Limits to gauge coupling in the dark sector set by the non-observation of instanton-induced decay of Super-Heavy Dark Matter in the Pierre Auger Observatory data - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2023

Limits to gauge coupling in the dark sector set by the non-observation of instanton-induced decay of Super-Heavy Dark Matter in the Pierre Auger Observatory data

P. Abreu , M. Aglietta , Justin M. Albury , I. Allekotte , K. Almeida Cheminant , A. Almela , R. Aloisio , J. Alvarez-Muñiz , R. Alves Batista , J. Ammerman Yebra , G.A. Anastasi , L. Anchordoqui , B. Andrada , S. Andringa , C. Aramo , P.R. Araújo Ferreira , E. Arnone , J.C. Arteaga Velázquez , H. Asorey , P. Assis , G. Avila , E. Avocone , A.M. Badescu , A. Bakalova , A. Balaceanu , F. Barbato , Jose A. Bellido , C. Berat (1) , M.E. Bertaina , G. Bhatta , P.L. Biermann , V. Binet , K. Bismark , T. Bister , J. Biteau (2, 3) , J. Blazek , C. Bleve (1) , J. Blümer , M. Boháčová , D. Boncioli , C. Bonifazi , L. Bonneau Arbeletche , N. Borodai , A.M. Botti , J. Brack , T. Bretz , P. Gabriel Brichetto Orchera , F.L. Briechle , P. Buchholz , A. Bueno , S. Buitink , M. Buscemi , M. Büsken , Karen S. Caballero-Mora , L. Caccianiga , F. Canfora , I. Caracas , R. Caruso , A. Castellina , F. Catalani , G. Cataldi , L. Cazon , M. Cerda , J.A. Chinellato , J. Chudoba , L. Chytka , Roger W. Clay , A.C. Cobos Cerutti , R. Colalillo , A. Coleman , M.R. Coluccia , R. Conceição , A. Condorelli , G. Consolati , F. Contreras , F. Convenga , D. Correia dos Santos , C.E. Covault , S. Dasso , K. Daumiller , Bruce R. Dawson , Jarryd A. Day , Rogerio M. de Almeida , J. de Jesús , Sijbrand J. de Jong , J.R.T. de Mello Neto , I. de Mitri , J. de Oliveira , D. de Oliveira Franco , F. de Palma , V. de Souza , E. de Vito , A. del Popolo , M. del Río , O. Deligny (2, 3) , L. Deval , A. Di Matteo , M. Dobre , C. Dobrigkeit , J.C. d'Olivo , L.M. Domingues Mendes , R.C. dos Anjos , M.T. Dova , J. Ebr , R. Engel , I. Epicoco , M. Erdmann , Carlos O. Escobar , A. Etchegoyen , H. Falcke , J. Farmer , G. Farrar , A.C. Fauth , N. Fazzini , F. Feldbusch , F. Fenu , B. Fick , J.M. Figueira , A. Filipčič , T. Fitoussi , T. Fodran , T. Fujii , A. Fuster , C. Galea , C. Galelli , B. García , A.L. Garcia Vegas , H. Gemmeke , F. Gesualdi , A. Gherghel-Lascu , P.L. Ghia (2, 3) , U. Giaccari , M. Giammarchi , J. Glombitza , F. Gobbi , F. Gollan , G. Golup , M. Gómez Berisso , Primo F. Gómez Vitale , J.P. Gongora , J.M. González , N. González , I. Goos , D. Góra , A. Gorgi , M. Gottowik , Trent D. Grubb , F. Guarino , G.P. Guedes , E. Guido , S. Hahn , P. Hamal , M.R. Hampel , P. Hansen , D. Harari , Violet M. Harvey , A. Haungs , T. Hebbeker , D. Heck , Gary C. Hill , C. Hojvat , J.R. Hörandel , P. Horvath , M. Hrabovský , T. Huege , A. Insolia , P.G. Isar , P. Janecek , Jeffrey A. Johnsen , J. Jurysek , A. Kääpä , K.H. Kampert , B. Keilhauer , A. Khakurdikar , V.V. Kizakke Covilakam , H.O. Klages , M. Kleifges , J. Kleinfeller , F. Knapp , N. Kunka , Bruno L. Lago , N. Langner , M.A. Leigui de Oliveira , V. Lenok , A. Letessier-Selvon (4) , I. Lhenry-Yvon (2, 3) , D. Lo Presti , L. Lopes , R. López , L. Lu , Q. Luce , J.P. Lundquist , A. Machado Payeras , G. Mancarella , D. Mandat , Bradley C. Manning , J. Manshanden , P. Mantsch , S. Marafico (2, 3) , F.M. Mariani , A.G. Mariazzi , Ioana Mariş , G. Marsella , D. Martello , S. Martinelli , O. Martínez Bravo , M. Mastrodicasa , H.J. Mathes , J. Matthews , G. Matthiae , E. Mayotte , S. Mayotte , P.O. Mazur , G. Medina-Tanco , D. Melo , A. Menshikov , S. Michal , M.I. Micheletti , L. Miramonti , S. Mollerach , F. Montanet (1) , L. Morejon , C. Morello , M. Mostafá , Ana L. Müller , M.A. Muller , K. Mulrey , R. Mussa , M. Muzio , Wilson M. Namasaka , A. Nasr-Esfahani , L. Nellen , G. Nicora , M. Niculescu-Oglinzanu , M. Niechciol , D. Nitz , I. Norwood , D. Nosek , V. Novotny , L. Nožka , A. Nucita , L.A. Núñez , C. Oliveira , M. Palatka , J. Pallotta , P. Papenbreer , G. Parente , A. Parra , J. Pawlowsky , M. Pech , Jan Pękala , R. Pelayo , J. Peña-Rodriguez , E.E. Pereira Martins , J. Perez Armand , C. Pérez Bertolli , L. Perrone , S. Petrera , C. Petrucci , T. Pierog , M. Pimenta , V. Pirronello , M. Platino , B. Pont , M. Pothast , P. Privitera , M. Prouza , A. Puyleart , S. Querchfeld , J. Rautenberg , D. Ravignani , M. Reininghaus , J. Ridky , F. Riehn , M. Risse , V. Rizi , W. Rodrigues de Carvalho , J. Rodriguez Rojo , Matías J. Roncoroni , S. Rossoni , M. Roth , E. Roulet , A.C. Rovero , P. Ruehl , A. Saftoiu , M. Saharan , F. Salamida , H. Salazar , G. Salina , J.D. Sanabria Gomez , F. Sánchez , Edivaldo Moura Santos , Eva Santos , F. Sarazin , R. Sarmento , C. Sarmiento-Cano , R. Sato , P. Savina , Christoph M. Schäfer , V. Scherini , H. Schieler , M. Schimassek , M. Schimp , F. Schlüter , D. Schmidt , O. Scholten , H. Schoorlemmer , P. Schovánek , Frank G. Schröder , J. Schulte , T. Schulz , S.J. Sciutto , M. Scornavacche , A. Segreto , S. Sehgal , Ronald C. Shellard , G. Sigl , G. Silli , O. Sima , R. Smau , R. Smída , P. Sommers , Jorge F. Soriano , R. Squartini , M. Stadelmaier , D. Stanca , S. Stanič , J. Stasielak , P. Stassi (1) , A. Streich , M. Suárez-Durán , T. Sudholz , T. Suomijärvi (2, 3) , A. Daniel Supanitsky , Z. Szadkowski , A. Tapia , C. Taricco , C. Timmermans , O. Tkachenko , P. Tobiska , Carlos J. Todero Peixoto , B. Tomé , Z. Torrès (1) , A. Travaini , P. Travnicek , C. Trimarelli , M. Tueros , R. Ulrich , M. Unger , L. Vaclavek , M. Vacula , Jose F. Valdés Galicia , L. Valore , E. Varela , A. Vásquez-Ramírez , D. Veberič , C. Ventura , Indira D. Vergara Quispe , V. Verzi , J. Vicha , J. Vink , S. Vorobiov , H. Wahlberg , C. Watanabe , A.A. Watson , A. Weindl , L. Wiencke , H. Wilczynski , D. Wittkowski , B. Wundheiler , A. Yushkov , O. Zapparrata , E. Zas , D. Zavrtanik , M. Zavrtanik , L. Zehrer
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  • Fonction : Auteur
M. Zavrtanik
  • Fonction : Auteur
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Résumé

We investigate instanton-induced decay processes of super-heavy dark matter particles $X$ produced during the inflationary epoch. Using data collected at the Pierre Auger Observatory we derive a bound on the reduced coupling constant of gauge interactions in the dark sector: $\alpha_X^{\rm eff} \lesssim 0.09$, for $10^{10} < M_X/{\rm GeV} < 10^{16}$. We show that this upper limit on $\alpha_X^{\rm eff}$ is complementary to that obtained from the non-observation of tensor modes in the cosmic microwave background.

Dates et versions

hal-03749013 , version 1 (10-08-2022)

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Citer

P. Abreu, M. Aglietta, Justin M. Albury, I. Allekotte, K. Almeida Cheminant, et al.. Limits to gauge coupling in the dark sector set by the non-observation of instanton-induced decay of Super-Heavy Dark Matter in the Pierre Auger Observatory data. Physical Review Letters, 2023, 130 (6), pp.061001. ⟨10.1103/PhysRevLett.130.061001⟩. ⟨hal-03749013⟩
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