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年调制幅度的能量分布

年调制幅度的能量分布. here T=2 /= 1 yr and t 0 = 152.5 day. D E = 0.5 keV bins. (2-6) keV : 清晰的年调制 (6–20) keV : 拟合结果 Sm=0,  2 /dof= 27.5 / 28. 正弦 (Sm) 余弦 (Zm) 年调制幅度的能量分布. 相位 t* 与 2 nd June 的轻微的不同，可以用非热暗物质的贡献（比如 SagDEG stream) 来解释. 相位随能量的变化. Y m , S m. D E = 1 keV bins. 2  errors.

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Presentation Transcript

  1. 年调制幅度的能量分布 hereT=2/=1 yr and t0= 152.5 day DE = 0.5 keV bins (2-6) keV: 清晰的年调制 (6–20) keV: 拟合结果Sm=0,2/dof=27.5/28

  2. 正弦(Sm) 余弦(Zm)年调制幅度的能量分布 相位t*与 2nd June的轻微的不同，可以用非热暗物质的贡献（比如 SagDEG stream)来解释

  3. 相位随能量的变化 Ym, Sm DE = 1 keV bins 2 errors

  4. 运行稳定性 各个参量变化很小，对年调制没有贡献

  5. 系统误差以及边界反应的研究 SourceMain comment Cautious upper limit (90%C.L.) RADON Sealed Cu box in HP Nitrogen atmosphere, <2.510-6 cpd/kg/keV 3-level of sealing, etc. TEMPERATURE Installation is air conditioned+ detectors in Cu housings directly in contact <10-4 cpd/kg/keV with multi-ton shield huge heat capacity + T continuously recorded NOISE Effective full noise rejection near threshold<10-4 cpd/kg/keV ENERGY SCALE Routine + instrinsiccalibrations <1-2 10-4 cpd/kg/keV EFFICIENCIES Regularly measured by dedicated calibrations <10-4 cpd/kg/keV BACKGROUND No modulation above 6 keV; no modulation in the (2-6) keV <10-4 cpd/kg/keV multiple-hits events; this limit includes all possible sources of background SIDE REACTIONS Muon flux variation measured at LNGS <310-5 cpd/kg/keV 而且，都不满足年调制的六大特征 不可能对年调制结果造成影响

  6. I128的影响 • 有人提出I128俘获环境中子，从而产生低能X-rays/Auger electrons,可能对调制产生影响？ • 经过计算，I128的影响(红线)与调制信号(黑线)相比很小

  7. DAMA: May 26th, (146 ± 7)days LVD: July 15th, (185 ± 15)days 边界反应：宇宙线μ子的影响 • MACRO,LVD,Borexino看到了地下宇宙线μ子流强的幅度约为2%年调制变化，而且LVD相位是July 15th(185 ±15days)(显著性>5σ),这是与地球大气温度变化相符合的。比较而言，DAMA相位是May 26th(146±7days)，是与地球速度矢量变化相符合的。两者相差5.6σ。 • 估算得到μ子造成的年调制上限为<310-5 cpd/kg/keV <<年调制量 • single-hit: 年调制只在低能段测到,而没有在>6keV测到 • multiple-hits: 没有测到年调制

  8. DAMA/NaI+LIBRA：年调制，模型无关 single-hit: 2-6keV 8.8σ，满足全部六大暗物质年调制特征 系统误差以及边界反应不可能对年调制结果造成影响 multiple-hits: 没有年调制信号 single-hit：>6keV没有年调制信号 各稳定性参量变化很小，对年调制没有贡献

  9. 年调制信号的物理解释：与多种理论模型相一致，比如年调制信号的物理解释：与多种理论模型相一致，比如 WIMP: SI 100-120 GeV 15 GeV Evans power law N.F.W. θ = 2.435 WIMP: SI & SD 100 GeV 15 GeV Evans power law N.F.W. LDM, bosonic DM mL=0

  10. 年调制信号的物理解释：与多种理论模型相一致，比如iDM年调制信号的物理解释：与多种理论模型相一致，比如iDM DAMA/NaI+DAMA/LIBRA Slices from the 3-dimensional allowed volume • In theInelastic DM (iDM)scenario, WIMPs scatter into an excited state, split from the ground state by an energy comparable to the available kinetic energy of a Galactic WIMP.  - + N  + + N  W has two mass states + , - with  mass splitting Kinematical constraint for iDM iDM interaction on Iodine nuclei

  11. DAMA/LIBRA 下一步工作 • 新的硬件更新：2010底完成，现在正在调试、试运行，主要是更换新的具有更高量子效率的PMT，以此降低阈能，提高灵敏度，从而对各种暗物质物理模型给出更强的限定 • 研究二级效应 • R&D towards a possible 1 ton ULB NaI(Tl) set-up experiment DAMA proposed in 1996

  12. 预计硬件更新后的结果 not-official A low-threshold analysis of CDMS shallow-site data arXiv:1010.4290v1 [astro-ph.CO] 20 Oct 2010

  13. 启示和展望 从DAMA以及其他实验的启示和理论预期来看，今后暗物质直接探测预计会沿着四大方向发展：

  14. 1. 更低阈能、更低本底：两者不可偏废 • CDMSII, COGENT, CRESST 在低阈能的结果与DAMA结果相符，而且都倾向于LDM • 比如：高能所陈勇等提出CCD+低温晶体以降低阈能 • 同时应该努力降低本底，否则对候选事例的判断仍是两难。 不同Mw下的积分事例率 SI SD

  15. 2.自旋相关：“浅矿区”的魅力 CaF2（Eu）/BaF2复合晶体：既侧重自旋相关的观测(F自旋因子最大),又兼顾自旋无关的观测(Ba最重)。

  16. 3. 不同于WIMP的暗物质：关键是新方法 比如axion： • PVLAS： 激光照射磁场的真空，发现激光极化偏转，1–1.5 meV 。 • ADMX: axion dark matter experiment，1.9 μeV to 3.53 μeV • CAST，望远镜观测 solar axion, 第一阶段< 0.02 eV, CAST-II 将在 eV 质量范围 寻找solar axion 。 • x-ray 卫星(Yohkoh、RHESSI、Hinode) 观测太阳x-ray。

  17. 4. 方向性+日调制：下一代 当前暗物质直接探测的根本问题：无法区分本底事例和暗物质作用事例，即使追求“event by event”，也只能靠统计的方法给出概率估计。 →根本的出路在于开发可测核反冲方向、径迹、射程的探测器，通过观测日调制，把WIMP的核反冲与本底中子的核反冲区分开。才能获取WIMP的确切证据。

  18. 方向性 + 日调制 （ cygnus2009Whitepaper） 所有的本底都没有日调制特征。 日调制幅度可高达90%（比较年调制<7%）。 只需要O(10) 事例就可以区分 日调制的暗物质信号和各向同性的本底。 法国MIMAC:气体μTPC, He3,CF4

  19. 谢谢

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