A precision search for WIMPs with charged cosmic rays

被引：118

作者：

Reinert, Annika ^{[1
,2
]}

Winkler, Martin Wolfgang ^{[3
,4
]}

机构：

[1] Univ Bonn, Bethe Ctr Theoret Phys, Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany

[2] Univ Bonn, Phys Inst, Nussallee 12, D-53115 Bonn, Germany

[3] KTH Royal Inst Technol, NORDITA, Roslagstullsbacken 23, S-10691 Stockholm, Sweden

[4] Stockholm Univ, Roslagstullsbacken 23, S-10691 Stockholm, Sweden

来源：

JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS | 2018年 / 01期

关键词：

cosmic ray experiments; cosmic ray theory; dark matter experiments; dark matter theory; FRAGMENTATION CROSS-SECTIONS; LIGHT-ELEMENTS LITHIUM; PROTON-INDUCED SPALLATION; HIGH-ENERGY; POSITRON FLUX; RELATIVISTIC NUCLEI; LIQUID-HYDROGEN; BERYLLIUM; C-12; ANTIPROTONS;

D O I：

10.1088/1475-7516/2018/01/055

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

AMS-02 has reached the sensitivity to probe canonical thermal WIMPs by their annihilation into antiprotons. Due to the high precision of the data, uncertainties in the astrophysical background have become the most limiting factor for indirect dark matter detection. In this work we systematically quantify and where possible reduce uncertainties in the antiproton background. We constrain the propagation of charged cosmic rays through the combination of antiproton, BBC and positron data. Cross section uncertainties are determined from a wide collection of accelerator data and are for the first time ever fully taken into account. This allows us to robustly constrain even subdominant dark matter signals through their spectral properties. For a standard NFW dark matter profile we are able to exclude thermal WIMPs with masses up to 570 GeV which annihilate into bottom quarks. While we confirm a reported excess compatible with dark matter of mass around 80 GeV, its local (global) significance only reaches 2.2 sigma (1.1 sigma) in our analysis.

引用

页数：46

共 175 条

[1]

Aamodt K, 2011, EUR PHYS J C, V71, DOI 10.1140/epjc/s10052-011-1655-9

[2] Constraints on cosmological dark matter annihilation from the Fermi-LAT isotropic diffuse gamma-ray measurement [J].

Abdo, A. A. ;

Ackermann, M. ;

Ajello, M. ;

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. ;

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. ;

Cheung, C. C. ;

Chiang, J. ;

Ciprini, S. ;

Claus, R. ;

Cohen-Tanugi, J. ;

Conrad, J. ;

Cutini, S. ;

Dermer, C. D. ;

de Angelis, A. ;

de Palma, F. ;

Digel, S. W. ;

do Couto e Silva, E. ;

Drell, P. S. ;

Dubois, R. ;

Dumora, D. ;

Edmonds, Y. ;

Farnier, C. ;

Favuzzi, C. ;

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Focke, W. B. ;

Fortin, P. .

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Barnby, L. S. ;

Baudot, J. ;

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Beavis, D. R. ;

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Bouchet, J. ;

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[8] FERMI-LAT OBSERVATIONS OF THE DIFFUSE γ-RAY EMISSION: IMPLICATIONS FORCOSMIC RAYS AND THE INTERSTELLAR MEDIUM [J].

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Drlica-Wagner, A. ;

Falletti, L. ;

Favuzzi, C. ;

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PHYSICAL REVIEW C, 2011, 83 (06)

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