在低温冰中宽范围定向探测轻暗物质
Broad-Range Directional Detection of Light Dark Matter in Cryogenic Ice
AI总结：
提出以六角冰作为轻暗物质直接探测的新靶材，通过单声子探测结合轻暗光子与轻标量介子模型，实现了低至keV质量范围的宽频灵敏度，且高频声子提升了近期实验阈值灵敏度。
摘要：
我们提出六角冰（H$_2$O）作为轻暗物质（DM）直接探测的新靶材。冰作为极性材料，适合通过DM散射进行单声子探测，为此我们考虑了轻暗光子和轻标量介子模型。我们报告了低至DM质量$\sim$keV的速率灵敏度，构成了比其他有前景候选者更宽的质量范围。我们发现，由于高频声子的存在，近期实验阈值具有更好的灵敏度。这些优势以及冰的可用性，使其在单声子探测方面极具前景。
英文摘要：
We propose hexagonal ice (H$_2$O) as a new target for light dark matter (DM) direct detection. Ice, a polar material, is suitable for single phonon detection through DM scattering for which we consider light dark photon and light scalar mediator models. We report a rate sensitivity down to a DM mass of $\sim$keV, constituting a broader mass range than other promising candidates. We find better sensitivity for near-term experimental thresholds from the presence of high-frequency phonons. These advantages, and ice's availability, make it highly promising for single-phonon detection.
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