XENON1T 窗口内轴子的新宇宙学界限
宇宙学与河外天体物理
2020-07-16 v2
摘要
受 XENON1T 实验近期探测到的超出事件可能由约 eV 质量太阳轴子解释所驱动,我重新考察并更新了该质量范围内轴子的宇宙学约束。我发现,在允许的 XENON1T 质量窗口中(DFSZ 轴子为 0.1 - 4.1 eV,KSVZ 轴子为 46 - 56 eV),考虑到当前宇宙学探针,仅有 0.1 - 0.35 eV 在 95% 置信度下仍然可行。若存在一个 0.35 eV 的 DFSZ 轴子,下一代 CMB-S4 实验将通过两种独立的物理效应以 显著性探测到它。反之,即便将 CMB-S4 与未来 DESI 测量相结合,也刚好不足以保证能探测或排除一个 0.1 eV 质量的轴子。未来的 界限可排除任何宽泛质量范围内的通用类轴子粒子,只要再加热温度不太低;或者,未来对此类类轴子粒子的宇宙学探测可成为对再加热温度最紧的现有观测下限。
引用
@article{arxiv.2007.05659,
title = {New cosmological bounds on axions in the XENON1T window},
author = {Marius Millea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05659},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 3 figures, v2 some typos fixed and citations added