LIGO-Virgo-KAGRA 中黑洞二体的标量场

轻型标量粒子在许多标准模型 的延伸中自然出现，是引人注目的暗物质候选者。引力相互作用在黑洞附近可触发密集标量配置的生长，如果在轨道碰撞期间得以维持，将改变二体动力学并在引力波信号中留下特征。检测此类效应将提供一种新型的基本物理和暗物质探针。本文我们发展了一个用于标量环境下二体的半解析波形模型，验证其与数值相对论模拟的一致性，并将其应用于 LIGO-Virgo-KAGRA 目录的贝叶斯分析。我们获得来自大多数紧凑二体的物理上有意义的上限。对于 GW190728 和 GW190814，真空状态位于其 $95\%$ 可信区间之外。当包括 superradiance 先验时，GW190728 显示出对具有约 $\ln \mathrm{B}^{\rm env}_{\rm vac} \approx 3.5$ 贝叶斯因子的标量环境的tentative 证据，与约 $10^{-12}\,\mathrm{eV}$ 的轻标量相符。