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不稳定的引力微子暗物质:间接与直接探测的前景

高能物理 - 唯象学 2014-08-01 v2 高能天体物理现象

摘要

我们将不稳定的引力微子暗物质预期的信号与所有可能的宇宙射线通道中的间接暗物质探测实验观测结果进行对比。为此,我们在具有双线性 R 宇称破坏的理论中详细计算了引力微子的衰变宽度,特别关注末态包含三个粒子的衰变通道。基于这些计算,我们预测了来自引力微子暗物质衰变的伽马射线、带电宇宙射线和中微子的通量。尽管预测的能谱原则上可以解释 PAMELA 和 Fermi LAT 观测到的宇宙射线正电子和电子通量中的反常现象,但我们发现伽马射线和反质子观测的强约束排除了这种可能性。因此,我们利用当前的间接探测实验数据,对引力微子的寿命和 R 宇称破坏的强度施加了强约束。此外,我们讨论了在宇宙射线反氘核能谱中搜寻引力微子信号的前景,发现它们对较低的引力微子质量特别敏感。最后,我们详细讨论了通过 R 宇称破坏的非弹性核子散射直接探测引力微子暗物质的前景。我们发现,尽管散射截面相较于弹性引力微子散射的情况有显著增强,但预期信号仍小好几个数量级,以至于无法指望在地下探测器中实现探测。

关键词

引用

@article{arxiv.1111.6779,
  title  = {Unstable Gravitino Dark Matter - Prospects for Indirect and Direct Detection},
  author = {Michael Grefe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1111.6779},
  year   = {2014}
}

备注

Doctoral thesis, Universit\"at Hamburg, defended on 6 July 2011; 220 pages, 59 figures; correction of several typos