Signatures of large composite Dark Matter states
Notice bibliographique
Résumé
We investigate the interactions of large composite dark matter (DM) states with the Standard Model (SM) sector. Elastic scattering with SM nuclei can be coherently enhanced by factors as large as A2, where A is the number of constituents in the composite state (there exist models in which DM states of very large A ≳ 108 may be realised). This enhancement, for a given direct detection event rate, weakens the expected signals at colliders by up to 1/A. Moreover, the spatially extended nature of the DM states leads to an additional, characteristic, form factor modifying the momentum dependence of scattering processes, altering the recoil energy spectra in direct detection experiments. In particular, energy recoil spectra with peaks and troughs are possible, and such features could be confirmed with only $$ \mathcal{O}(50) $$ events, independently of the assumed halo velocity distribution. Large composite states also generically give rise to low-energy collective excitations potentially relevant to direct detection and indirect detection phenomenology. We compute the form factor for a generic class of such excitations — quantised surface modes — finding that they can lead to coherently-enhanced, but generally sub-dominant, inelastic scattering in direct detection experiments. Finally, we study the modifications to capture rates in astrophysical objects that follow from the elastic form factor, as well as the effects of inelastic interactions between DM states once captured. We argue that inelastic interactions may lead to the DM collapsing to a dense configuration at the centre of the object.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».