定向直接检测实验确定暗物质自旋

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如果暗物质的自旋为0，则只有两个WIMP-核子相互作用算子可以作为暗物质-夸克相互作用的可归一化单介体模型的非相对论性简化而成为主导算子。基于这一至关重要的观察，我们表明，在下一代定向检测实验中，约有100个信号事件足以使自旋0暗物质假设获得2σ抑制，从而有利于暗物质粒子具有自旋1/2或自旋的其他假设。在这种情况下，方向敏感性至关重要，因为核后坐力方向的各向异性模式取决于暗物质粒子的自旋。为了进行比较，对于质量为100 GeV的WIMP和WIMP氟散射截面为0.25 pb的CF4检测器，在30托的压力下工作，预期暴露约26,000立方米检测器天，预计会有约100个信号事件。可比的曝光量需要一组立方米时间投影室探测器。

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