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Neutrino discovery limit of Dark Matter direct detection experiments in the presence of non-standard interactions

Publicado en:Journal Of High Energy Physics. 2018 (7): 019- - 2018-07-03 2018(7), DOI: 10.1007/JHEP07(2018)019

Autores: Gonzalez-Garcia, M C; Maltoni, Michele; Perez-Gonzalez, Yuber F; Funchal, Renata Zukanovich

Afiliaciones

ICREA, Pg Lluis Co 23, Barcelona 08010, Spain - Autor o Coautor
Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats - Autor o Coautor
Stony Brook University - Autor o Coautor
SUNY Stony Brook, CN Yang Inst Theoret Phys, Stony Brook, NY 11794 USA - Autor o Coautor
UAM, CSIC, Inst Fis Teor, Calle Nicolas Cabrera 13-15, E-28049 Madrid, Spain - Autor o Coautor
UNESP-Universidade Estadual Paulista - Autor o Coautor
Univ Barcelona, Dept Fis Quant & Astrofis, Diagonal 647, E-08028 Barcelona, Spain - Autor o Coautor
Univ Barcelona, Inst Ciencies Cosmos, Diagonal 647, E-08028 Barcelona, Spain - Autor o Coautor
Univ Estadual Paulista, ICTP South Amer Inst Fundamental Res, Rua Dr Bento T Ferraz 271, BR-01140070 Sao Paulo, Brazil - Autor o Coautor
Univ Estadual Paulista, Inst Fis Teor, Rua Dr Bento T Ferraz 271, BR-01140070 Sao Paulo, Brazil - Autor o Coautor
Univ Sao Paulo, Inst Fis, Dept Fis Matemat, R Matao 1371, BR-05508090 Sao Paulo, Brazil - Autor o Coautor
Universidad Autónoma de Madrid - Autor o Coautor
Universidade de Sao Paulo - USP - Autor o Coautor
Universitat de Barcelona - Autor o Coautor
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Resumen

© 2018, The Author(s). The detection of coherent neutrino-nucleus scattering by the COHERENT collaboration has set on quantitative grounds the existence of an irreducible neutrino background in direct detection searches of Weakly Interacting Massive Dark Matter candidates. This background leads to an ultimate discovery limit for these experiments: a minimum Dark Matter interaction cross section below which events produced by the coherent neutrino scattering will mimic the Dark Matter signal, the so-called neutrino floor. In this work we study the modification of such neutrino floor induced by non-standard neutrino interactions within their presently allowed values by the global analysis of oscillation and COHERENT data. By using the full likelihood information of such global analysis we consistently account for the correlated effects of non-standard neutrino interactions both in the neutrino propagation in matter and in its interaction in the detector. We quantify their impact on the neutrino floor for five future experiments: DARWIN (Xe), ARGO (Ar), Super-CDMS HV (Ge and Si) and CRESST phase III (CaWO4). Quantitatively, we find that non-standard neutrino interactions allowed at the 3σ level can result in an increase of the neutrino floor of up to a factor ∼ 5 with respect to the Standard Model expectations and impact the expected sensitivities of the ARGO, CRESST phase III and DARWIN experiments.

Palabras clave

Beyond standard modelCp-violationElectron-neutrinoFluxModelNeutrino physicsNuclear-power-plantOscillation experimentPhysicsReactorScatteringSolar and atmospheric neutrinos

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista Journal Of High Energy Physics debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2018, se encontraba en la posición 5/29, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Physics, Particles & Fields.

Desde una perspectiva relativa, y atendiendo al indicador del impacto normalizado calculado a partir de las Citas Mundiales proporcionadas por WoS (ESI, Clarivate), arroja un valor para la normalización de citas relativas a la tasa de citación esperada de: 2.69. Esto indica que, de manera comparada con trabajos en la misma disciplina y en el mismo año de publicación, lo ubica como trabajo citado por encima de la media. (fuente consultada: ESI 14 Nov 2024)

Esta información viene reforzada por otros indicadores del mismo tipo, que aunque dinámicos en el tiempo y dependientes del conjunto de citaciones medias mundiales en el momento de su cálculo, coinciden en posicionar en algún momento al trabajo, entre el 50% más citados dentro de su temática:

  • Media Ponderada del Impacto Normalizado de la agencia Scopus: 3.44 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 21.78 (fuente consultada: Dimensions Jun 2025)

De manera concreta y atendiendo a las diferentes agencias de indexación, el trabajo ha acumulado, hasta la fecha 2025-06-16, el siguiente número de citas:

  • WoS: 50
  • Scopus: 53
  • OpenCitations: 49

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-16:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 10.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 10 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 3.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 8 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
  • Además, el trabajo se ha enviado a una revista clasificada como Diamante en relación con este tipo de política editorial.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Brazil; United States of America.