Constraints on metastable superheavy dark matter coupled to sterile neutrinos with the Pierre Auger Observatory
- Autori: Abdul Halim A.; Abreu P.; Aglietta M.; Allekotte I.; Almeida Cheminant K.; Almela A.; Aloisio R.; Alvarez-Muniz J.; Ammerman Yebra J.; Anastasi G.A.; Anchordoqui L.; Andrada B.; Andringa S.; Apollonio L.; Aramo C.; Araujo Ferreira P.R.; Arnone E.; Arteaga Velazquez J.C.; Assis P.; Avila G.; Avocone E.; Bakalova A.; Barbato F.; Bartz Mocellin A.; Bellido J.A.; Berat C.; Bertaina M.E.; Bhatta G.; Bianciotto M.; Biermann P.L.; Binet V.; Bismark K.; Bister T.; Biteau J.; Blazek J.; Bleve C.; Blumer J.; Bohacova M.; Boncioli D.; Bonifazi C.; Bonneau Arbeletche L.; Borodai N.; Brack J.; Brichetto Orchera P.G.; Briechle F.L.; Bueno A.; Buitink S.; Buscemi M.; Busken M.; Bwembya A.; Caballero-Mora K.S.; Cabana-Freire S.; Caccianiga L.; Campuzano F.; Caruso R.; Castellina A.; Catalani F.; Cataldi G.; Cazon L.; Cerda M.; Cermenati A.; Chinellato J.A.; Chudoba J.; Chytka L.; Clay R.W.; Cobos Cerutti A.C.; Colalillo R.; Coluccia M.R.; Conceicao R.; Condorelli A.; Consolati G.; Conte M.; Convenga F.; Correia Dos Santos D.; Costa P.J.; Covault C.E.; Cristinziani M.; Cruz Sanchez C.S.; Dasso S.; Daumiller K.; Dawson B.R.; De Almeida R.M.; De Jesus J.; De Jong S.J.; De Mello Neto J.R.T.; De Mitri I.; De Oliveira J.; De Oliveira Franco D.; De Palma F.; De Souza V.; De Souza De Errico B.P.; De Vito E.; Del Popolo A.; Deligny O.; Denner N.; Deval L.; Di Matteo A.; Dobre M.; Dobrigkeit C.; D'Olivo J.C.; Domingues Mendes L.M.; Dorosti Q.; Dos Anjos J.C.; Dos Anjos R.C.; Ebr J.; Ellwanger F.; Emam M.; Engel R.; Epicoco I.; Erdmann M.; Etchegoyen A.; Evoli C.; Falcke H.; Farrar G.; Fauth A.C.; Fazzini N.; Feldbusch F.; Fenu F.; Fernandes A.; Fick B.; Figueira J.M.; Filipcic A.; Fitoussi T.; Flaggs B.; Fodran T.; Fujii T.; Fuster A.; Galea C.; Galelli C.; Garcia B.; Gaudu C.; Gemmeke H.; Gesualdi F.; Gherghel-Lascu A.; Ghia P.L.; Giaccari U.; Glombitza J.; Gobbi F.; Gollan F.; Golup G.; Gomez Berisso M.; Gomez Vitale P.F.; Gongora J.P.; Gonzalez J.M.; Gonzalez N.; Gora D.; Gorgi A.; Gottowik M.; Grubb T.D.; Guarino F.; Guedes G.P.; Guido E.; Gulzow L.; Hahn S.; Hamal P.; Hampel M.R.; Hansen P.; Harari D.; Harvey V.M.; Haungs A.; Hebbeker T.; Hojvat C.; Horandel J.R.; Horvath P.; Hrabovsky M.; Huege T.; Insolia A.; Isar P.G.; Janecek P.; Jilek V.; Johnsen J.A.; Jurysek J.; Kampert K.-H.; Keilhauer B.; Khakurdikar A.; Kizakke Covilakam V.V.; Klages H.O.; Kleifges M.; Knapp F.; Kohler J.; Kunka N.; Lago B.L.; Langner N.; Leigui De Oliveira M.A.; Lema-Capeans Y.; Letessier-Selvon A.; Lhenry-Yvon I.; Lopes L.; Lu L.; Luce Q.; Lundquist J.P.; Machado Payeras A.; Majercakova M.; Mandat D.; Manning B.C.; Mantsch P.; Mariani F.M.; Mariazzi A.G.; Maris I.C.; Marsella G.; Martello D.; Martinelli S.; Martinez Bravo O.; Martins M.A.; Mathes H.-J.; Matthews J.; Matthiae G.; Mayotte E.; Mayotte S.; Mazur P.O.; Medina-Tanco G.; Meinert J.; Melo D.; Menshikov A.; Merx C.; Michal S.; Micheletti M.I.; Miramonti L.; Mollerach S.; Montanet F.; Morejon L.; Morello C.; Mulrey K.; Mussa R.; Namasaka W.M.; Negi S.; Nellen L.; Nguyen K.; Nicora G.; Niechciol M.; Nitz D.; Nosek D.; Novotny V.; NoZka L.; Nucita A.; Nunez L.A.; Oliveira C.; Palatka M.; Pallotta J.; Panja S.; Parente G.; Paulsen T.; Pawlowsky J.; Pech M.; P Copyrightkala J.; Pelayo R.; Pereira L.A.S.; Pereira Martins E.E.; Perez Armand J.; Perez Bertolli C.; Perrone L.; Petrera S.; Petrucci C.; Pierog T.; Pimenta M.; Platino M.; Pont B.; Pothast M.; Pourmohammad Shahvar M.; Privitera P.; Prouza M.; Querchfeld S.; Rautenberg J.; Ravignani D.; Reginatto Akim J.V.; Reininghaus M.; Ridky J.; Riehn F.; Risse M.; Rizi V.; Rodrigues De Carvalho W.; Rodriguez E.; Rodriguez Rojo J.; Roncoroni M.J.; Rossoni S.; Roth M.; Roulet E.; Rovero A.C.; Ruehl P.; Saftoiu A.; Saharan M.; Salamida F.; Salazar H.; Salina G.; Sanabria Gomez J.D.; Sanchez F.; Santos E.M.; Santos E.; Sarazin F.; Sarmento R.; Sato R.; Savina P.; Schafer C.M.; Scherini V.; Schieler H.; Schimassek M.; Schimp M.; Schmidt D.; Scholten O.; Schoorlemmer H.; Scho
- Anno di pubblicazione: 2024
- Tipologia: Articolo in rivista
- OA Link: http://hdl.handle.net/10447/667613
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.