Search for Milli-Charged particles from the Sun at IceCube

被引:2
作者
Xu, Ye [1 ,2 ]
机构
[1] Fujian Univ Technol, Sch Elect Elect Engn & Phys, Fuzhou 350118, Peoples R China
[2] Fujian Univ Technol, Res Ctr Microelect Technol, Fuzhou 350118, Peoples R China
基金
中国国家自然科学基金;
关键词
Models for Dark Matter; Particle Nature of Dark Matter; MILLICHARGED PARTICLES; DARK-MATTER;
D O I
10.1007/JHEP09(2022)055
中图分类号
O412 [相对论、场论]; O572.2 [粒子物理学];
学科分类号
摘要
It is assumed that heavy dark matter particles phi with O(TeV) mass captured by the Sun may decay to relativistic light milli-charged particles (MCPs). These MCPs could be measured by the IceCube detector. The massless hidden photon model was taken for MCPs to interact with nuclei, so that the numbers and fluxes of expected MCPs and neutrinos may be evaluated at IceCube. Based on the assumption that no events are observed at IceCube in 6 years, the corresponding upper limits on MCP fluxes were calculated at 90% C. L. These results indicated that MCPs could be directly detected in the secondaries' energy range O(100GeV)-O(10TeV) at IceCube, when epsilon(2) greater than or similar to 10(-10). And a new region of 0.6 MeV < m(MCP) < 10 MeV and 6 x 10(-6) < epsilon less than or similar to 10(-4) is ruled out in the m(MCP)-epsilon plane with 6 years of IceCube data.
引用
收藏
页数:15
相关论文
共 51 条
[1]   Search for annihilating dark matter in the Sun with 3 years of IceCube data (vol 77, pg 146, 2017) [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I. ;
Anton, G. ;
Archinger, M. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Bohm, C. ;
Boerner, M. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Braun, J. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Bron, S. ;
Burgman, A. ;
Carver, T. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Clark, K. ;
Classen, L. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2019, 79 (03)
[2]   SEARCHES FOR EXTENDED AND POINT-LIKE NEUTRINO SOURCES WITH FOUR YEARS OF ICECUBE DATA [J].
Aartsen, M. G. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Altmann, D. ;
Anderson, T. ;
Arguelles, C. ;
Arlen, T. C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K. -H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bos, F. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H. -P. ;
Brown, A. M. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Cheung, E. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Classen, L. ;
Clevermann, F. ;
Coenders, S. ;
Cowen, D. F. ;
Silva, A. H. Cruz ;
Danninger, M. .
ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2014, 796 (02)
[3]   Energy reconstruction methods in the IceCube neutrino telescope [J].
Aartsen, M. G. ;
Abbasi, R. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Altmann, D. ;
Arguelles, C. ;
Auffenberg, J. ;
Bai, X. ;
Baker, M. ;
Barwick, S. W. ;
Baum, V. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Tjus, J. Becker ;
Becker, K-H. ;
BenZvi, S. ;
Berghaus, P. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Bernhard, A. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Bissok, M. ;
Blaufuss, E. ;
Blumenthal, J. ;
Boersma, D. J. ;
Bohm, C. ;
Bose, D. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Brayeur, L. ;
Bretz, H-P. ;
Brown, A. M. ;
Bruijn, R. ;
Casey, J. ;
Casier, M. ;
Chirkin, D. ;
Christov, A. ;
Christy, B. ;
Clark, K. ;
Classen, L. ;
Clevermann, F. ;
Coenders, S. ;
Cohen, S. ;
Cowen, D. F. ;
Silva, A. H. Cruz ;
Danninger, M. .
JOURNAL OF INSTRUMENTATION, 2014, 9
[4]   IceCube high-energy starting event sample: Description and flux characterization with 7.5 years of data [J].
