在三个代表性最佳点中,LZ 的自旋无关截面约束最强:40 GeV/c² 处 2.2×10⁻⁴⁸ cm²

原始问题:
暗物质搜索边界
Asked (follow-up):
画在“质量—相互作用强度”参数平面上

数据覆盖 3 个液氙实验(LZ、PandaX-4T、XENONnT)已发表排除曲线上的最低点:WIMP 质量 mχ(GeV/c²)与 90% CL 自旋无关 WIMP—核子散射截面 σ_SI(cm²)。每行由单一论文来源支持,共 2 个独立来源主机;本图比较各实验的最佳点位置,不重建完整排除曲线。

完整的排除曲线通常呈“碗形”:低质量端与高质量端灵敏度变弱、曲线上翘,最低点一般落在约 30–40 GeV/c²。本图只画各实验已发表的最低点,不用线连接不同实验的点,也不外推曲线两端。图中淡色箭头仅示意:按本图纵轴定义(σ_SI 越低约束越强),点所在曲线的上方区域通常被该实验排除,向下为更弱截面、尚未被排除——该方向性依赖于纵轴定义。

LZ 的最佳点 (40 GeV/c²,2.2×10⁻⁴⁸ cm²) 比 PandaX-4T 同质量点低约 7 倍,曝光量 4.2 ±0.1 tonne-years。journals.aps.org
PandaX-4T 的最佳点为 (40 GeV/c²,1.6×10⁻⁴⁷ cm²),曝光量 1.54 tonne·year。arxiv.org
XENONnT 的最佳点在略低质量处:(30 GeV/c²,1.7×10⁻⁴⁷ cm²),与 PandaX-4T 截面几乎持平,曝光量 3.1 tonne-years。arxiv.org
三个最佳点全部落在 30–40 GeV/c² 窗口内,与典型“碗形”排除曲线最低点的位置一致。arxiv.org

数据表

实验mχ (GeV/c²)σ_SI (cm²)置信水平曝光量来源

方法:3/3 行取自各实验已发表的自旋无关 WIMP—核子排除曲线最低点(90% CL),2 个独立来源主机,每个 URL 支持 1/3 行。σ_SI 为 90% 置信水平自旋无关 WIMP—核子散射截面上限(cm²),数值越低约束越强。仅含代表性最佳点,未收录完整排除曲线与其他实验。

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