基于宽带原子重力梯度仪的超奈奎斯特超轻暗物质搜寻
高能物理 - 唯象学
2023-10-16 v2 宇宙学与河外天体物理
原子物理
摘要
原子重力梯度仪已成为探测频率在约 Hz 至 Hz 之间振荡的标量超轻暗物质（ULDM）候选者的有力宽带探针。频率大于 Hz 的 ULDM 信号超过了原子重力梯度仪的预期奈奎斯特频率，因此受到混叠及信号折叠、频谱失真等相关现象的影响。为促进超奈奎斯特 ULDM 信号的发现，本文在一个稳健的基于似然的框架下研究了这些效应对参数重建的影响。我们证明，只要实验频率分辨率大于 ULDM 信号线宽，就能实现对 ULDM 参数的准确重建。值得注意的是，由于频率相差采样频率整数倍的 ULDM 候选者会在同一混叠频率处被识别，我们的发现分析在参数空间中恢复了离散的“岛屿”。我们的研究代表了在暗物质直接探测背景下对混叠现象的首次全面探索，并为利用原子重力梯度仪增强 ULDM 探测策略铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2306.16477,
title = {Super-Nyquist ultralight dark matter searches with broadband atom gradiometers},
author = {Leonardo Badurina and Ankit Beniwal and Christopher McCabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.16477},
year = {2023}
}
备注
28 pages plus appendices, 12 figures. v2: matches published version