(In)direct detection of boosted dark matter
Notice bibliographique
Résumé
We initiate the study of novel thermal dark matter (DM) scenarios where present-day annihilation of DM in the galactic center produces boosted stable particles in the dark sector. These stable particles are typically a subdominant DM component, but because they are produced with a large Lorentz boost in this process, they can be detected in large volume terrestrial experiments via neutral-current-like interactions with electrons or nuclei. This novel DM signal thus combines the production mechanism associated with indirect detection experiments (i.e. galactic DM annihilation) with the detection mechanism associated with direct detection experiments (i.e. DM scattering off terrestrial targets). Such processes are generically present in multi-component DM scenarios or those with non-minimal DM stabilization symmetries. As a proof of concept, we present a model of two-component thermal relic DM, where the dominant heavy DM species has no tree-level interactions with the standard model and thus largely evades direct and indirect DM bounds. Instead, its thermal relic abundance is set by annihilation into a subdominant lighter DM species, and the latter can be detected in the boosted channel via the same annihilation process occurring today. Especially for dark sector masses in the 10 MeV–10 GeV range, the most promising signals are electron scattering events pointing toward the galactic center. These can be detected in experiments designed for neutrino physics or proton decay, in particular Super-K and its upgrade Hyper-K, as well as the PINGU/MICA extensions of IceCube. This boosted DM phenomenon highlights the distinctive signatures possible from non-minimal dark sectors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».