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来自光线弯曲与 Shapiro 时间延迟的对轴子模糊暗物质的约束

高能物理 - 唯象学 2021-10-08 v1 宇宙学与河外天体物理 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

质量为 ma(1021eV1022eV)m_a\in (10^{-21}\rm{eV}-10^{-22}\rm{eV})、轴子衰变常数为 fa1017GeVf_a\sim 10^{17}\rm{GeV} 的超大质量类轴子粒子(ALPs)可作为模糊暗物质(FDM)的候选者。若地球与太阳等天体浸没于低质量轴子 FDM 势中,且 ALPs 与核子耦合,则轴子场的相干振荡会在天体外部产生长程轴子毛。轴子介导的 Yukawa 型第五力的范围由地球与太阳间距决定,该间距给出轴子质量的上限为 ma1018eVm_a\lesssim10^{-18}\rm{eV}。地球与太阳间的长程轴子 Yukawa 势会改变它们之间的引力势,并对光线弯曲与 Shapiro 时间延迟有贡献。根据这些实验的观测不确定性,我们给出轴子衰变常数的上限为 fa9.85×106GeVf_a\lesssim 9.85\times 10^{6}\rm{GeV},此为来自 Shapiro 时间延迟的更强约束。这意味着若 ALPs 为 FDM,则它们不与核子耦合。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.09772,
  title  = {Constraints on axionic fuzzy dark matter from light bending and Shapiro time delay},
  author = {Tanmay Kumar Poddar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09772},
  year   = {2021}
}

备注

22 pages, 6 figures, 1 table, comments are welcome