Production of High-Energy Solar Neutrinos in a Dark Matter Model

Abstract

En este trabajo hemos estudiado un modelo de partícula exótica que po dría explicar la materia oscura del universo. Primero hemos introducido brevemente nuestro modelo de universo, conocido como ΛCDM, y hemos revisado las condiciones que debe reunir un candidato viable a ser la mate ria oscura. Luego hemos definido nuestro modelo, donde los ingredientes básicos son una WIMP fermiónica χ con una masa entre 50 y 1000 GeV que se acopla con la materia ordinaria sólo a través del bosón de Higgs y un neutrino estéril de Dirac N con una masa similar. El neutrino estéril in troduce acoplos de Yukawa con el Higgs de tipo hNν, lo que implicaría la producción de de neutrinos monocromáticos en la aniquilación de la mate ria oscura, χχ¯ → Nν. Por último, calculamos el flujo de neutrinos de alta energía que podría producir este tipo de materia oscura tras ser atrapada por el Sol. Los flujos solares de alta energía son buscados en telescopios de neutrinos como KM3NeT. Finalmente, mencionar que, dados los buenos resultados obtenidos, estamos preparando un artículo, que esperamos tener listo en unas semanas.

In this paper we have studied an exotic particle model that could explain the dark matter (DM) in the Universe. First of all, we have introduced our Universe model, known as ΛCDM, and we have reviewed the conditions that a DM candidate must have. Later, we have defined our own model, where the basic ingredients are a fermionic WIMP χ with a mass between 50 and 1000 GeV that couples to ordinary matter only through Higgs bo son, and a sterile Dirac neutrino N with a similar mass. The sterile neutrino introduces Yukawa couplings with the Higgs boson such as hN ν, which would imply the production of monochromatic neutrinos in DM annihila tion χ χ¯ → N ν. Eventually, we calculate the high energy neutrino flux that could be produced DM after being trapped at the Sun. The solar high en ergy neutrino fluxes are searched in neutrino telescopes such as KM3NeT. Finally, to mention that following the good results obtained, we are prepar ing a paper that we hope to have ready in a few wee