中子星对赝标量介导暗物质的观测

由赝标量介导的暗物质与标准模型态之间的散射相互作用在直接探测实验中通常难以发现，因为事例率被本地暗物质速度 v ~ 0.001 c 的幂次压低。然而，它们可能在暗物质诱导的中子星加热中被观测到，中子星陡峭的引力势通过将下落粒子加速到半相对论速度而防止了这种压低。我们在两个具体的、自洽的赝标量耦合暗物质情景中研究这一现象，并将中子星加热的灵敏度与来自对介质和暗物质的直接搜寻的界限进行比较。第一个“较轻”情景由质量低于 10 GeV 的暗物质与类轴子粒子（ALP）介导组成，而第二个“较重”情景具有质量高于 10 GeV 的暗物质，由与来自双希格斯二重态的赝标量混合的暗赝标量介导（即所谓的 2HDM+a 模型）。在这两个框架下，我们表明即将进行的中子星测量将能够检验赝标量介导的暗物质，超越直接暗物质搜寻的能力，以及来自味可观测量、束流倾倒实验和高能对撞机的对介质的界限。