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中子星对 muonic 五力的限制:从皮米尺度到公里尺度

高能物理 - 唯象学 2026-05-26 v1 高能天体物理现象

摘要

对五力进行探测,因 muonic 耦合而在普通物质中受限于 muons 的稀缺性,而中子星则包含丰富的 muon populations。我们表明,这些致密天体因此提供了在宽广 mediator 质量范围内的优越灵敏度。中子星冷却意味着标量玻色子和矢量玻色子对 muonic 耦合的限制分别为 gϕμ1012g_{\phi\mu}\lesssim10^{-12}gV ⁣μ3×1013g_{V\!\mu}\lesssim3\times10^{-13}(对应 mX100m_X\lesssim100 keV),而 SN 1987A 冷却仅限于 g3×109g\lesssim3\times10^{-9}。此外,静力学平衡要求任何长程 muonic 力都足够弱,超过冷却限制 mX105m_X\lesssim10^{-5} eV。综合这些观测,提供了从皮米尺度到公里尺度探测 muonic 相互作用的最严格限制。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.24094,
  title  = {Neutron Star Bounds on Muonic Fifth Forces from Picometer to Kilometer Scales},
  author = {Damiano F. G. Fiorillo and Alessandro Lella and Georg G. Raffelt and Nudzeim Selimovic and Edoardo Vitagliano},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.24094},
  year   = {2026}
}

备注

5 pages, 3 figures, 1 table + 1 page, 1 figure (End Matter) + 3 pages (Supplemental Material)