三轴度暗物质暗 halo 与粒子暗物质探测

本文介绍了一族尺度无关三轴度暗 halo 的性质。我们提出了论据表明，这类模型的速度椭圆体在锥坐标中对齐。我们提供了一种算法，用于寻找一组在给定密度对抗暗 halo 引力场时，能够支撑其锥对齐速度二阶矩的集合。对最简单三轴度推广——对熟悉等温球的最常见三轴度模型——进行了详细考察。支撑自洽模型所需的速度离散为解析形式。暗物质的速度分布可近似为三轴高斯分布，其半轴等于速度离散。全球约有二十个实验正在寻找弱相互作用大质量粒子暗物质（WIMP）与探测器原子核之间稀有相互作用的证据。年际调制信号——由地球围绕太阳旋转引起——是区分 WIMP 事件与背景的关键因素。最大率发生在六月，最小率发生在十二月。我们计算了在对数椭球暗 halo 模型中，由稀有 WIMP-原子相互作用导致的能量沉积的微分探测率。三轴度和速度各向异性使总率改变最多 40%，对年际调制信号幅度有显著影响。总体率最大，但调制幅度最弱，出现于径向各向异性暗 halo 模型中。甚至可以改变信号的符号。仅关注低能事件，模型预测最大率发生在十二月，而非六月。