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利用帕克斯脉冲星计时阵列第二次数据发布约束超轻矢量暗 matter

宇宙学与河外天体物理 2025-03-28 v1 星系天体物理 高能天体物理现象 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学

摘要

由超轻玻色子组成的模糊暗 matter 为标准冷暗 matter 模型在亚星系尺度上遇到的挑战提供了引人入胜的解决方案。质量 m1023eVm\sim10^{-23} \rm{eV} 的超轻暗 matter 会在引力势中引起频率为纳赫兹频段的周期振荡,导致脉冲星射电脉冲到达时间出现可观测效应。与标量暗 matter 不同,矢量暗 matter 引起的脉冲星计时信号依赖于矢量场的振荡方向。在本工作中,我们通过帕克斯脉冲星计时阵列(PPTA)第二次数据发布中的引力效应,搜寻质量范围 [2×1024,2×1022]eV[2\times 10^{-24}, 2\times 10^{-22}]{\rm{eV}} 内的超轻矢量暗 matter。由于未做出统计显著的探测,我们对本地暗 matter 密度给出 95%95\% 上限:ρVF5GeV/cm3\rho_{\rm{\tiny{VF}}} \lesssim 5{\rm{GeV/cm^{3}}}m1023eVm\lesssim 10^{-23}{\rm{eV}})。由于未发现矢量暗 matter 的优先方向,这些约束与早先 PPTA 12 年数据集的标量暗 matter 搜寻所给约束相当。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.03880,
  title  = {Constraining ultralight vector dark matter with the Parkes Pulsar Timing Array second data release},
  author = {Yu-Mei Wu and Zu-Cheng Chen and Qing-Guo Huang and Xingjiang Zhu and N. D. Ramesh Bhat and Yi Feng and George Hobbs and Richard N. Manchester and Christopher J. Russell and R. M. Shannon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03880},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 3 figures, 2 tables; accepted for publication as a Letter in Phys. Rev. D