利用脉冲星计时阵列探测小尺度功率谱
宇宙学与河外天体物理
2021-06-30 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
暗物质（DM）模型可通过增强小尺度上的密度扰动，在宇宙的小尺度结构中留下独特印记。我们研究了脉冲星计时阵列（PTA）搜寻并限制此类模型产生的子晕的能力。我们考虑的 DM 模型包括 CDM 中的普通绝热扰动、QCD 轴子迷你团簇、具有早期物质主导的模型，以及暴胀期间产生的矢量 DM。我们表明，CDM 由于银河系中的潮汐剥离效应，超出了 PTA（以及已提出的其他所有用于探测 DM 小尺度结构的探针）的探测能力。轴子迷你团簇可能在探测范围内，但这关键取决于轴子 relic 密度是由错位机制还是弦贡献主导。具有再加热温度低于 1 GeV 的物质主导模型可能被未来的 PTA 观测到。最后，暴胀期间产生的矢量 DM 若轻于 则可被探测。我们还公开了一个 Python 蒙特卡洛工具，用于从任意 DM 子结构模型生成 PTA 时间延迟信号。
引用
@article{arxiv.2012.09857,
title = {Probing Small-Scale Power Spectra with Pulsar Timing Arrays},
author = {Vincent S. H. Lee and Andrea Mitridate and Tanner Trickle and Kathryn M. Zurek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.09857},
year = {2021}
}
备注
32 pages, 10 figures