中文

中子星中暗物质热化的味阻塞效应

高能物理 - 唯象学 2025-11-27 v2

摘要

中子星(NS)为探测超出地面实验触达范围的暗物质(DM)相互作用提供了卓越的实验室。我们研究了 DM 通过轻子味破坏(LFV)耦合与电子和 μ 子耦合的场景。在中子星的强引力场中,下落的 DM 获得半相对论性速度,激活非弹性跃迁 χeχμ\chi e \leftrightarrow \chi \mu,通过散射和湮灭导致高效的能量沉积。我们表明,即使对于 pp 波抑制的湮灭,后一种加热机制依然高效。这是由于 DM 与中子星热化的味阻塞,因为对于低动能的 χ\chi,LFV 相互作用变得禁戒。由此产生的 DM 诱导加热可维持中子星表面温度 Ts2×103 KT_s \gtrsim 2 \times 10^3~\mathrm{K},为未来红外搜索提供可观测特征。这确立了中子星加热作为味破坏 DM 门户的强大探针,能够探测超出直接、间接和加速器搜索触达范围的热目标,我们以类轴子粒子(ALP)介质为例进行了说明。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.05651,
  title  = {Flavor blocking of dark matter thermalization in neutron stars},
  author = {Hooman Davoudiasl and Jaime Hoefken Zink and Sebastian Trojanowski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05651},
  year   = {2025}
}

备注

18 pages, 5 figures