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星系中的轴子反常与暗宇宙

高能物理 - 唯象学 2021-06-17 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

受ΛCDM宇宙学模型的SU(2)CMB_{\rm CMB}修正的启发,我们考虑由超轻轴子粒子构成的孤立模糊暗物质团块,其质量源于不同的SU(2) Yang-Mills标度与Planck质量MPM_P。与SU(2)CMB_{\rm CMB}不同,这些Yang-Mills理论在宇宙历史的大部分时期处于禁闭相(零温),并与粒子物理标准模型的三种轻子味相关联。随着宇宙膨胀,轴子模糊暗物质构成一种三组分流体,当暗能量(全局轴子凝聚态)转化为暗物质时,会经历特定的去渗透转变。我们从对低面亮度星系(SPARC星表)观测旋转曲线的合理模型拟合中提取出最轻轴子质量ma,e=0.675×1023m_{a,e}= 0.675\times 10^{-23}\,eV。由于孤立团块的维里质量仅依赖于MPM_P和相应的Yang-Mills标度,e-团块的性质可预言μ\mu-和τ\tau-团块的性质。因此,典型的e-团块维里质量6.3×1010M\sim 6.3\times 10^{10}\,M_\odot表明,星系中心的大质量致密天体(如银河系中的人马座A^*)是(合并的)μ\mu-和τ\tau-团块。此外,τ\tau-团块可能构成球状星团。SU(2)CMB_{\rm CMB}始终处于热化状态,其轴子凝聚态从未发生去渗透。如果轴子反常确实将轻子与暗物质、以及CMB与暗能量联系起来,那么这将通过粒子物理中一个确证的特征来揭开暗宇宙的神秘面纱。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.01457,
  title  = {Axial Anomaly in Galaxies and the Dark Universe},
  author = {Janning Meinert and Ralf Hofmann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01457},
  year   = {2021}
}

备注

21 pages, 11 figures; added references