用COSINE-100寻找太阳玻色子暗物质的年度调制
摘要：太阳玻色子暗物质的年变化方法在COSINE-100实验中进行了搜索，并呈现了相关结果。结果根据三种暗物质模型进行了解释：太阳暗光子模型；DFSZ和KSVZ太阳轴子模型；以及卡洛迦-克莱因太阳轴子模型。在使用61.3公斤NaI(Tl)晶体的数据集上，未找到与模型预期相符的调制信号，该数据集为期2.82年。因此，我们对所研究的三个模型分别设定了90％置信水平的上限。对于太阳暗光子模型，混合参数的最严格上限是质量为215电子伏特的暗光子的$1.61 \times 10^{-14}$。对于DFSZ和KSVZ太阳轴子以及卡洛迦-克莱因轴子模型，上限排除了轴子-电子耦合$g_{ae}$超过$1.61 \times 10^{-11}$（轴子质量低于0.2千电子伏特），以及轴子-光子耦合$g_{\gamma\gamma}$超过$1.83 \times 10^{-11}$ GeV$^{-1}$（轴子数密度为$4.07 \times 10^{13}$ cm$^{-3}$）。这是首次使用年变化方法对太阳暗光子、DFSZ和KSVZ太阳轴子进行实验搜索。未来COSINE-200实验中的NaI(Tl)晶体的背景更低，光输出更高且阈值更低，预计将增强本文中所示分析的灵敏度。我们还展示了三个模型的灵敏度，考虑使用COSINE-200相同的搜索方法。
作者：G. Adhikari, N. Carlin, J. J. Choi, S. Choi, A. C. Ezeribe, L. E. Franc{c}a, C. Ha, I. S. Hahn, S. J. Hollick, E. J. Jeon, J. H. Jo, H. W. Joo, W. G. Kang, M. Kauer, B. H. Kim, H. J. Kim, J. Kim, K. W. Kim, S. H. Kim, S. K. Kim, W. K. Kim, Y. D. Kim, Y. H. Kim, Y. J. Ko, D. H. Lee, E. K. Lee, H. Lee, H. S. Lee, H. Y. Lee, I. S. Lee, J. Lee, J. Y. Lee, M. H. Lee, S. H. Lee, S. M. Lee, Y. J. Lee, D. S. Leonard, N. T. Luan, B. B. Manzato, R. H. Maruyama, R. J. Neal, J. A. Nikkel, S. L. Olsen, B. J. Park, H. K. Park, H. S. Park, K. S. Park, S. D. Park, R. L. C. Pitta, H. Prihtiadi, S. J. Ra, C. Rott, K. A. Shin, D. F. F. S. Cavalcante, A. Scarff, N. J. C. Spooner, W. G. Thompson, L. Yang, and G. H. Yu
论文ID：2302.10267
分类：High Energy Physics - Experiment
分类简称：hep-ex
提交时间：2023-07-12