通过中子星双星合并引力波观测探索核物理与暗物质约束的统一研究
高能天体物理现象
2026-02-24 v1 广义相对论与量子宇宙学
摘要
理解强相互作用物质在极端密度下的性质是 fundamental physics 的核心问题，但中子星合并为探测这一 regimes 提供了自然实验室。然而，合并过程的复杂性使对相关引力波与电磁信号的解释变得困难。若暗物质聚集于中子星并改变其结构与相关可观测量，情况将更为复杂。本文研究了未来探测器下的中子星双星合并的合成引力波观测，探讨其提取核物理与暗物质约束的潜力。我们还考察了非相互作用fermionic暗物质位于中子星内部对核经验参数推断的影响。我们发现，组合观测可紧缩核经验参数的约束。然而，推断值仍对系统建模偏差及参数间的固有退化性保持敏感性。相反，本文表明即便存在暗物质，在分析引力波信号时也不太可能发现暗物质的决定性证据。因此，对于下一代引力波探测器的观测，预计即便存在暗物质，也不会对核经验参数推断产生显著的系统偏差。
引用
@article{arxiv.2602.19627,
title = {A unified study of nuclear physics and dark matter constraints through gravitational-wave observations of binary neutron star mergers},
author = {Nina Kunert and Guilherme Grams and William Newton and Edoardo Giangrandi and Anna Puecher and Hauke Koehn and Violetta Sagun and Tim Dietrich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.19627},
year = {2026}
}