Abbasi, R. ;
Ackermann, M. ;
Adams, J. ;
Aguilar, J. A. ;
Ahlers, M. ;
Ahrens, M. ;
Alispach, C. ;
Alves, A. A., Jr. ;
Amin, N. M. ;
Andeen, K. ;
Anderson, T. ;
Ansseau, I ;
Anton, G. ;
Arguelles, C. ;
Axani, S. ;
Bai, X. ;
Balagopal, A., V ;
Barbano, A. ;
Barwick, S. W. ;
Bastian, B. ;
Basu, V ;
Baum, V ;
Baur, S. ;
Bay, R. ;
Beatty, J. J. ;
Becker, K-H ;
Tjus, J. Becker ;
Bellenghi, C. ;
BenZvi, S. ;
Berley, D. ;
Bernardini, E. ;
Besson, D. Z. ;
Binder, G. ;
Bindig, D. ;
Blaufuss, E. ;
Blot, S. ;
Boeser, S. ;
Botner, O. ;
Boettcher, J. ;
Bourbeau, E. ;
Bourbeau, J. ;
Bradascio, F. ;
Braun, J. ;
Bron, S. ;
Brostean-Kaiser, J. ;
Burgman, A. ;
Busse, R. S. ;
Campana, M. A. ;
Chen, C. ;
Chirkin, D. .
PHYSICAL REVIEW D, 2021, 104 (02)
[5]   Limits on dark matter annihilation signals from the Fermi LAT 4-year measurement of the isotropic gamma-ray background [J].
Ackermann, M. ;
Ajello, M. ;
Albert, A. ;
Baldini, L. ;
Barbiellini, G. ;
Bastieri, D. ;
Bechtol, K. ;
Bellazzini, R. ;
Bissaldi, E. ;
Bloom, E. D. ;
Bonino, R. ;
Bregeon, J. ;
Bruel, P. ;
Buehler, R. ;
Buson, S. ;
Caliandro, G. A. ;
Cameron, R. A. ;
Caragiulo, M. ;
Caraveo, P. A. ;
Cecchi, C. ;
Charles, E. ;
Chekhtman, A. ;
Chiang, J. ;
Chiaro, G. ;
Ciprini, S. ;
Claus, R. ;
Cohen-Tanugi, J. ;
Conrad, J. ;
Cuoco, A. ;
Cutini, S. ;
D'Ammando, F. ;
de Angelis, A. ;
de Palma, F. ;
Dermer, C. D. ;
Digel, S. W. ;
Drell, P. S. ;
Drlica-Wagner, A. ;
Favuzzi, C. ;
Ferrara, E. C. ;
Franckowiak, A. ;
Fukazawa, Y. ;
Funk, S. ;
Fusco, P. ;
Gargano, F. ;
Gasparrini, D. ;
Giglietto, N. ;
Giordano, F. ;
Giroletti, M. ;
Godfrey, G. ;
Guiriec, S. .
JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 2015, (09)
[6]   Improved Constraints on Sterile Neutrino Mixing from Disappearance Searches in the MINOS, MINOS+, Daya Bay, and Bugey-3 Experiments [J].
Adamson, P. ;
An, F. P. ;
Anghel, I. ;
Aurisano, A. ;
Balantekin, A. B. ;
Band, H. R. ;
Barr, G. ;
Bishai, M. ;
Blake, A. ;
Blyth, S. ;
Cao, G. F. ;
Cao, J. ;
Cao, S. V. ;
Carroll, T. J. ;
Castromonte, C. M. ;
Chang, J. F. ;
Chang, Y. ;
Chen, H. S. ;
Chen, R. ;
Chen, S. M. ;
Chen, Y. ;
Chen, Y. X. ;
Cheng, J. ;
Cheng, Z. K. ;
Cherwinka, J. J. ;
Childress, S. ;
Chu, M. C. ;
Chukanov, A. ;
Coelho, J. A. B. ;
Cummings, J. P. ;
Dash, N. ;
De Rijck, S. ;
Deng, F. S. ;
Ding, Y. Y. ;
Diwan, M. V. ;
Dohnal, T. ;
Dolzhikov, D. ;
Dove, J. ;
Dvorak, M. ;
Dwyer, D. A. ;
Evans, J. J. ;
Feldman, G. J. ;
Flanagan, W. ;
Gabrielyan, M. ;
Gallo, J. P. ;
Germani, S. ;
Gomes, R. A. ;
Gonchar, M. ;
Gong, G. H. ;
Gong, H. .
PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2020, 125 (07)
[7]   Limits on dark matter annihilation in the sun using the ANTARES neutrino telescope [J].
