用长基线原子干涉仪搜索有质量引力子暗物质
高能物理 - 唯象学
2025-06-23 v2 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
原子物理
量子物理
摘要
原子干涉仪通过精确测量对原子系统的影响，对超轻暗物质（ULDM）具有极高的灵敏度。先前的研究已经证明了它们探测标量和矢量ULDM候选者的能力，但它们在探测自旋-2 ULDM方面的潜力尚未被探索。在这项工作中，我们通过研究原子干涉仪对自旋-2 ULDM的敏感性来填补这一空白，涉及多个有质量引力理论框架，包括洛伦兹不变的Fierz-Pauli情况和两种不同的洛伦兹破缺情景。我们表明，自旋-2 ULDM场的相干振荡通过三种耦合机制在原子干涉仪中引起可测量的相移：改变原子能级的标量相互作用，以及改变原子和光传播的矢量和张量效应。我们证明，这些多方面的相互作用使原子干涉仪能够探测激光干涉引力波探测器无法触及的一系列ULDM性质和质量尺度。我们的结果确立了原子干涉仪为自旋-2暗物质探测开辟新实验前沿的潜力。
引用
@article{arxiv.2412.14282,
title = {Massive graviton dark matter searches with long-baseline atom interferometers},
author = {Diego Blas and John Carlton and Christopher McCabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.14282},
year = {2025}
}
备注
19 pages, 3 figures