从宇宙偏振观测约束超轻ALP暗物质
宇宙学与河外天体物理
2024-08-16 v1
摘要
宇宙偏振，即观测到的宇宙微波背景（CMB）偏振平面的旋转，作为探测标准模型之外奇偶违反物理的引人注目的手段。本研究探讨了超轻阿尔夫特（ALP）暗物质用于解释CMB中观察到的宇宙偏振的潜力。我们关注之前鲜有研究的质量范围 eV 到 eV，在此范围内，ALP 在宇宙晚期开始进行非线性聚集。我们的分析包含最新的宇宙学约束，并考虑CMB偏振的消散效应。我们发现，对于具有ALP质量 eV eV 且偏振源自晚期ALP聚集的模型，由消散效应施加的ALP-光子耦合常数上限严格低于解释观察到的静态宇宙偏振信号所需的耦合强度。无论ALP在暗物质中的比例如何，都存在这一差异。此外，考虑质量为 eV 的ALP由于场的快速振荡，无法解释静态偏振；因此，我们的结果表明，所有在宇宙晚期能够进行非线性聚集并因此主要贡献于偏振光子旋转角的ALP暗物质候选者，都与解释Planck 和 WMAP 数据中观察到的静态宇宙偏振信号不相容。
引用
@article{arxiv.2408.08063,
title = {Constraining Ultralight ALP Dark Matter in Light of Cosmic Birefringence},
author = {Dongdong Zhang and Elisa G. M. Ferreira and Ippei Obata and Toshiya Namikawa},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.08063},
year = {2024}
}