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由中微子与暗物质不对称性引起的宇宙双折射

宇宙学与河外天体物理 2023-10-06 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

鉴于最近从Planck 2018数据测得非零宇宙微波背景(CMB)偏振旋转角,我们探索了此类宇宙双折射效应由费米子流通过类Chern-Simons项与光子耦合所诱导的可能性。我们讨论之初重新推导了宇宙双折射角的一般公式,并修正了先前研究中的一处错误。随后我们将流中的费米子确定为左手电子中微子与非对称暗物质(ADM)粒子,因为旋转角由粒子与反粒子间数密度差所驱动。对于电子中微子情形,利用最近由EMPRESS巡天测得的简并参数 ξνe\xi_{\nu_e} 值,我们发现可解释CMB光子偏振旋转的大参数空间。另一方面,对于ADM解,我们考虑了两个基准情形:Mχ=5M_\chi = 5~GeV与5~keV。前者是若观测到的宇宙ADM与重子不对称性由同一机制产生时ADM质量的天然值,而后者提供了温暗物质候选。此外,我们探索了来自CMB功率谱与暗物质直接探测的实验约束。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.11140,
  title  = {Cosmic Birefringence from Neutrino and Dark Matter Asymmetries},
  author = {Ren-Peng Zhou and Da Huang and Chao-Qiang Geng},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11140},
  year   = {2023}
}

备注

29 pages, 5 figures; published version