XMASS-I探测器搜寻次GeV级暗物质：无明显年度调制信号

本文主要探讨了使用XMASS-I探测器进行次GeV（0.32-1 GeV）暗物质搜索的方法，特别是在通过观测年度调制信号来寻找这种未被直接观测到的粒子。XMASS-I是一个单相液态氙（LXe）探测器，其设计特别适合于低能量事件的探测，比如非弹性核散射伴随的bremsstrahlung辐射，这可以作为暗物质与原子核相互作用的迹象。 实验在Physics Letters B期刊上发表，第795期，具体文章范围是308-313页。该研究团队来自日本的Kamioka天文台、宇宙线研究机构以及东京大学，还有韩国基础科学研究所、名古屋大学的空间地球环境研究中心等国际合作伙伴。这些机构共同参与了这项对暗物质搜索的重要实验。 XMASS-I项目的有效时间达到了2.8年（对应于日历时间的3.5年），这意味着实验组获得了总计约2.38吨年的数据积累，这对于探测微弱的暗物质信号至关重要。暗物质的年度调制现象是指其在地球轨道上随时间变化的密度分布可能会导致探测器在不同季节接收到的暗物质事件有所差异，这是寻找暗物质的一种间接手段。 然而，经过仔细分析，研究团队并未观察到明显的年度调制信号。他们报告的置信度为90%，这意味着在统计上，没有足够的证据表明他们已经发现了暗物质。这进一步证实了当前对暗物质性质和存在的理论挑战，并可能推动对更低能量范围、更高精度探测技术的需求。 这篇论文不仅介绍了实验设计、数据处理和分析方法，还展示了在次GeV暗物质探索领域的一次重要尝试，尽管结果暂无阳性发现，但它对于拓展我们的暗物质搜索策略和理解宇宙的物质构成具有重要意义。