Testing Dark Decays of Baryons in Neutron Stars
Testing Dark Decays of Baryons in Neutron Stars
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测试中子星中重子的暗衰变
DOI：
10.1103/physrevlett.121.061801
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发表时间：
2018
影响因子：
8.6
通讯作者：
Shelton, Jessie
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Baym, Gordon;Beck, D. H.;Geltenbort, Peter;Shelton, Jessie
对质量大于一个太阳质量的中子星的观测对任何奇异的中子衰变模式提出了严格的要求，这种模式可以解释束流和中子寿命瓶测量之间的差异。如果中子可以衰变成稳定的、弱相互作用的暗费米子，那么中子星的最大可能质量是，而所有经过充分测量的中子星质量都超过1。中子星的存在进一步表明，对中子寿命之谜的标准模型以外的任何解释都要求暗物质是具有高度受限相互作用的多粒子暗扇区的一部分。除了中子寿命之谜，我们的结果表明，中子星通过破坏重子数的相互作用，提供了与标准模型耦合的GeV尺度暗扇区的独特和有用的探测器。
The observation of neutron stars with masses greater than one solar mass places severe demands on any exotic neutron decay mode that could explain the discrepancy between beam and bottle measurements of the neutron lifetime. If the neutron can decay to a stable, feebly interacting dark fermion, the maximum possible mass of a neutron star is, while all well-measured neutron star masses exceed one. The existence ofneutron stars further indicates that any explanation beyond the standard model for the neutron lifetime puzzle requires dark matter to be part of a multiparticle dark sector with highly constrained interactions. Beyond the neutron lifetime puzzle, our results indicate that neutron stars provide unique and useful probes of GeV-scale dark sectors coupled to the standard model via baryon-number-violating interactions.