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利用天基引力波探测器探测毫赫兹频段的自旋-2超轻暗物质

广义相对论与量子宇宙学 2026-01-16 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

自旋-2超轻暗物质(ULDM)是一种可行的暗物质候选体,可以通过引力波(GW)观测进行约束。在本文中,我们研究了天基引力波探测器对自旋-2 ULDM的可探测性。通过考虑自旋-2 ULDM与普通物质的直接耦合,我们推导了各种时间延迟干涉测量通道的响应函数和灵敏度曲线,并计算了未来毫赫兹引力波探测器的最佳灵敏度曲线。结果表明,天基探测器可以对自旋-2 ULDM的耦合常数施加严格的约束,在质量约为 m1017eVm \sim 10^{-17} \rm eV 时,可以达到 α1010\alpha \sim 10^{-10},超过了当前来自地面探测器和脉冲星计时阵列的限制。因此,天基引力波探测器不仅是探测引力波的强大工具,也是研究超轻暗物质基本性质的有力手段。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.11071,
  title  = {Probing Spin-2 Ultralight Dark Matter with Space-based Gravitational Wave Detectors in the mHz Regime},
  author = {Jing-Rui Zhang and Ju Chen and Heng-Sen Jiao and Rong-Gen Cai and Yun-Long Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.11071},
  year   = {2026}
}

备注

14 pages, 7 figures. v2: matching version published in PRD