利用原子钟与同轴磁强计探索超轻至亚 MeV 暗物质窗口
高能物理 - 唯象学
2019-09-13 v2 宇宙学与河外天体物理
量子物理
摘要
粒子暗物质的质量可能介于超轻候选者的 eV 到远高于 GeV 的尺度之间。传统的实验室搜寻对接近弱标度的一批质量敏感，而探索该范围之外的候选者需要新技术。特别是较轻的候选者由于其微小动量而难以探测。在此我们研究两种\textit{不要求动量转移}即可探测暗物质的实验装置：原子钟与同轴磁强计。这些实验通过非常精确地测量不同角动量原子态之间的能量差，来探测与物质自旋耦合的暗物质。这种耦合在大多数暗物质模型中是可能的（甚至是自然的），我们将当前的实验灵敏度转化为对不同暗物质模型的限制。研究发现，取决于具体模型，当前原子钟与同轴磁强计在 eV 质量范围内的约束具有竞争力。我们也评论了不同天体物理中微子背景的（可忽略的）影响。
引用
@article{arxiv.1810.00889,
title = {Exploring the ultra-light to sub-MeV dark matter window with atomic clocks and co-magnetometers},
author = {Rodrigo Alonso and Diego Blas and Peter Wolf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.00889},
year = {2019}
}
备注
50 pages, 9 figures, 5 tables, Journal version with corrected typos