论 21 厘米宇宙学对超导宇宙弦的约束

对超导宇宙弦潜在性质的约束提供了一种间接探测标准模型以外物理的途径，其能量范围是地面粒子对撞机无法触及的。在本研究中，我们进行了首次联合贝叶斯分析，以从当前的 21 厘米信号测量中提取对超导宇宙弦的约束，同时严格考虑了前景和高红移天体物理学中的不确定性。我们在最终分析中纳入了来自 HERA 的最新公开 21 厘米功率谱上限、来自 SARAS 3 的 21 厘米全局信号数据，以及未分辨 X 射线背景的协同探测。因此，本文构成了使用 21 厘米功率谱数据探测宇宙弦的首次尝试。与以往的工作不同，我们发现当前的 21 厘米测量无法对超导宇宙弦施加强有力的约束。这是因为第一代星系的 X 射线发射效率存在不确定性，大于 $3 \times 10^{40}$erg s$^{-1}$ M$_{\odot}^{-1}$ yr 的 X 射线发射率能够掩盖 21 厘米信号中宇宙弦的存在。最后，我们讨论了未来通过确切的 21 厘米信号测量进行约束的前景，并指出最近提出的软光子加热应令人感到乐观，因为它有可能打破简并性，否则这种简并性会使宇宙弦的特征难以与天体物理起源的特征区分开来。