脉冲星计时对物质轻标量耦合的严格约束
广义相对论与量子宇宙学
2023-03-24 v2 高能天体物理现象
太阳与恒星天体物理
高能物理 - 唯象学
高能物理 - 理论
摘要
讨论了具有与物质共形和非共形耦合的标量-张量理论的脉冲星计时约束。将动力学约化到质心系运动并利用平近点角参数化，我们找到了由共形和非共形相互作用引起的首阶后牛顿修正，形式为广义类开普勒解。我们还推导了由标量辐射引起的辐射反作用力和相应的后开普勒参数(PKP)。我们使用不同的脉冲星到达时间(TOA)数据集探测PKP的标量修正。特别地，我们聚焦于具有大轨道频率的系统，因为非共形耦合引起的PKP项贡献对更高频率敏感。我们发现最具约束性的脉冲星计时为PSR B1913+16和双脉冲星PSR J0737-3039A/B，其量级相当于太阳系中由夏皮罗效应得到的卡西尼号对共形耦合的约束。结合其他脉冲星计时的约束给出共形耦合的上界β^2 < 2.33·10^{-5}以及非共形耦合尺度下界Λ ≥ 1.12 MeV，分别可与卡西尼号约束和GW-170817约束相比拟。还讨论了未来带黑洞伴星的脉冲星计时测量。
引用
@article{arxiv.2212.03098,
title = {Stringent Pulsar Timing Bounds on Light Scalar Couplings to Matter},
author = {David Benisty and Philippe Brax and Anne-Christine Davis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03098},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 9 figures, Accepted in Phys. Rev. D