利用引力波探测暗物质凝聚体的前景
广义相对论与量子宇宙学
2023-03-21 v2 宇宙学与河外天体物理
摘要
Lambda-冷暗物质模型迄今为止最准确地解释了宇宙学观测。然而，它在星系尺度上仍受到各种缺陷的困扰。为克服其中一些缺陷，人们提出了超流体暗物质、玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)暗物质和模糊暗物质等暗物质模型。在本工作中，我们利用 LIGO-Virgo 探测器网络对双中子星 GW170817 探测所给出的引力波(GW)传播速度当前的约束，来探测这些模型，并借此研究这三个模型在 Advanced LIGO+Virgo、LISA、IPTA 和 SKA 探测频率下所允许的参数空间。引力波速度已被证明依赖于介质的折射率，而折射率又通过星系晕的密度轮廓依赖于暗物质模型参数。我们利用引力波速度测量和银河系半径界限给出的约束来限制这些模型的参数空间。我们的结果表明，在 Advanced LIGO-Virgo 探测器灵敏度下，此处考虑的三种模型仍不受约束。只有在探测频率 Hz 时才能获得有意义的约束，这落在 IPTA 和 SKA 等射电望远镜的探测范围内。考虑到这一最佳可能情况，我们发现三种凝聚体模型中，模糊暗物质模型是近期最易被证伪/验证的可行情形。
引用
@article{arxiv.2211.13988,
title = {Prospects of Probing Dark Matter Condensates with Gravitational Waves},
author = {Shreya Banerjee and Sayantani Bera and David F. Mota},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.13988},
year = {2023}
}
备注
26 pages, 6 figures; references added, typos corrected; version accepted for publication in JCAP