• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

激光干涉引力波天文台能探测到非湮灭暗物质吗?

Can LIGO Detect Nonannihilating Dark Matter?

作者信息

Bhattacharya Sulagna, Dasgupta Basudeb, Laha Ranjan, Ray Anupam

机构信息

Tata Institute of Fundamental Research, Homi Bhabha Road, Mumbai 400005, India.

Centre for High Energy Physics, Indian Institute of Science, C. V. Raman Avenue, Bengaluru 560012, India.

出版信息

Phys Rev Lett. 2023 Sep 1;131(9):091401. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.091401.

DOI:10.1103/PhysRevLett.131.091401
PMID:37721848
Abstract

Dark matter (DM) from the galactic halo can accumulate in neutron stars and transmute them into sub-2.5M_{⊙} black holes if the dark matter particles are heavy, stable, and have interactions with nucleons. We show that nondetection of gravitational waves from mergers of such low-mass black holes can constrain the interactions of nonannihilating dark matter particles with nucleons. We find benchmark constraints with LIGO O3 data, viz., σ_{χn}≥O(10^{-47})  cm^{2} for bosonic DM with m_{χ}∼PeV (or m_{χ}∼GeV, if they can Bose-condense) and ≥O(10^{-46})  cm^{2} for fermionic DM with m_{χ}∼10^{3}  PeV. These bounds depend on the priors on DM parameters and on the currently uncertain binary neutron star merger rate density. However, with increased exposure by the end of this decade, LIGO will probe cross sections that are many orders of magnitude below the neutrino floor and completely test the dark matter solution to missing pulsars in the Galactic center, demonstrating a windfall science case for gravitational wave detectors as probes of particle dark matter.

摘要

如果暗物质粒子质量大、稳定且与核子有相互作用,来自星系晕的暗物质(DM)可以在中子星中积累并将它们转变为质量小于2.5M⊙的黑洞。我们表明,未探测到来自此类低质量黑洞合并产生的引力波,可以限制不湮灭暗物质粒子与核子的相互作用。我们利用LIGO O3数据找到了基准限制,即对于质量约为PeV的玻色子暗物质(如果它们能玻色凝聚,mχ约为GeV时也是如此),σχn≥O(10−47) cm2,对于质量约为103 PeV的费米子暗物质,σχn≥O(10−46) cm2。这些限制取决于暗物质参数的先验值以及目前不确定的双中子星合并率密度。然而,到本十年末随着曝光量增加,LIGO将探测比中微子下限低多个数量级的截面,并完全检验暗物质对银河系中心失踪脉冲星的解释,这表明引力波探测器作为探测粒子暗物质的手段具有意外的科学价值。

相似文献

1
Can LIGO Detect Nonannihilating Dark Matter?激光干涉引力波天文台能探测到非湮灭暗物质吗?
Phys Rev Lett. 2023 Sep 1;131(9):091401. doi: 10.1103/PhysRevLett.131.091401.
2
Search for Gravitational Waves from High-Mass-Ratio Compact-Binary Mergers of Stellar Mass and Subsolar Mass Black Holes.搜寻恒星质量与次太阳质量黑洞的大质量比致密双星合并产生的引力波。
Phys Rev Lett. 2021 Jan 15;126(2):021103. doi: 10.1103/PhysRevLett.126.021103.
3
Did LIGO Detect Dark Matter?激光干涉引力波天文台(LIGO)探测到暗物质了吗?
Phys Rev Lett. 2016 May 20;116(20):201301. doi: 10.1103/PhysRevLett.116.201301. Epub 2016 May 19.
4
NonPrimordial Solar Mass Black Holes.非原初太阳质量黑洞。
Phys Rev Lett. 2018 Nov 30;121(22):221102. doi: 10.1103/PhysRevLett.121.221102.
5
Search for Subsolar-Mass Ultracompact Binaries in Advanced LIGO's First Observing Run.在高级 LIGO 的首次观测运行中搜索亚太阳质量的极紧凑双星。
Phys Rev Lett. 2018 Dec 7;121(23):231103. doi: 10.1103/PhysRevLett.121.231103.
6
Gravitational Wave Constraints on Planetary-Mass Primordial Black Holes Using LIGO O3a Data.利用LIGO O3a数据对行星质量原初黑洞的引力波限制
Phys Rev Lett. 2024 Sep 13;133(11):111401. doi: 10.1103/PhysRevLett.133.111401.
7
Dark Kinetic Heating of Neutron Stars and an Infrared Window on WIMPs, SIMPs, and Pure Higgsinos.中子星的暗动力学加热以及关于弱相互作用大质量粒子、超轻暗物质粒子和纯希格斯粒子的红外窗口
Phys Rev Lett. 2017 Sep 29;119(13):131801. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.131801. Epub 2017 Sep 26.
8
Probing Primordial Black Hole Dark Matter with Gravitational Waves.用引力波探测原初黑洞暗物质
Phys Rev Lett. 2017 Sep 29;119(13):131301. doi: 10.1103/PhysRevLett.119.131301. Epub 2017 Sep 28.
9
Constraints on the Primordial Black Hole Abundance from the First Advanced LIGO Observation Run Using the Stochastic Gravitational-Wave Background.基于第一阶段先进激光干涉引力波天文台观测运行中引力波背景的随机涨落对原始黑洞丰度的限制。
Phys Rev Lett. 2018 May 11;120(19):191102. doi: 10.1103/PhysRevLett.120.191102.
10
Prospects for observing and localizing gravitational-wave transients with Advanced LIGO, Advanced Virgo and KAGRA.利用高级LIGO、高级处女座探测器和神冈引力波探测器观测和定位引力波瞬变事件的前景。
Living Rev Relativ. 2020;23(1):3. doi: 10.1007/s41114-020-00026-9. Epub 2020 Sep 28.