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.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | L081101 |
| Journal | Physical Review D |
| Volume | 109 |
| Issue number | 8 |
| DOIs | |
| State | Published - 15 Apr 2024 |
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- A1 article - Q1
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Dive into the research topics of 'Constraints on metastable superheavy dark matter coupled to sterile neutrinos with the Pierre Auger Observatory'. Together they form a unique fingerprint.Cite this
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In: Physical Review D, Vol. 109, No. 8, L081101, 15.04.2024.
Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
TY - JOUR
T1 - Constraints on metastable superheavy dark matter coupled to sterile neutrinos with the Pierre Auger Observatory
AU - (The Pierre Auger Collaboration)
AU - Abdul Halim, A.
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PY - 2024/4/15
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N2 - 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.
AB - 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.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85189948185&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevD.109.L081101
DO - 10.1103/PhysRevD.109.L081101
M3 - Artículo
AN - SCOPUS:85189948185
SN - 2470-0010
VL - 109
JO - Physical Review D
JF - Physical Review D
IS - 8
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