轻子亲和暗物质情形中的双光子交换

在轻子亲和情形中，暗物质与原子核的相互作用（与直接探测实验及天体俘获相关）只能经由圈诱导过程发生。若媒介子是仅与轻子耦合的标量或赝标量粒子，则暗物质-原子核散射的主导贡献将通过带轻子三角形圈的的双光子交换进行。相应图已在文献中于不同近似下估算。本文给出单体双圈与双体单圈相互作用的新解析计算。双圈形状因子以广义多对数（至权四）的闭式解析表达给出。两种情况下，我们考虑对所有涉及尺度的精确依赖，并研究对动量转移的依赖性。我们表明，某些先前的近似错误地预测散射截面达数个数量级。此外，我们表明，在本地星系暗物质相关的动量转移范围内，形状因子小于其通常所取的零动量转移处的值。