How dark are Majorana WIMPs? Signals from magnetic inelastic dark matter and Rayleigh dark matter
Notice bibliographique
Résumé
The effective interactions of dark matter with photons are fairly restricted. Yet both direct detection as well as monochromatic $\ensuremath{\gamma}$-ray signatures depend sensitively on the presence of such interactions. For a Dirac fermion, electromagnetic dipoles are possible but are very constrained. For Majorana fermions, no such terms are allowed. We consider signals of an effective theory with a Majorana dark matter particle and its couplings to photons. In the presence of a nearby excited state, there is the possibility of a magnetic dipole transition (magnetic inelastic dark matter), which yields both direct and indirect detection signals and, intriguingly, yields essentially the same size over a wide range of dipole strengths. Absent an excited state, the leading interaction of weakly interacting massive particles is similar to the Rayleigh scattering of low-energy photons from neutral atoms, which may be captured by an effective operator of dimension 7 of the form $\overline{\ensuremath{\chi}}\ensuremath{\chi}{F}_{\ensuremath{\mu}\ensuremath{\nu}}{F}^{\ensuremath{\mu}\ensuremath{\nu}}$. While it can be thought of as a phase of the magnetic inelastic dark matter scenario where the excited state is much heavier than the ground state, it can arise from other theories as well. We study the resulting phenomenology of this scenario: gamma-ray lines from the annihilation of weakly interacting massive particles; nuclear recoils in direct detection; and direct production of the weakly interacting massive particle pair in high-energy colliders. Considering recent evidence in particular for a 130 GeV line from the Galactic center, we discuss the detection prospects at upcoming experiments.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».