类轴子粒子暗物质碎裂产生的引力波
高能物理 - 唯象学
2021-02-17 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
错位机制允许高效且通常非常冷地产生轻标量玻色子，例如类轴子粒子（ALPs），使其成为引人注目的暗物质候选者。然而，在某些情况下，例如存在单值性（monodromy）时，ALPs 的自相互作用可以足够强，使得均匀场在振荡开始后不久即发生碎裂。由此产生的大尺度非均匀性可导致引力波（GWs）的产生。我们研究了碎裂以及后续湍流区的非线性动力学，并计算了该过程产生的随机引力波背景。若时间演化因势阱底部质量小而呈现延长的超相对论动力学中间相，则引力波背景可被增强。然而，这种增强受到暗物质须保持足够冷的限制。在某些情况下，产生的引力波可能处于未来引力波探测器的可及范围内，从而为此类暗物质提供一种互补探测手段。
引用
@article{arxiv.2004.07844,
title = {Gravitational waves from the fragmentation of axion-like particle dark matter},
author = {Aleksandr Chatrchyan and Joerg Jaeckel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.07844},
year = {2021}
}
备注
34 pages, 10 figures; v2: minor revision, clarifications and references added