天体物理学 > 宇宙学与非星系天体物理学
[提交于 2016年4月13日
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标题: 暗物质天体物理不确定性与中微子极限
标题: Dark matter astrophysical uncertainties and the neutrino floor
摘要: 通过直接探测寻找弱相互作用大质量粒子(WIMPs)面临由于中微子-核相干散射引起的背景干扰。对于给定的WIMP质量,中微子成为主要背景的截面取决于来自太阳、超新星或大气宇宙射线碰撞的每个中微子源通量的不确定性。然而,关于预测的WIMP信号的天体物理成分也存在相当大的不确定性。相对于银河系暗物质晕的太阳速度、本地WIMP密度以及本地WIMP速度分布的形状等不确定性都会影响直接探测实验中的预期事件率,因此会改变中微子为主要背景的WIMP参数空间区域。在本工作中,我们将WIMP+中微子分析扩展以考虑WIMP信号的天体物理依赖性的不确定性。我们展示了不确定性对投影发现极限的影响,特别强调当太阳中微子背景最为重要时的低WIMP质量(小于10 GeV)。我们发现,考虑到天体物理不确定性会改变中微子下限随WIMP质量变化的形状,但也会使其出现在截面高达一个数量级更大的区域,非常接近现有的实验限制——表明中微子背景将比以前认为的更早成为问题。我们还探讨了中微子如何妨碍WIMP参数的估计,以及天体物理不确定性如何影响利用各自的时间依赖性来区分WIMPs和中微子。
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