利用 CMB 角功率谱研究暗物质 - 光子相互作用
宇宙学与河外天体物理
2014-05-01 v3 高能物理 - 唯象学
摘要
在本文中，我们探讨了暗物质 - 光子相互作用对 CMB 角功率谱的影响。利用 Planck 卫星的一年数据发布，如果截面为常数，我们推导出暗物质 - 光子弹性散射截面的上限为 sigma_{DM-photon} < 8 x 10^{-31} (m_DM/GeV) cm^2 (68% CL)；如果其随温度平方缩放，则当前值的上限为 sigma_{DM-photon} < 6 x 10^{-40} (m_DM/GeV) cm^2 (68% CL)。对于此类极限截面，相对于 LCDM 预测，B 模和 TT 角功率谱分别在 l > 500 和 l > 3000 时受到抑制，这表明来自 CMB 偏振实验和 Planck 的后续数据可能有助于约束和刻画暗区物理。这实质上开启了一种新型暗物质搜寻，其独立于暗物质是湮灭、衰变还是不对称的。因此，任何能够测量高 l 处温度和/或偏振功率谱的 CMB 实验都应能够调查暗物质的潜在相互作用，并促进我们对其本质的基本理解。
引用
@article{arxiv.1309.7588,
title = {Using the CMB angular power spectrum to study Dark Matter-photon interactions},
author = {Ryan J. Wilkinson and Julien Lesgourgues and Celine Boehm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.7588},
year = {2014}
}
备注
9 pages, 5 figures. V2: References added, minor clarifications. V3: Matches version in JCAP