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Novel Cosmic-Ray Electron and Positron Constraints on MeV Dark Matter Particles

Publicado en:PHYSICAL REVIEW LETTERS. 119 (2): 021103- - 2017-07-13 119(2), DOI: 10.1103/PhysRevLett.119.021103

Autores: Boudaud M; Lavalle J; Salati P

Afiliaciones

Laboratoire de Physique Theorique et Hautes Energies - Autor o Coautor
Laboratoire Univers et Particules de Montpellier - Autor o Coautor
Universite Savoie Mont Blanc - Autor o Coautor

Resumen

© 2017 American Physical Society. MeV dark matter (DM) particles annihilating or decaying to electron-positron pairs cannot, in principle, be observed via local cosmic-ray (CR) measurements because of the shielding solar magnetic field. In this Letter, we take advantage of spacecraft Voyager 1's capacity for detecting interstellar CRs since it crossed the heliopause in 2012. This opens up a new avenue to probe DM in the sub-GeV energy/mass range that we exploit here for the first time. From a complete description of the transport of electrons and positrons at low energy, we derive predictions for both the secondary astrophysical background and the pair production mechanisms relevant to DM annihilation or decay down to the MeV mass range. Interestingly, we show that reacceleration may push positrons up to energies larger than the DM particle mass. We combine the constraints from the Voyager and AMS-02 data to get novel limits covering a very extended DM particle mass range, from MeV to TeV. In the MeV mass range, our limits reach annihilation cross sections of order σv ∼10-28 cm3/s. An interesting aspect is that these limits barely depend on the details of cosmic-ray propagation in the weak reacceleration case, a configuration which seems to be favored by the most recent B/C data. Though extracted from a completely different and new probe, these bounds have a strength similar to those obtained with the cosmic microwave background - they are even more stringent for p-wave annihilation.

Palabras clave

Astronomia / físicaBiotecnologíaCiência da computaçãoCiências agrárias iCiências biológicas iiEconomiaEngenharias iiEngenharias iiiEngenharias ivEnsinoFarmaciaFilosofíaGeneral medicineGeneral physics and astronomyGeociênciasInterdisciplinarMatemática / probabilidade e estatísticaMateriaisMedicina iiPhysicsPhysics and astronomy (all)Physics and astronomy (miscellaneous)Physics, multidisciplinaryQuímica

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista PHYSICAL REVIEW LETTERS 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, 2017, se encontraba en la posición 6/78, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Physics, Multidisciplinary. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada por encima del Percentil 90.

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: 2.56. 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: 4.87 (fuente consultada: FECYT Feb 2024)
  • Field Citation Ratio (FCR) de la fuente Dimensions: 31.15 (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: 52
  • Scopus: 92
  • OpenCitations: 69

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: 20.
  • 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: 20 (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: 8.58.
  • El número de menciones en la red social Facebook: 1 (Altmetric).
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 3 (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.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (BOUDAUD, MATHIEU JEAN JACQUES) .