基于参量共振的引力轴子构型现象学
广义相对论与量子宇宙学
2019-07-30 v1 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
暗物质（DM）最具吸引力的候选者之一是轻赝标量粒子（轴子），其动机来自强 CP 问题与弦论中的轴子宇宙（axiverse）图景。依其质量与自相互作用类型，这些粒子可形成自引力构型，如致密天体、DM 团块乃至星系 DM 晕。另一方面，超辐射不稳定性可在黑洞（BH）周围产生长寿命广延构型（标量云）。由于这些标量为实且调和，其与其他物质组分的相互作用可诱导参量共振，从而带来可观测特征。首先，我们考虑检验粒子在这些轴子构型中的轨道动力学，展示共振何时发生并讨论轨道要素的长期演化。该情形可对银河系中心超大质量 BH 周围的双星脉冲星或 S 恒星产生可观测后果。其次，我们讨论均匀轴子构型以及 Kerr BH 周围标量云中的电磁（EM）场不稳定性。这些轴子-光子共振可抑制超辐射不稳定性，同时在 EM sector 产生可观测特征。我们给出这些过程速率的解析估计，其与完全相对论数值模拟吻合良好，并讨论了 BH 附近等离子体对这些不稳定性的影响。
引用
@article{arxiv.1907.12089,
title = {Parametric-resonance based phenomenology of gravitating axion configurations},
author = {Mateja Bošković},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.12089},
year = {2019}
}
备注
MSc thesis at the University of Belgrade; 13 Sections and 5 Appendices; 100 pages, 37 figures; Based on arXiv:1806.07331 , arXiv:1811.04945