Adrian-Martineza, S. ;
Albert, A. ;
Andre, M. ;
Anton, G. ;
Ardid, M. ;
Aubert, J. -J. ;
Avgitas, T. ;
Baret, B. ;
Barrios-Marti, J. ;
Basa, S. ;
Bertin, V. ;
Biagi, S. ;
Bormuth, R. ;
Bouwhuis, M. C. ;
Bruijn, R. ;
Brunner, J. ;
Busto, J. ;
Capone, A. ;
Caramete, L. ;
Carr, J. ;
Celli, S. ;
Chiarusi, T. ;
Circella, M. ;
Coleiro, A. ;
Coniglione, R. ;
Costantini, H. ;
Coyle, P. ;
Creusot, A. ;
Deschamps, A. ;
De Bonis, G. ;
Distefano, C. ;
Donzaud, C. ;
Dornic, D. ;
Drouhin, D. ;
Eberl, T. ;
El Bojaddaini, I. ;
Elsaesser, D. ;
Enzenhofer, A. ;
Fehn, K. ;
Felis, I. ;
Fusco, L. A. ;
Galata, S. ;
Gay, P. ;
Geisselsoeder, S. ;
Geyer, K. ;
Giordano, V. ;
Gleixner, A. ;
Glotin, H. ;
Gracia-Ruiz, R. ;
Graf, K. .
PHYSICS LETTERS B, 2016, 759 :69-74
[8]   Sensitivity of the IceCube detector to astrophysical sources of high energy muon neutrinos [J].
Ahrens, J ;
Bahcall, JN ;
Bai, X ;
Bay, RC ;
Becka, T ;
Becker, KH ;
Berley, D ;
Bernardini, E ;
Bertrand, D ;
Besson, DZ ;
Biron, A ;
Blaufuss, E ;
Boersma, DJ ;
Böser, S ;
Bohm, C ;
Botner, O ;
Bouchta, A ;
Bouhali, O ;
Burgess, T ;
Carithers, W ;
Castermans, T ;
Cavin, J ;
Chinowsky, W ;
Chirkin, D ;
Collin, B ;
Conrad, J ;
Cooley, J ;
Cowen, DF ;
Davour, A ;
De Clercq, C ;
DeYoung, T ;
Desiati, P ;
Ehrlich, R ;
Ellsworth, RW ;
Evenson, PA ;
Fazely, AR ;
Feser, T ;
Gaisser, TK ;
Gallagher, J ;
Ganugapati, R ;
Geenen, H ;
Goldschmidt, A ;
Goodman, JA ;
Gunasingha, RM ;
Hallgren, A ;
Halzen, F ;
Hanson, K ;
Hardtke, R ;
Hauschildt, T ;
Hays, D .
ASTROPARTICLE PHYSICS, 2004, 20 (05) :507-532
[9]   Parton distribution functions, αs, and heavy-quark masses for LHC Run II [J].
Alekhin, S. ;
Bluemlein, J. ;
Moch, S. ;
Placakyte, R. .
PHYSICAL REVIEW D, 2017, 96 (01)
[10]   Search for signatures of sterile neutrinos with Double Chooz [J].
Almazan, H. ;
dos Anjos, J. C. ;
Appel, S. ;
Barriere, J. C. ;
Bekman, I ;
Bezerra, T. J. C. ;
Bezrukov, L. ;
Blucher, E. ;
Brugiere, T. ;
Buck, C. ;
Busenitz, J. ;
Cabrera, A. ;
Cerrada, M. ;
Chauveau, E. ;
Chimenti, P. ;
Corpace, O. ;
Dawson, J., V ;
Djurcic, Z. ;
Etenko, A. ;
Furuta, H. ;
Gil-Botella, I ;
Givaudan, A. ;
Gomez, H. ;
Gonzalez, L. F. G. ;
Goodman, M. C. ;
Hara, T. ;
Haser, J. ;
Hellwig, D. ;
Heuermann, L. ;
Hourlier, A. ;
Ishitsuka, M. ;
Jochum, J. ;
Jollet, C. ;
Kale, K. ;
Kaneda, M. ;
Karakac, M. ;
Kawasaki, T. ;
Kemp, E. ;
de Kerret, H. ;
Kryn, D. ;
Kuze, M. ;
Lachenmaier, T. ;
Lane, C. E. ;
Lasserre, T. ;
Lastoria, C. ;
Lhuillier, D. ;
Lima, H. P., Jr. ;
Lindner, M. ;
LoSecco, J. M. ;
Lubsandorzhiev, B. .
EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C, 2021, 81 (08)