DM induziu desaparecimento de nêutrons como origem do evento de recuo nuclear LZ

Investigamos o desaparecimento de nêutrons induzido pela matéria escura como uma interpretação do evento de recuo nuclear de alta energia relatado pelo LUX-ZEPLIN. Uma partícula de matéria escura (DM) que chega aniquila um nêutron ligado em um escalar invisível, deixando um núcleo filho recuando.

Para cada estado filha acessível, a cinemática de dois corpos fixa a energia de recuo no limite de velocidade zero, produzindo um espectro de linha ampliado por velocidades de halo. Identificamos regiões de parâmetros para massas DM de referência de 5 e 50 GeV que podem explicar o evento próximo a 248 keV sem produzir eventos em energia mais baixa.

Examinamos as restrições do colisor em uma conclusão ultravioleta ilustrativa e reformulamos os dados do Borexino para restringir os sinais de desexcitação nuclear que os acompanham. De forma mais geral, o desaparecimento de nêutrons induzido por DM fornece uma estrutura para a interpretação de excessos de recuo nuclear localizados em futuros experimentos de detecção direta.

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