随机效应对超轻玻色暗物质观测的影响
宇宙学与河外天体物理
2022-05-09 v1 天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
仪器与探测器
摘要
超轻玻色粒子是引人注目的暗物质 (DM) 候选者。由于其大数密度，它在我们银河系中表现为经典波。已有多种方法被提出以搜寻类波暗物质，例如利用干涉式引力波探测器的方法。理解 DM 信号的特征对于从数据中提取 DM 性质至关重要。虽然 DM 信号近似单色，其角频率等于其质量，但由于银河系晕中 DM 的速度弥散，其振幅与相位逐渐变化。为从数据准确约束 DM 的耦合常数，应恰当考虑随机振幅与相位。先前工作提出了一种纳入随机效应以获得耦合常数上限的方法。其中一项工作比较了在远短于振幅与相位变化时间尺度的测量时间内有与无随机效应的上限。本文中，我们将他们的公式推广到任意测量时间并评估随机效应。此外，我们研究了暗光子 DM 的速度依赖信号，包含速度的不确定性。我们证明我们的方法通过数值模拟准确估计了耦合常数的上限。我们还以半解析方式估计了未来实验对轴子 DM 与暗光子 DM 耦合常数的预期上限。随机性尤其影响对小质量区域的约束。我们的公式为具有随机效应的超轻玻色 DM 信号提供了通用处理。
引用
@article{arxiv.2205.02960,
title = {Stochastic effects on observation of ultralight bosonic dark matter},
author = {Hiromasa Nakatsuka and Soichiro Morisaki and Tomohiro Fujita and Jun'ya Kume and Yuta Michimura and Koji Nagano and Ippei Obata},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02960},
year = {2022}
}
备注
23 pages, 13 figures