在COSINE-100实验中搜寻玻色型超弱相互作用大质量粒子
Search for bosonic super-weakly interacting massive particles at COSINE-100
AI总结：
本研究利用COSINE实验97.7千克·年曝光量，首次结合类康普顿与吸收过程搜寻keV级暗物质候选玻色型超弱相互作用大质量粒子，在10 keV/c²到1 MeV/c²质量范围未发现信号，并提升了百keV/c²以上质量区间的耦合常数90%置信水平排除限。
摘要：
我们基于COSINE实验97.7千克·年的曝光量，呈现了作为keV量级暗物质候选体的玻色型超弱相互作用大质量粒子（BSW）的搜寻结果。本次搜寻首次同时采用类康普顿过程以及吸收过程，针对赝标量和矢量BSW开展研究。在10 keV/c²到1 MeV/c²的质量范围内未发现BSW存在的证据，我们给出了90%置信水平下，赝标量BSW与电子的无量纲耦合常数gₐₑ、以及矢量BSW与电子的无量纲耦合常数κ的排除限。结果表明，对于质量在O(100 keV/c²)以上的BSW，纳入类康普顿过程后这些排除限得到了提升。
英文摘要：
We present results of a search for bosonic super-weakly interacting massive particles (BSW) as keV scale dark matter candidates that is based on an exposure of 97.7 kg$\cdot$year from the COSINE experiment. In this search, we employ, for the first time, Compton-like as well as absorption processes for pseudoscalar and vector BSWs. No evidence for BSWs is found in the mass range from 10 $\mathrm{keV/c}^2$ to 1 $\mathrm{MeV/c}^2$, and we present the exclusion limits on the dimensionless coupling constants to electrons $g_{ae}$ for pseudoscalar and $κ$ for vector BSWs at 90% confidence level. Our results show that these limits are improved by including the Compton-like process in masses of BSW, above $\mathcal{O}(100\,\mathrm{keV/c}^2)$.
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