Tools for studying low-mass dark matter at neutrino detectors

被引：27
作者：
Kumar, Jason [1 ]
Learned, John G. [1 ]
Smith, Stefanie [1 ]
Richardson, Katherine [2 ]
机构：
[1] Univ Hawaii, Dept Phys & Astron, Honolulu, HI 96822 USA
[2] Univ New Mexico, Dept Phys & Astron, Albuquerque, NM 87131 USA
来源：
PHYSICAL REVIEW D | 2012年 / 86卷 / 07期
关键词：
730 KG DAYS; LIGHT;
D O I：
10.1103/PhysRevD.86.073002
中图分类号：
P1 [天文学];
学科分类号：
0704 ;
摘要：
We determine the neutrino spectra arising from low-mass (4-10 GeV) dark matter annihilating in the sun. We also determine the low-mass dark matter capture rates (element by element in the sun), assuming dark matter interacts either through elastic contact interactions, elastic long-range interactions, or inelastic contact interactions. These are the non-detector-specific data needed for determining the sensitivity of a neutrino detector to dark matter annihilating in the sun. As an application, we estimate the sensitivity of a one kiloton liquid scintillation neutrino detector (such as KamLAND) and LBNE (LAr-based) to low-mass dark matter with long-range interactions and compare this to the expected CDMS sensitivity. It is found that KamLAND's sensitivity can exceed that obtainable from the current CDMS data set by up to two orders of magnitude.
引用
收藏
页数：12
相关论文
共 72 条
  • [1] Search for an Annual Modulation in a p-Type Point Contact Germanium Dark Matter Detector
    Aalseth, C. E.
    Barbeau, P. S.
    Colaresi, J.
    Collar, J. I.
    Leon, J. Diaz
    Fast, J. E.
    Fields, N.
    Hossbach, T. W.
    Keillor, M. E.
    Kephart, J. D.
    Knecht, A.
    Marino, M. G.
    Miley, H. S.
    Miller, M. L.
    Orrell, J. L.
    Radford, D. C.
    Wilkerson, J. F.
    Yocum, K. M.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (14)
  • [2] Results from a Low-Energy Analysis of the CDMS II Germanium Data
    Ahmed, Z.
    Akerib, D. S.
    Arrenberg, S.
    Bailey, C. N.
    Balakishiyeva, D.
    Baudis, L.
    Bauer, D. A.
    Brink, P. L.
    Bruch, T.
    Bunker, R.
    Cabrera, B.
    Caldwell, D. O.
    Cooley, J.
    do Couto e Silva, E.
    Cushman, P.
    Daal, M.
    DeJongh, F.
    Di Stefano, P.
    Dragowsky, M. R.
    Duong, L.
    Fallows, S.
    Figueroa-Feliciano, E.
    Filippini, J.
    Fox, J.
    Fritts, M.
    Golwala, S. R.
    Hall, J.
    Hennings-Yeomans, R.
    Hertel, S. A.
    Holmgren, D.
    Hsu, L.
    Huber, M. E.
    Kamaev, O.
    Kiveni, M.
    Kos, M.
    Leman, S. W.
    Liu, S.
    Mahapatra, R.
    Mandic, V.
    McCarthy, K. A.
    Mirabolfathi, N.
    Moore, D.
    Nelson, H.
    Ogburn, R. W.
    Phipps, A.
    Pyle, M.
    Qiu, X.
    Ramberg, E.
    Rau, W.
    Reisetter, A.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (13)
  • [3] Ahmed Z., ARXIV12031309 CDMS C
  • [4] Low-threshold analysis of CDMS shallow-site data
    Akerib, D. S.
    Attisha, M. J.
    Baudis, L.
    Bauer, D. A.
    Bolozdynya, A. I.
    Brink, P. L.
    Bunker, R.
    Cabrera, B.
    Caldwell, D. O.
    Chang, C. L.
    Clarke, R. M.
    Cooley, J.
    Crisler, M. B.
    Cushman, P.
    DeJongh, F.
    Dixon, R.
    Driscoll, D. D.
    Filippini, J.
    Funkhouser, S.
    Gaitskell, R. J.
    Golwala, S. R.
    Holmgren, D.
    Hsu, L.
    Huber, M. E.
    Kamat, S.
    Mahapatra, R.
    Mandic, V.
    Meunier, P.
    Mirabolfathi, N.
    Moore, D.
    Nam, S. W.
    Nelson, H.
    Ogburn, R. W.
    Qiu, X.
    Rau, W.
    Reisetter, A.
    Saab, T.
    Sadoulet, B.
    Sander, J.
    Savage, C.
    Schnee, R. W.
    Seitz, D. N.
    Shutt, T. A.
    Wang, G.
    Yellin, S.
    Yoo, J.
    Young, B. A.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2010, 82 (12)
  • [5] Akiri T., ARXIV11106249 LBNE C
  • [6] Observation of Electron-Antineutrino Disappearance at Daya Bay
    An, F. P.
