来自宇宙学的大尺度暗声学振荡约束

Francis-Yan Cyr-Racine; Roland de Putter; Alvise Raccanelli; Kris Sigurdson

doi:10.1103/PhysRevD.89.063517

来自宇宙学的大尺度暗声学振荡约束

宇宙学与河外天体物理 2014-03-26 v1 高能物理 - 唯象学

作者: Francis-Yan Cyr-Racine , Roland de Putter , Alvise Raccanelli , Kris Sigurdson

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摘要

如果早期宇宙中全部或部分暗物质 (DM) 与暗辐射 (DR) 浴耦合，我们预期组合的 DM-DR 系统会产生暗物质的声学振荡，直到其与 DR 退耦。与标准的重子声学振荡非常相似，这些暗声学振荡 (DAO) 会在物质功率谱上印刻出一个特征尺度，即暗物质的声视界。我们详细计算了 DM-DR 相互作用的微观物理如何影响宇宙中的物质聚类，并表明 DAO 物理也会在宇宙微波背景 (CMB) 的温度和偏振谱中产生独特的信号。我们利用来自 CMB、重子声学振荡 (BAO) 和大尺度结构的宇宙学数据，来约束相互作用 DM 的可能比例及其与 DR 相互作用的强度。就像我们自推断暗物质存在以来所获得几乎所有知识一样，这一约束依赖于引力对原本不可见的暗物质位置的“背叛”。虽然我们的结果可以直接应用于将暗物质粒子耦合到各种轻相对论性粒子的广泛模型类，但为了进行定量预测，我们将相互作用分量建模为耦合到暗光子浴的暗原子。我们发现，线性宇宙学数据和 CMB 透镜效应对 CMB 和宇宙大尺度结构中 DAO 特征的存在施加了强有力的约束。有趣的是，我们发现最多只有约 5% 的暗物质可能与 DR 发生极强的相互作用。我们表明，我们的结果对最近提出的双盘暗物质模型具有惊人的约束力，这是利用大尺度精密宇宙学数据约束星系物理和亚星系结构的一个新颖范例。

关键词

暗声学振荡暗物质暗辐射宇宙微波背景大尺度结构暗原子双盘暗物质

引用

@article{arxiv.1310.3278,
  title  = {Constraints on Large-Scale Dark Acoustic Oscillations from Cosmology},
  author = {Francis-Yan Cyr-Racine and Roland de Putter and Alvise Raccanelli and Kris Sigurdson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1310.3278},
  year   = {2014}
}

备注

22 pages + references, 16 figures

来自宇宙学的大尺度暗声学振荡约束

摘要

关键词

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