Zerfallende leptophile Dunkle Materie bei IceCube

Wir präsentieren eine neuartige Interpretation der hochenergetischen Neutrinoereignisse von IceCube (mit Energien über 60 TeV) in Bezug auf einen extraterrestrischen Fluss, der auf zwei verschiedene Beiträge zurückzuführen ist: einen Fluss, der von bekannten astrophysikalischen Quellen stammt und die Beobachtungen von IceCube bis zu einigen Hundert TeV dominiert, und eine neue Flusskomponente, bei der die energieeffizientesten Neutrinos aus den leptophilen Drei-Körper-Zerfällen von Dunkle Materie-Partikeln mit einer Masse von wenigen PeV stammen. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen bieten wir zwei Beispiele für elementare Teilchenmodelle, die keine extrem kleinen Kopplungskonstanten erfordern. Wir finden die Vereinbarkeit der theoretischen Vorhersagen mit den Ergebnissen von IceCube, wenn der astrophysikalische Fluss einen cutoff der Größenordnung von 100 TeV (gebrochene Potenzgesetze) hat. In diesem Fall stammt der energischste Teil des Spektrums (PeV-Neutrinos) von einer zusätzlichen Komponente wie dem Zerfall einer sehr massiven Dunkle Materie-Komponente. Aufgrund der geringen Statistik, die uns zur Verfügung steht, haben wir der Einfachheit halber die Äquivalenz zwischen abgegebener und Neutrinoenergie berücksichtigt; jedoch beeinflusst diese Annäherung die qualitativen Ergebnisse nicht dramatisch. Natürlich ist ein rein astrophysikalischer Ursprung des Neutrinoflusses (kein cutoff in der Energie unterhalb der PeV-Skala - ungebrochene Potenzgesetze) weiterhin erlaubt. Falls zukünftige Daten das Vorhandensein eines scharfen Cutoffs über wenigen PeV bestätigen, würde dies für eine Interpretation als Dunkle Materie sprechen.