暗扇区-光子相互作用的恒星探针

Xiaoyong Chu; Jui-Lin Kuo; Josef Pradler; Lukas Semmelrock

doi:10.1103/PhysRevD.100.083002

暗扇区-光子相互作用的恒星探针

高能物理 - 唯象学 2019-10-09 v2 高能天体物理现象

作者: Xiaoyong Chu , Jui-Lin Kuo , Josef Pradler , Lukas Semmelrock

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摘要

电磁中性的暗扇区粒子可能通过高维有效算符直接与光子耦合。考虑电偶极矩和磁偶极矩、轴环矩以及电荷半径相互作用，我们从太阳、水平分支星和红巨星中的恒星能量损失，以及 SN1987A 的原中子星冷却中推导出约束。我们提供了介质中光子介导对产生的精确公式，精确到暗耦合的领头阶，并显式计算了最重要过程的能量损失率，包括对共振和过程间潜在重复计数的仔细讨论。对于质量低于 $3\,$ keV ( $40\,$ MeV) 的暗态，红巨星 (SN1987A) 给出了严格的限制，这意味着只要暗态自由流，对于质量维度五的算符，有效低质量标度约为 $10^9\,$ GeV ( $10^7\,$ GeV)，对于质量维度六的算符约为 $100\,$ GeV ( $2.5\,$ TeV)；对于原中子星，也评估了暗态的捕获。结合我们之前在 Chu et al. (2018) 中推导的直接限制，这首次全面概述了 GeV 质量标度以下有效电磁暗态相互作用的可行性。

关键词

暗扇区光子相互作用恒星能量损失有效算符原中子星 SN1987A 红巨星

引用

@article{arxiv.1908.00553,
  title  = {Stellar probes of dark sector-photon interactions},
  author = {Xiaoyong Chu and Jui-Lin Kuo and Josef Pradler and Lukas Semmelrock},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00553},
  year   = {2019}
}

备注

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