Clockwork mechanism to remove superradiance limits
Clockwork mechanism to remove superradiance limits
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消除超辐射限制的发条机制
DOI：
10.1103/physrevd.102.055015
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发表时间：
2020
影响因子：
5
通讯作者：
Tanin, Erwin H.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mathur, Anubhav;Rajendran, Surjeet;Tanin, Erwin H.
黑洞时空的超辐射不稳定性已经被用来限制超轻玻色子。虽然模式的初始增长是引力的，因此与模型无关，但对新粒子施加限制的能力要求模式不受阻碍地增长到大的数量密度。粒子和其他光自由度之间的非线性相互作用通过高维算子介导，可以抑制这种增长，消除限制。然而，这些非线性也可能破坏这些光粒子的宇宙丰度，这是在几个实验中发现它们的一个有吸引力的途径。我们研究的QCD轴子的具体例子，并表明，这是很容易构建的模型，这些非线性消除超辐射的限制，同时保持其宇宙丰度。
The superradiant instability of black hole space-times has been used to place limits on ultra-light bosonic particles. While the initial growth of the mode is gravitational and thus model independent, the ability to place a limit on new particles requires the mode to grow unhindered to a large number density. Nonlinear interactions between the particle and other light degrees of freedom that are mediated through higher-dimension operators can damp this growth, eliminating the limit. However, these nonlinearities may also destroy a cosmic abundance of these light particles, an attractive avenue for their discovery in several experiments. We study the specific example of the QCD axion and show that it is easy to construct models where these nonlinearities eliminate limits from superradiance while preserving their cosmic abundance.
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