    Bai, J. Z.
    Balantekin, A. B.
    Band, H. R.
    Beavis, D.
    Beriguete, W.
    Bishai, M.
    Blyth, S.
    Boddy, K.
    Brown, R. L.
    Cai, B.
    Cao, G. F.
    Cao, J.
    Carr, R.
    Chan, W. T.
    Chang, J. F.
    Chang, Y.
    Chasman, C.
    Chen, H. S.
    Chen, H. Y.
    Chen, S. J.
    Chen, S. M.
    Chen, X. C.
    Chen, X. H.
    Chen, X. S.
    Chen, Y.
    Chen, Y. X.
    Cherwinka, J. J.
    Chu, M. C.
    Cummings, J. P.
    Deng, Z. Y.
    Ding, Y. Y.
    Diwan, M. V.
    Dong, L.
    Draeger, E.
    Du, X. F.
    Dwyer, D. A.
    Edwards, W. R.
    Ely, S. R.
    Fang, S. D.
    Fu, J. Y.
    Fu, Z. W.
    Ge, L. Q.
    Ghazikhanian, V.
    Gill, R. L.
    Goett, J.
    Gonchar, M.
    Gong, G. H.
    Gong, H.
    Gornushkin, Y. A.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2012, 108 (17)
  • [7] Search for Light Dark Matter in XENON10 Data
    Angle, J.
    Aprile, E.
    Arneodo, F.
    Baudis, L.
    Bernstein, A.
    Bolozdynya, A. I.
    Coelho, L. C. C.
    Dahl, C. E.
    DeViveiros, L.
    Ferella, A. D.
    Fernandes, L. M. P.
    Fiorucci, S.
    Gaitskell, R. J.
    Giboni, K. L.
    Gomez, R.
    Hasty, R.
    Kastens, L.
    Kwong, J.
    Lopes, J. A. M.
    Madden, N.
    Manalaysay, A.
    Manzur, A.
    McKinsey, D. N.
    Monzani, M. E.
    Ni, K.
    Oberlack, U.
    Orboeck, J.
    Plante, G.
    Santorelli, R.
    dos Santos, J. M. F.
    Schulte, S.
    Shagin, P.
    Shutt, T.
    Sorensen, P.
    Winant, C.
    Yamashita, M.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (05)
  • [8] Results from 730 kg days of the CRESST-II Dark Matter search
    Angloher, G.
    Bauer, M.
    Bavykina, I.
    Bento, A.
    Bucci, C.
    Ciemniak, C.
    Deuter, G.
    von Feilitzsch, F.
    Hauff, D.
    Huff, P.
    Isaila, C.
    Jochum, J.
    Kiefer, M.
    Kimmerle, M.
    Lanfranchi, J. -C.
    Petricca, F.
    Pfister, S.
    Potzel, W.
    Proebst, F.
    Reindl, F.
    Roth, S.
    Rottler, K.
    Sailer, C.
    Schaffner, K.
    Schmaler, J.
    Scholl, S.
    Seidel, W.
    v. Sivers, M.
    Stodolsky, L.
    Strandhagen, C.
    Strauss, R.
    Tanzke, A.
    Usherov, I.
    Wawoczny, S.
    Willers, M.
    Zoeller, A.
    [J]. EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2012, 72 (04):
  • [9] Dark Matter Results from 100 Live Days of XENON100 Data
    Aprile, E.
    Arisaka, K.
    Arneodo, F.
    Askin, A.
    Baudis, L.
    Behrens, A.
    Bokeloh, K.
    Brown, E.
    Bruch, T.
    Bruno, G.
    Cardoso, J. M. R.
    Chen, W. -T.
    Choi, B.
    Cline, D.
    Duchovni, E.
    Fattori, S.
    Ferella, A. D.
    Gao, F.
    Giboni, K. -L.
    Gross, E.
    Kish, A.
    Lam, C. W.
    Lamblin, J.
    Lang, R. F.
    Levy, C.
    Lim, K. E.
    Lin, Q.
    Lindemann, S.
    Lindner, M.
    Lopes, J. A. M.
    Lung, K.
    Undagoitia, T. Marrodan
    Mei, Y.
    Fernandez, A. J. Melgarejo
    Ni, K.
    Oberlack, U.
    Orrigo, S. E. A.
    Pantic, E.
    Persiani, R.
    Plante, G.
    Ribeiro, A. C. C.
    Santorelli, R.
    dos Santos, J. M. F.
    Sartorelli, G.
    Schumann, M.
    Selvi, M.
    Shagin, P.
    Simgen, H.
    Teymourian, A.
    Thers, D.
    [J]. PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (13)
  • [10] Dark matter at DeepCore and IceCube
    Barger, V.
    Gao, Y.
    Marfatia, D.
    [J]. PHYSICAL REVIEW D, 2011, 83 (05):
12345678