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Constraints on metastable superheavy dark matter coupled to sterile neutrinos with the Pierre Auger Observatory

Pierre Auger Collaboration; Abdul Halim, A.; Abreu, P.; Aglietta, M.; Allekotte, I.; Almeida Cheminant, K.; Almela, A.; Aloisio, R.; Alvarez-Muñiz, J.; Ammerman Yebra, J.; Anastasi, G. A.; Anchordoqui, L.; Andrada, B.; Andringa, S.; Apollonio, L.; Aramo, C.; Araújo Ferreira, P. R.; Arnone, E.; Arteaga Velázquez, J. C.; ... mehr

Abstract:

Dark matter particles could be superheavy, provided their lifetime is much longer than the age of the Universe. Using the sensitivity of the Pierre Auger Observatory to ultrahigh energy neutrinos and photons, we constrain a specific extension of the Standard Model of particle physics that meets the lifetime requirement for a superheavy particle by coupling it to a sector of ultralight sterile neutrinos. Our results show that, for a typical dark coupling constant of 0.1, the mixing angle 𝜃𝑚 between active and sterile neutrinos must satisfy, roughly, 𝜃𝑚≲1.5×10−6⁢(𝑀𝑋/109  GeV)−2 for a mass 𝑀𝑋 of the dark-matter particle between 108  GeV and 1011  GeV.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000171233
Veröffentlicht am 03.06.2024
Originalveröffentlichung
DOI: 10.1103/PhysRevD.109.L081101
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Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Astroteilchenphysik (IAP)
Institut für Experimentelle Teilchenphysik (ETP)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Publikationstyp Zeitschriftenaufsatz
Publikationsmonat/-jahr 04.2024
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2470-0010, 2470-0029
KITopen-ID: 1000171233
Erschienen in Physical Review D
Verlag American Physical Society (APS)
Band 109
Heft 8
Seiten Art.-Nr.: L081101
Bemerkung zur Veröffentlichung Gefördert durch SCOAP3
Vorab online veröffentlicht am 08.04.2024
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