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研究发现了直播吧网页版宇宙射线增强暗物质的一种新的日效应

物理学 2021-10-24 23:59:38

作者:英格丽德·法德利

(同organic)有机 宇宙射线增强的日变化效应来自两个各向异性:向气相色谱的优先方向和来自气相色谱的日变化需要通过的不同长度

信用:葛等

在过去的几十年里,天体物理学家和宇宙学家收集了各种暗示暗物质存在的观测数据,暗物质是一种不吸收、反射或发射光的物质,因此无法用传统的电磁辐射观测技术进行探测

虽然物理学家根据天体物理学和宇宙学的观察预测了它的存在,但迄今为止,数据挖掘还从未被实验观测到

最灵敏的质量窗口用于旨在用常规技术直接检测糖尿病的实验(即

e

,在探测器中搜索核反冲)是O(10-100)GeV

当涉及到轻氘时,特别是在亚千兆电子伏范围内,氘与原子核的散射不会产生超过现有技术所能探测到的阈值的核反冲

上海交通大学和中国科学院紫金山天文台的研究人员一直在努力寻找有助于克服这一挑战的策略,并以更宽的灵敏度范围(即

e

,这样更容易检测)

他们最近的一篇论文发表在《物理评论快报》上,描述了一种与宇宙射线引发的亚GeV糖尿病相关的新型昼夜效应

这种效应有可能直接探测到带有核反冲的亚GeV DM

“文献中指出,只要DM能与原子核相互作用,空间中的高能原子核(宇宙射线)就能把一些DM粒子加速到更高的能量,以克服探测阈值,自然地打开低质量窗口,”进行这项研究的两位研究人员葛少峰和袁强告诉《物理》杂志

(同organic)有机

“我们更进一步,注意到DM和宇宙射线在星系中心周围都有很高的密度

" 在葛、袁和他们的同事考虑的方案中,加速的DM粒子将主要来自气相色谱的方向,这提供了不同于DM的普通成分的独特特征

虽然基于核反冲分析的探测技术不能揭示DM粒子来自哪个方向,但当气相色谱位于探测器所在地球的另一侧时,地球可能会遮挡大部分加速的DM

换句话说,研究人员发现,如果DM原子核散射截面足够大,DM的通量在穿过地球传播时会减弱

这导致了自然的昼夜调节,这可以作为加速糖尿病的特征信号

葛和袁说:“传统的日效应只适用于我们银河系中缓慢运动(非相对论性)的DM粒子(所谓的标准DM晕)。”

“无论是直接的实验限制,还是由于检测阈值,这种影响都小得可以忽略不计

另一方面,对于轻的DM粒子,DM-原子核的相互作用受到的约束要小得多,这为强的日调制留下了空间

" 在他们的论文中,研究人员表明宇宙射线加速可以实现或促进糖尿病粒子的检测

此外,他们认为他们描述的独特的日调制行为的特征是定向的和更高的能量通量

“在我们的研究中提出的昼夜调制信号可能是宇宙射线推动暗物质探测的确凿证据,而放射性杂质的主要背景却没有这个特征,”参与这项研究的两名研究人员周宁和江来·刘告诉《物理》杂志

(同organic)有机

“核反冲能谱也将显示出每日调制,这可能是抑制潜在背景的进一步手段

" 值得注意的是,这项研究发现了一个与宇宙射线引发糖尿病相关的新特征

在未来,该研究小组和其他团队可以分析过去、现在和未来地下数据挖掘实验中收集的数据,特别是搜索最近论文中强调的独特的昼夜调制特征

周和葛说:“我们现在将鼓励全世界的实验者在他们的数据中仔细搜索这个签名。”

“在理论方面,在我们的论文中,地球衰减模型是用一个简化的模型来处理的,我们计划对此进行改进

我们还将尝试确定是否存在多个地下实验的理想组合,这可能进一步表明检测

"

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