Light magnetic dark matter in direct detection searches

被引：55

作者：

Del Nobile, Eugenio ^{[1
,2
]}

Kouvaris, Chris ^{[1
,2
]}

Panci, Paolo ^{[1
,2
]}

Sannino, Francesco ^{[1
,2
]}

Virkajarvi, Jussi ^{[1
,2
]}

机构：

[1] Univ Southern Denmark, Origins CP3, Campusvej 55, Odense, Denmark

[2] Univ Southern Denmark, DIAS, Dept Phys Chem & Pharm, Campusvej 55, Odense, Denmark

来源：

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS | 2012年 / 08期

关键词：

dark matter theory; dark matter detectors; dark matter experiments; INTERACTING MASSIVE PARTICLES; DIPOLE-MOMENTS; CONSTRAINTS; MODULATION; DAMA/LIBRA; SIGNAL; LIMITS;

D O I：

10.1088/1475-7516/2012/08/010

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We study a fermionic Dark Matter particle carrying magnetic dipole moment and analyze its impact on direct detection experiments. In particular we show that it can accommodate the DAMA, CoGeNT and CRESST experimental results. Assuming conservative bounds, this candidate is shown not to be ruled out by the CDMS, XENON and PICASSO experiments. We offer an analytic understanding of how the long-range interaction modifies the experimental allowed regions, in the cross section versus Dark Matter mass parameter space, with respect to the typically assumed contact interaction. Finally, in the context of a symmetric Dark Matter sector, we determine the associated thermal relic density, and further provide relevant constraints imposed by indirect searches and colliders.

引用

页数：30

共 109 条

[1] Search for an Annual Modulation in a p-Type Point Contact Germanium Dark Matter Detector [J].

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. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (14)

[2] Results from a Search for Light-Mass Dark Matter with a p-Type Point Contact Germanium Detector [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Bowden, N. S. ;

Cabrera-Palmer, B. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

Dazeley, S. ;

de Lurgio, P. ;

Fast, J. E. ;

Fields, N. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Keillor, M. E. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Miller, M. L. ;

Orrell, J. L. ;

Radford, D. C. ;

Reyna, D. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

Wilkerson, J. F. ;

Yocum, K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 106 (13)

[3] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect (vol 101, 251301, 2008) [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Cerdeno, D. G. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

de Lurgio, P. ;

Drake, G. ;

Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

Robertson, R. G. H. ;

Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

Wilkerson, J. F. ;

Yocum, K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2009, 102 (10)

[4] Experimental Constraints on a Dark Matter Origin for the DAMA Annual Modulation Effect [J].

Aalseth, C. E. ;

Barbeau, P. S. ;

Cerdeno, D. G. ;

Colaresi, J. ;

Collar, J. I. ;

de Lurgio, P. ;

Drake, G. ;

Fast, J. E. ;

Greenberg, C. H. ;

Hossbach, T. W. ;

Kephart, J. D. ;

Marino, M. G. ;

Miley, H. S. ;

Orrell, J. L. ;

Reyna, D. ;

Robertson, R. G. H. ;

Talaga, R. L. ;

Tench, O. ;

Van Wechel, T. D. ;

Wilkerson, J. F. ;

Yocum, K. M. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2008, 101 (25)

[5] Fermi Large Area Telescope Search for Photon Lines from 30 to 200 GeV and Dark Matter Implications [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Atwood, W. B. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bouvier, A. ;

Bregeon, J. ;

Brez, A. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Caraveo, P. A. ;

Carrigan, S. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Celik, Oe. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Edmonds, Y. ;

Essig, R. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Focke, W. B. ;

Fortin, P. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2010, 104 (09)

[6] Constraining Dark Matter Models from a Combined Analysis of Milky Way Satellites with the Fermi Large Area Telescope [J].

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

Albert, A. ;

Atwood, W. B. ;

Baldini, L. ;

Ballet, J. ;

Barbiellini, G. ;

Bastieri, D. ;

Bechtol, K. ;

Bellazzini, R. ;

Berenji, B. ;

Blandford, R. D. ;

Bloom, E. D. ;

Bonamente, E. ;

Borgland, A. W. ;

Bregeon, J. ;

Brigida, M. ;

Bruel, P. ;

Buehler, R. ;

Burnett, T. H. ;

Buson, S. ;

Caliandro, G. A. ;

Cameron, R. A. ;

Canadas, B. ;

Caraveo, P. A. ;

Casandjian, J. M. ;

Cecchi, C. ;

Charles, E. ;

Chekhtman, A. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Dermer, C. D. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Drlica-Wagner, A. ;

Falletti, L. ;

Favuzzi, C. ;

Fegan, S. J. ;

Ferrara, E. C. ;

Fukazawa, Y. ;

Funk, S. ;

Fusco, P. ;

Gargano, F. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2011, 107 (24)

[7] Combined limits on WIMPs from the CDMS and EDELWEISS experiments [J].

Ahmed, Z. ;

Akerib, D. S. ;

Armengaud, E. ;

Arrenberg, S. ;

Augier, C. ;

Bailey, C. N. ;

Balakishiyeva, D. ;

Baudis, L. ;

Bauer, D. A. ;

Benoit, A. ;

Berge, L. ;

Bluemer, J. ;

Brink, P. L. ;

Broniatowski, A. ;

Bruch, T. ;

Brudanin, V. ;

Bunker, R. ;

Cabrera, B. ;

Caldwell, D. O. ;

Censier, B. ;

Chapellier, M. ;

Chardin, G. ;

Charlieux, F. ;

Cooley, J. ;

Coulter, P. ;

Cox, G. A. ;

Cushman, P. ;

Daal, M. ;

Defay, X. ;

De Jesus, M. ;

DeJongh, F. ;

Di Stefano, P. C. F. ;

Dolgorouki, Y. ;

Domange, J. ;

Dumoulin, L. ;

Dragowsky, M. R. ;

Eitel, K. ;

Fallows, S. ;

Figueroa-Feliciano, E. ;

Filippini, J. ;

Filosofov, D. ;

Fourches, N. ;

Fox, J. ;

Fritts, M. ;

Gascon, J. ;

Gerbier, G. ;

Gironnet, J. ;

Golwala, S. R. ;

Gros, M. ;

Hall, J. .

PHYSICAL REVIEW D, 2011, 84 (01)

[8] Search for inelastic dark matter with the CDMS II experiment [J].

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. ;

Razeti, M. .

PHYSICAL REVIEW D, 2011, 83 (11)

[9] Dark Matter Search Results from the CDMS II Experiment [J].

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. ;

Cushman, P. ;

Daal, M. ;

DeJongh, F. ;

Dragowsky, M. R. ;

Duong, L. ;

Fallows, S. ;

Figueroa-Feliciano, E. ;

Filippini, J. ;

Fritts, M. ;

Golwala, S. R. ;

Grant, D. 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. ;

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. ;

Saab, T. ;

Sadoulet, B. ;

Sander, J. .

SCIENCE, 2010, 327 (5973) :1619-1621

[10] Results from 730 kg days of the CRESST-II Dark Matter search [J].

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. .

EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2012, 72 (04) :1-22

← 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 →