Lineare Antworttheorie für Licht-Dunkle Materie-Elektron-Streuung in Materialien

Wir kombinieren die nichtrelativistische Effekt-Theorie der Dunklen Materie (DM)-Elektron-Interaktionen mit der linearen Antworttheorie, um ein Formalismus zu erhalten, der die Abschirmung und kollektiven Anregungen in den durch DM induzierten elektronischen Übergangsrate-Berechnungen für allgemeine DM-Elektron-Interaktionen vollständig berücksichtigt. So wie die Antwort eines dielektrischen Materials auf ein externes elektrisches Feld in der Elektrodynamik durch die dielektrische Funktion beschrieben wird, wird in unserem Formalismus die Antwort eines Detektormaterials auf eine DM-Störung durch eine Menge beschrieben, die direkt mit Dichten und Strömen verbunden werden kann, die sich aus der nichtrelativistischen Erweiterung des Dirac-Hamiltonians ergeben. Wir wenden unser Formalismus an, um die Empfindlichkeit nicht-spin-polarisierter Detektoren zu bewerten, und stellen fest, dass In-Medium-Effekte die experimentelle Empfindlichkeit signifikant beeinflussen, wenn DM mit der Elektronendichte des Detektors koppelt, während sie von anderen Dichten und Strömen entkoppelt ist. Unser Formalismus kann unkompliziert auf den Fall von spin-polarisierten Materialien erweitert werden. Veröffentlicht von der American Physical Society 2024.