Solar atmospheric neutrinos and the sensitivity floor for solar dark matter annihilation searches

被引：29

作者：

Arguelles, C. A. ^{[1
]}

de Wasseige, G. ^{[2
]}

Fedynitch, A. ^{[3
]}

Jones, B. J. P. ^{[4
]}

机构：

[1] MIT, 77 Massachusetts Ave, Cambridge, MA 02139 USA

[2] Vrije Univ Brussel, Pleinlaan 2, B-1050 Brussels, Belgium

[3] Karlsruhe Inst Technol, D-76021 Karlsruhe, Germany

[4] Univ Texas Arlington, 108 Sci Hall,502 Yates St, Arlington, TX 76019 USA

来源：

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS | 2017年 / 07期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

dark matter experiments; dark matter simulations; neutrino astronomy; solar and atmospheric neutrinos; COSMIC-RAY INTERACTIONS; SUN; SPECTRA; OSCILLATIONS; MODEL;

D O I：

10.1088/1475-7516/2017/07/024

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

Cosmic rays interacting in the solar atmosphere produce showers that result in a flux of high-energy neutrinos from the Sun. These form an irreducible background to indirect solar WIMP self-annihilation searches, which look for heavy dark matter particles annihilating into final states containing neutrinos in the Solar core. This background will eventually create a sensitivity floor for indirect WIMP self-annihilation searches analogous to that imposed by low-energy solar neutrino interactions for direct dark matter detection experiments. We present a new calculation of the flux of solar atmospheric neutrinos with a detailed treatment of systematic uncertainties inherent in solar atmospheric shower evolution, and we use this to derive the sensitivity floor for indirect solar WIMP annihilation analyses. We find that the floor lies less than one order of magnitude beyond the present experimental limits on spin-dependent WIMP-proton cross sections for some mass points, and that the high-energy solar atmospheric neutrino flux may be observable with running and future neutrino telescopes.

引用

页数：23

共 80 条

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[Anonymous], MOD PHYS LETT

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