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幻影流体宇宙学:幻影隐 sector 对宇宙学观测量的影响

高能物理 - 唯象学 2023-11-07 v2 宇宙学与河外天体物理

摘要

幻影标量理论在宇宙学中被广泛考虑,但很少在量子层面被研究,在量子层面上它们会产生负能鬼粒子。这些鬼粒子导致真空衰变为引力子和光子,除非鬼粒子是有效自由度且截断 Λ\Lambda 在几 MeV 尺度,否则将违反观测的伽马射线限制。我们更新了该尺度的约束,发现 Λ19\Lambda \lesssim 19 MeV。我们进一步探索了鬼粒子与轻的、可能无质量的隐 sector 粒子(如惰性中微子)的可能耦合。真空衰变随后可导致宇宙暗物质密度在晚期增长。该组合的幻影加暗物质流体具有有效状态方程 w<1w < -1,并作为暗能量的一个新来源。我们由宇宙学观测量推导了真空衰变为此类幻影流体的速率约束。我们发现鬼模型相对于标准宇宙学模型有轻微偏好,并且对哈勃和 S8S_8 张力有一定缓解。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.12989,
  title  = {Phantom fluid cosmology: Impact of a phantom hidden sector on cosmological observables},
  author = {James M. Cline and Matteo Puel and Takashi Toma and Qiu Shi Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12989},
  year   = {2023}
}

备注

v1: 36 pages, 20 figures; v2: 37 pages, modified and expanded comment on big rip singularity in the conclusions, fixed typos, added extra references; this version matches the published one