这些探测器中导致了独特的唯象学，特别是当暗物质还通过具有自身特征长度尺度的长程力相互作用时。在这项工作中，我们研究了量子传感器阵列对通过引力和一种新颖的汤川力相互作用的复合超重暗物质的敏感性。我们考虑了三个唯象学上受启发的密度分布——礼帽型、高斯型和指数型——并将它们的信号与点状极限进行对比。使用基于预测脉冲信号和热噪声与量子噪声估计的蒙特卡罗分析，我们获得了未来量子传感器阵列实现的敏感性投影。我们发现暗物质尺度半径、传感器间距和汤川屏蔽长度之间存在非平凡的相互作用。未来的加速度计阵列将提供关于复合超重暗物质质量和尺寸的宝贵信息，我们的工作将有助于表征超重暗物质不同理论模型的特征。