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暗光子暗物质与类 Gaia 星敏法探测低频引力波

高能物理 - 唯象学 2024-12-03 v2 宇宙学与河外天体物理 星系天体物理 天体物理仪器与方法 广义相对论与量子宇宙学

摘要

星敏法调查为我们提供了一种搜索难以捕捉的宇宙信号的方法,例如超轻暗光子暗物质和引力波,通过观察恒星位置偏斜的 apparent 位置。由于信号在低频率下几乎难以与恒星运动背景区分,星敏法探测能力在低频率迅速下降。在本工作中,我们发现背景运动可基于线性模型在时间上得到良好描述,据此我们提出了线性背景减除方案。与传统二次减法相比,线性减法的优势在频率范围低于 6×109 Hz6 \times 10^{-9}~{\rm Hz} 时显现。以纯引力相互作用的暗光子、额外 U(1)BU(1)_{B}U(1)BLU(1)_{B-L} 规范相互作用的暗光子,以及低频引力波为例,我们说明线性减除方案可使 Gaia 类实验在低频率范围内的排除极限提升一个数量级以上。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.16488,
  title  = {Dark Photon Dark Matter and Low-Frequency Gravitational Wave Detection with Gaia-like Astrometry},
  author = {Haipeng An and Tingyu Li and Jing Shu and Xin Wang and Xiao Xue and Yue Zhao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.16488},
  year   = {2024}
}

备注

18 pages, 2 figures, accepted by APJ