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带助推器的可闻轴子:旋转类轴子粒子产生的随机引力波

高能物理 - 唯象学 2022-05-25 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

引力波为探测轴子或类轴子粒子(即使它们不与标准模型粒子耦合)提供了一种新途径,特别是当它们与暗光子场耦合时。然而,在传统的错位机制中,产生可观测的随机引力波背景需要较大的轴子衰变常数。我们在此研究动力学错位场景下产生的引力波信号,该场景假设轴子具有较大的初始速度。其动能因此提供了足够高的能量预算,即使在较低的衰变常数值下也能产生可探测的引力波信号。我们得到了相应引力波信号的解析估计并进行了数值模拟,评估了其在当前和未来引力波观测站的可探测性。我们进一步展示了该模型参数空间的相应预期约束,以及暗光子或轴子构成暗物质的参数区域,或通过轴子生成机制产生宇宙重子不对称性的参数区域。最后,我们计算了旋转轴子碎裂产生的引力波,但这一过程在实验上难以观测。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.12730,
  title  = {Audible Axions with a Booster: Stochastic Gravitational Waves from Rotating ALPs},
  author = {Eric Madge and Wolfram Ratzinger and Daniel Schmitt and Pedro Schwaller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.12730},
  year   = {2022}
}

备注

26 pages, 9 figures + appendix