通过2023年脉冲星计时阵列数据发布分析揭示引力子质量界限

多个脉冲星计时阵列（PTA）合作组在2023年年中报告了 Hellings-Downs 关联曲线的强证据。在这项工作中，我们通过分析来自 NANOGrav 15年数据发布和 CPTA 首次数据发布的重叠约化函数的观测数据，研究引力子质量界限。我们的数据分析结果给出了90%置信水平下引力子质量的最先进上限，即来自 NANOGrav 的 $m_{g}\lesssim8.6\times10^{-24}\mathrm{eV}$ 和来自 CPTA 的 $m_{g}\lesssim3.8\times10^{-23}\mathrm{eV}$。我们还研究了引力子质量界限的宇宙方差极限，即 $\sigma_{m_{g}}^{\mathrm{CV}}=4.8\times10^{-24}\mathrm{eV}\times f/(10~\mathrm{year})^{-1}$，其中 $f$ 为 PTA 观测的典型频带。这等价于引力波速度的宇宙方差极限，即 $\sigma_{v_{g}}^{\mathrm{CV}}=0.07c$，其中 $c$ 为光速。此外，我们讨论了这些结果对超轻张量暗物质情形的潜在启示。