黑洞引力场中的暗物质宇宙弦
摘要
我们解析考察并提出了静止轴对称 Kerr 黑洞时空中阿贝尔 Higgs 暗物质涡旋的数值模型。在解析计算中，暗物质部分通过添加一个与可见部分耦合的 U(1) 规范场来建模。回反应分析表明，暗涡旋存在的影响远比仅造成缺陷角复杂。涡旋引起能层移动，事件视界速度也受其影响。这些现象比可见涡旋部分的情况更为显著。黑洞事件视界面积减小，且相较于带有阿贝尔 Higgs 涡旋的 Kerr 黑洞，这一减小幅度更大。在分析了一般构型的引力性质后，我们聚焦于由粒子物理驱动的模型子集。我们保留阿贝尔 Higgs 模型作为暗物质部分的描述（该部分包含重暗光子和额外的复标量），并添加代表幺正规范下 Higgs 双重态实部的实标量，以及代表普通电磁场的额外 U(1) 规范场。此外，我们考虑了可见与暗部分之间的两个耦合通道，即规范场间的动力学混合与标量场间的四次耦合。在数值求解物质场运动方程后，我们分析了暗物质部分中宇宙弦的性质及其对直接耦合的可见部分场的影响。我们发现，宇宙弦的存在诱导了 Higgs 场真空期望值的空间变化以及黑洞周围非零的电磁场。
引用
@article{arxiv.1707.02802,
title = {Dark matter cosmic string in the gravitational field of a black hole},
author = {Łukasz Nakonieczny and Anna Nakonieczna and Marek Rogatko},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.02802},
year = {2018}
}
备注
This is an author-created, uncopyedited version of an article accepted for publication in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics . IOP Publishing Ltd is not responsible for any errors or omissions in this version of the manuscript or any version derived from it. The definitive publisher-authenticated version is available online at doi.org/10.1088/1475-7516/2018/03/024. 28 pages, 8 figures