Как известно, массивные слабовзаимодействующие частицы (WIMPs) являются одними из основных кандидатов на роль реликтовой темной материи (DM). Идея их прямого детектирования базируется на спин-зависимом (SD) и спин-независимом (SI) характере их упругого взаимодействия с ядрами мишеней расположенных на Земле детекторов. В данном обзоре собраны все необходимые формулы и соотношения для вычисления ожидаемой скорости счета событий прямого детектирования частиц DM. Кроме этого, обсуждается важность SD WIMP-ядерного взаимодействия для детектирования темной материи, а также дается обзор всех имеющих отношение к проблеме DM спиновых структурных функций ядра. Для вычисления сечений взаимодействия легчайших нейтралино (в роли частиц DM) с нуклонами используется эффективная низкоэнергетическая версия минимального суперсимметричного расширения стандартной модели (MSSM). Показано, что наличие нижней границы для скорости счета событий прямого детектирования DM обусловлено, главным образом, SD WIMP-нуклонным взаимодействием. По этой причине, чтобы не пропустить DM-сигнал, эксперименты, нацеленные на детектирование частиц DM с рекордной чувствительностью на уровне 10^-5 событий/(кг·сут), должны обязательно иметь в качестве мишени ядра с отличными от нуля спинами. В обзоре также аргументируется предпочтительное использование нового подхода к анализу DM-данных, учитывающего ненулевые значения скалярной и спиновой констант связи WIMP с нуклонами. В рамках этого подхода обсуждаются перспективы экспериментов с высокоспиновым ядром Ge-73. Как известно, пока только в эксперименте DAMA удалось получить первые свидетельства существования частиц DM путем измерения ожидаемой годовой модуляции сигнала. В обзоре рассмотрены некоторые важные следствия этого наблюдения, которые могут быть проверены как в других DM-экспериментах, так и на коллайдерах при сверхвысоких энергиях.

PDF (4.180 Mб)