超新星产生暗光子的可观测特征
高能物理 - 唯象学
2020-07-06 v4 高能天体物理现象
摘要
暗光子是一种有充分动机的新粒子，作为相关暗区的一部分，可以解释暗物质。对暗光子的一个强限制来自超新星的过度冷却。我们指出，即使在超新星中产生过少暗光子以致不违反冷却界限的耦合强度下，也可通过其衰变直接观测到它们。超新星产生的暗光子衰变为正电子，在 SPI/INTEGRAL 观测到的 511 keV 湮灭线上给出信号。此外，这些衰变暗光子的瞬时伽马射线发射为伽马射线望远镜提供信号。对 SN1987a 已有的 GRS 观测已对此构成限制，而未来邻近的超新星可能提供探测。最后，来自河外超新星的暗光子衰变将产生可被 SMM 与 HEAO-1 等探测器观测到的弥散伽马射线通量。这些观测共同能够探测到比当前限制严格数个量级的暗光子耦合，对应质量约为 1 - 100 MeV。
引用
@article{arxiv.1901.08596,
title = {Observable signatures of dark photons from supernovae},
author = {William DeRocco and Peter W. Graham and Daniel Kasen and Gustavo Marques-Tavares and Surjeet Rajendran},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08596},
year = {2020}
}
备注
21 pages, 3 figures; additional appendix added in v3; v4: corrected typo in Eq. 2.5, results unchanged