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Search for Sub-GeV Dark Particles in η →π0+Invisible Decay

2026

Résumé

Using (10087±44)×106 J/ψ events collected with the BESIII detector at the BEPCII collider at the center-of-mass energy of s=3.097 GeV, we report the first search for η→π0S→π0χχ¯ with S denoting an on-shell dark scalar boson and χ an invisible dark matter particle. No significant signals are observed with S mass ranging from 0 to 400 MeV/c2. The upper limits on the branching fractions and the new physics coupling strengths between S and quarks are set to be (1.8-5.5)×10-5 and (1.3-3.2)×10-5 at the 90% confidence level, respectively. The constraints on the dark-matter-nucleon scattering cross section is improved by approximately five orders of magnitude over previous dark-matter-nucleon scattering experiments, providing unique insights into sub-GeV dark matter.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/a0bc530a-378c-47e8-b0f4-0e7fa144ce7d

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Concepts associés (32)

Weakly interacting massive particles

En astrophysique, les WIMPs (acronyme anglais pour Weakly Interacting Massive Particles, pouvant se traduire par « particules massives interagissant faiblement ») sont des particules hypothétiques constituant une solution au problème de la matière noire. En dehors des interactions gravitationnelles, ces particules interagissent très faiblement avec la matière ordinaire (nucléons, électrons), leur section efficace d'interaction est de l'ordre du picobarn.

Matière noire

vignette|redresse=1.1|Répartition de la densité d'énergie de l'Univers après exploitation des premières données du satellite Planck. La matière noire en est une des composantes principales. La matière noire ou matière sombre, est une catégorie de matière hypothétique, invoquée dans le cadre du Modèle ΛCDM pour rendre compte de certaines observations astrophysiques, notamment les estimations de la masse des galaxies ou des amas de galaxies et les propriétés des fluctuations du fond diffus cosmologique.

Baryogénèse

vignette|upright=2|La baryogénèse se serait produite après l'inflation (en beige), mais bien avant la première seconde suivant le Big Bang. Elle se situerait dans les parties jaune-orange du schéma ci-dessus. En cosmologie, le terme baryogénèse désigne une ou des périodes de formation des baryons au sein de l'univers primordial. Ainsi, d'après la théorie du Big Bang, lors des premiers instants de l'Univers, ce dernier était trop chaud pour permettre l'existence de la matière.

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