Search for sharp and smooth spectral signatures of μνSSM gravitino dark matter with Fermi-LAT
Search for sharp and smooth spectral signatures of μνSSM gravitino dark matter with Fermi-LAT
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使用 Fermi-LAT 搜索 μνSSM 引力暗物质的清晰且平滑的光谱特征
DOI：
10.1088/1475-7516/2017/03/047
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发表时间：
2016
影响因子：
6.4
通讯作者：
R. R. de Austri
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
G. Gómez;D. López;C. Muñoz;A. D. Perez;R. R. de Austri
μν单粒子物理模型解决了超对称模型的μ问题，通过与ν的S右手中微子的耦合，简单地重现了中微子数据。考虑到这些耦合明确地破坏了R宇称，引力子是μν单粒子模型中衰变暗物质的一个自然候选者。在这项工作中，我们对μν单模引力暗物质的γ-射线观测探测进行了全面的分析。除了两体衰变产生一条尖锐的线条外，我们在分析中还包括了产生平滑光谱特征的三体衰变。考虑到中微子数据必须被重现，我们首先对μν单粒子物理模型的低能参数空间进行了深入的探索。然后，我们将模型预测的γ-射线通量与费米-LAT观测结果进行了比较。特别是，利用50个月的数据得出的河外漫射γ射线总本底的95%CL上限，以及使用69.9个月的数据进行的最新分析得出的线发射上限。对于Bino和Wino质量的标准值，质量大于约4GeV或寿命小于约1028GeV的引力星产生的通量太大，被排除在暗物质候选者之外。然而，当考虑高吉诺质量值较大且接近的限制场景时，约束变得不那么严格，不包括大于17GeV的质量和小于4×10~(25)S寿命的质量。
The μνSSM solves the μ problem of supersymmetric models and reproduces neutrino data, simply using couplings with right-handed neutrinos ν's. Given that these couplings break explicitly R parity, the gravitino is a natural candidate for decaying dark matter in the μνSSM. In this work we carry out a complete analysis of the detection of μνSSM gravitino dark matter through γ-ray observations. In addition to the two-body decay producing a sharp line, we include in the analysis the three-body decays producing a smooth spectral signature. We perform first a deep exploration of the low-energy parameter space of the μνSSM taking into account that neutrino data must be reproduced. Then, we compare the γ-ray fluxes predicted by the model with Fermi-LAT observations. In particular, with the 95% CL upper limits on the total diffuse extragalactic γ-ray background using 50 months of data, together with the upper limits on line emission from an updated analysis using 69.9 months of data. For standard values of bino and wino masses, gravitinos with masses larger than about 4 GeV, or lifetimes smaller than about 1028 s, produce too large fluxes and are excluded as dark matter candidates. However, when limiting scenarios with large and close values of the gaugino masses are considered, the constraints turn out to be less stringent, excluding masses larger than 17 GeV and lifetimes smaller than 4 × 1025 s.
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