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希格斯化非阿贝尔暗物质中的杨-米尔斯星

高能物理 - 唯象学 2022-10-31 v3 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 理论

摘要

具有自相互作用并伴随引力的玻色场论通常允许存在称为孤子的束缚态。取决于该场的自旋性质,它们甚至可以携带宏观本征自旋极化。聚焦于 SU(22) 情形,我们描述了具有重希格斯子的非阿贝尔理论中的极化孤子,我们称之为“杨-米尔斯星”。由于两类自相互作用——由杨-米尔斯结构引起的排斥性相互作用,以及由希格斯交换引起的吸引性相互作用——我们可以拥有多样的孤子族。取决于该理论的各种参数,如杨-米尔斯矢量场质量 mm、暗希格斯场质量 MφM_{\varphi} 和规范耦合常数 gg,这些天体可以具有天体物理尺度的不同大小和质量,并携带大的本征自旋和/或同位旋,从而产生有趣的现象学含义。即使矢量质量高达 m10m \simeq 10 eV,我们仍可容纳规范耦合 g104105g \lesssim 10^{-4}-10^{-5},且仍规避子弹星系团约束。对于这些参数,可能存在宇宙学长寿的孤子,其半径大至 rs105Rr_{s} \sim 10^{5}\,R_{\odot},质量 Ms10MM_{s} \sim 10 M_{\odot},携带 Ms/m1066M_{s}/m \sim 10^{66} 量级的本征自旋和同位旋极化。作为 SU(22) 希格斯模型中孤子解空间的一个子集,最后我们还明确讨论了阿贝尔希格斯模型中的孤子。

关键词

引用

@article{arxiv.2205.03418,
  title  = {Yang-Mills stars in Higgsed non-Abelian dark matter},
  author = {Mudit Jain},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03418},
  year   = {2022}
}

备注

16 pages, 6 figures, 1 table. Updated towards the accepted version in PRD