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星体演化与类轴子粒子:来自 GAIA DR3 数据中全球星团的新约束与线索

高能物理 - 唯象学 2025-03-27 v2 高能天体物理现象

摘要

类轴子粒子(ALPs)是假想的偶标量玻色子,在标准模型的延伸中自然存在。它们与普通物质和辐射的相互作用被抑制,使得在实验室中检测它们具有挑战性。然而,这些粒子若在星体内部产生,可提供额外的能量损失机制,潜在影响星体演化。探索此类效应的主要方法涉及测量全球星团中红巨星和Helium燃烧星的属性。本文使用由 GAIA (数据发布3) 测量的星团七个成员星的已发布目录,其中基于平行距和适度运动筛选。结合已有的理论关系和新数据,我们得出类轴子-电子耦合的上限 gae<5.2×1014g_{ae}<5.2\times10^{-14} (95%置信区间),并指示(3.3个sigma)非零类轴子-光子耦合,gaγ=(6.5+1.11.3)×1011g_{a\gamma}=(6.5+1.1-1.3)\times10^{-11} GeV1^{-1}。鉴于当代观测数据的精度,必须通过更精细的分析来细化类轴子约束,这将在本文后续部分详细探讨。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.02266,
  title  = {Stellar evolution and axion-like particles: new constraints and hints from globular clusters in the GAIA DR3 data},
  author = {S. V. Troitsky},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.02266},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 3 figures, jetpl.cls. V2: 7 pages, more conservative theoretical errors, slightly relaxed numerical constraints on couplings. Version accepted by JETP Letters