利用原子多重梯度法在亚赫兹前沿搜寻超轻暗物质
高能物理 - 唯象学
2023-03-07 v3 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
摘要
单光子原子梯度法是一种强大的实验技术，可用于搜寻由超轻标量暗物质(ULDM)诱导的原子跃迁能量振荡。在亚赫兹 regime 下，背景预期由重力梯度噪声(GGN)主导，该噪声源于实验周围的质量涨落。在本工作中，我们将GGN建模为表面瑞利波，并构建了一个基于似然的分析，将GGN一致地纳入垂直原子梯度仪在1 mHz至1 Hz频率窗口内的灵敏度估计中。我们表明，在某些地质环境中，当运行由同一基线中三个或更多原子干涉仪组成的多重梯度仪配置时，GGN可显著缓解。多重梯度仪实验，例如AION和MAGIS-100的未来版本，有潜力探测亚赫兹 regime 下尚未被现有实验排除的标量ULDM参数空间区域。
引用
@article{arxiv.2211.01854,
title = {Ultralight dark matter searches at the sub-Hz frontier with atom multigradiometry},
author = {Leonardo Badurina and Valerie Gibson and Christopher McCabe and Jeremiah Mitchell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.01854},
year = {2023}
}
备注
28 pages plus appendices, 11 figures, comments welcome. v3: matches published version