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宇宙黎明期21厘米线对超轻隐光子暗物质的限制

宇宙学与河外天体物理 2019-06-19 v1 高能物理 - 唯象学

摘要

超轻隐光子暗物质在早期宇宙等离子体中产生振荡电场,进而在其电离成分中感应出电流,电流耗散导致热量从暗物质传递到等离子体。这将影响来自暗时代和宇宙黎明的全局21厘米信号。鉴于EDGES合作组报道在对应于红移z~17的频率处探测到吸收信号,本工作聚焦于后者。通过测量21厘米全局信号,可对气体加热量施加限制,从而约束隐光子与寻常光子之间的动力学混合强度ε\varepsilon。我们在质量范围1023eVmχ1013eV10^{-23}\,{\rm eV}\lesssim m_\chi\lesssim10^{-13}\,{\rm eV}内推断出的对ε\varepsilon的21厘米限制是迄今最严格的。

关键词

引用

@article{arxiv.1809.01139,
  title  = {Bounds on Ultra-Light Hidden-Photon Dark Matter from 21cm at Cosmic Dawn},
  author = {Ely D. Kovetz and Ilias Cholis and David E. Kaplan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01139},
  year   = {2019}
}

备注

5 pages, 3 figures