Gravitational wave probes of axionlike particles
Gravitational wave probes of axionlike particles
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轴子粒子的引力波探测器
DOI：
10.1103/physrevd.102.075033
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发表时间：
2019
影响因子：
5
通讯作者：
B. Stefanek
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
C. S. Machado;Wolfram Ratzinger;P. Schwaller;B. Stefanek
我们最近发现，轴子和类轴子粒子（ALP）在早期宇宙中开始振荡时，可能会发射出可观测到的随机引力波（GW）背景。在这份说明中，我们确定了ALP参数空间的区域，这可能是由未来的GW探测器，包括地面和空间为基础的干涉仪和脉冲星定时阵列探测。有趣的是，这些实验有能力探测轴子从下而上，即在非常弱的耦合制度，否则不受约束。此外，我们还讨论了有限暗光子质量和动力学混合对机制的影响，以及对轴子与标准模型场耦合的敏感性。我们的结论是，现实的轴子和ALP的情况下，确实可能会探测GW的实验在未来，并提供进一步研究的信号模板。
We have recently shown that axions and axion-like particles (ALPs) may emit an observable stochastic gravitational wave (GW) background when they begin to oscillate in the early universe. In this note, we identify the regions of ALP parameter space which may be probed by future GW detectors, including ground- and space-based interferometers and pulsar timing arrays. Interestingly, these experiments have the ability to probe axions from the bottom up, i.e. in the very weakly coupled regime which is otherwise unconstrained. Furthermore, we discuss the effects of finite dark photon mass and kinetic mixing on the mechanism, as well as the (in)sensitivity to couplings of the axion to Standard Model fields. We conclude that realistic axion and ALP scenarios may indeed be probed by GW experiments in the future, and provide signal templates for further studies.
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