Analysis of carbon monoxied absorption at z=2.5 to constrain variation of the proton-to-electron mass ratio
研究了类星体SDSS J000015.16+004833.2光谱中一氧化碳的吸收，以导出质子-电子质量比μ随时间变化的约束。使用VLT/UVES记录光谱，并使用超校准技术对长范围波长尺度失真进行部分校正。在z =2.52的阻尼Lyman-alpha系统中，检测到八个属于A-X电子吸收系统的CO单重-单重振动带和一个扰动的d3-X（5，0）单重-三重振动带.使用综合拟合技术对光谱进行建模，得到最终值Dmu/mu=（1.8 +/- 2.2 +/- 0.4）x10 e（-5），这与在11.2 Gyrs的回顾时间内没有变化一致。
2017-02-10 astro-ph.CO astro-ph.GA
Cosmic Variation of Proton to Electron Mass Ratio with an interacting Higgs Scalar Field
我们讨论了即使质子-电子质量比发生变化，也完全有可能实现宇宙在物质/辐射主导的减速和暗能量主导的加速之间的平稳过渡.该变化被纳入引力理论中，使用具有非平凡自相互作用势的宇宙学希格斯标量场，导致不同的希格斯真空期望值（VEV）。这与一系列类星体的分子吸收光谱数据吻合得很好。通过与晚期宇宙学的比较，证明了用马尔可夫链蒙特卡罗模拟和JLA+OHD+BAO观测数据的一致性。我们发现，变化的模式是嵌入在不断发展的状态方程（EOS）的标量暗能量/物质组件，但留下可忽略不计的痕迹的有效状态方程的系统。本文讨论了标量扩展引力理论的三种情况：（a）最小耦合标量，（b）非最小耦合标量和（c）广义Brans-Dicke体系。我们还给出了一个玩具模型的统一宇宙的历史，从通货膨胀到现在的时代，并讨论如何希格VEV可能会改变作为一个功能的回望时间。
2021-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraints on the electron-to-proton mass ratio variation at the epoch of reionization
利用CI和CII的远红外精细结构跃迁和CO的转动跃迁，研究了再电离时（z > 6）电子-质子质量比μ = m_e/m_p的假设变化。Δ mu/mu =（mu_obs - mu_lab）/mu_lab =（0.7 +/- 1.2）x10^-5（1 σ）的约束条件在= 6.31处得到<z>，这是迄今为止在如此高的红移下对mu变化的最严格限制。对于在z = 0和z = 1100之间的所有可用Δ mu/mu估计值，-重组时期，-推导出回归曲线Δ mu/mu = k_mu（1+z）^p，其中k_mu =（1.6 +/- 0.3）x10^-8，p = 2.00 +/- 0.03。如果得到证实，这将意味着暗物质/暗能量的动力学性质。
2020-08-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Computational insight into diatomic molecules as probes to measure the variation of the proton-to-electron mass ratio
天体物理分子光谱学是通过探测质子与电子质量比$μ$的变化来寻找新物理的重要手段。新的分子探针可以更严格地限制$μ$的变化，为新物理理论提供更好的指导。在这里，我们总结了我们以前的论文\citep{19SyMoCu.CN}的天文学家，突出的重要性，准确估计峰值分子丰度和温度，以及光谱分辨率和灵敏度的望远镜在不同区域的电磁波谱。虽然我们研究的11个天体物理双原子分子中没有一个在天体物理环境的可观察强度下显示出增强的灵敏度，但我们对有助于高灵敏度的因素有了更好的了解。从我们的研究结果来看，CN，CP，SiN和SiC显示出所有天体物理双原子分子中最有希望进行进一步研究的分子，目前正在对CN进行进一步的工作。
2020-08-25 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Searching for cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio using a single $H_2$ system
本文提出利用 QSO 0347-383 的单个 $H_2$ 系统光谱，在 Lyman-Alpha 线中对比观测与实验室数据，测得 $z_{abs}=3.025$ 时质子-电子质量比的宇宙学变化。
2024-02-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
First constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio from two independent telescopes
利用ESO甚大望远镜（Paranal，Chile）上的UVES光谱仪，沿明亮类星体源J2123 $-$ 005的视线，分析了一个高红移天体中包含最多氢谱线（90条H2谱线和6条HD谱线）的高信噪比光谱。这提供了对质子与电子质量比Dmu/mu =（8.5 \pm 3.6_{stat} \pm 2.2_{syst}）× 10^{-6}，红移z=2.059$，这与最近发表的在凯克望远镜上观察到的同一系统的结果吻合得很好，得出Dmu/mu =（5.6 \pm 5.5_{stat} \pm 2.9_{syst}）x 10^{-6}。两种分析均使用相同的稳健吸收线拟合程序，并详细考虑了系统误差。
2011-04-15 astro-ph.CO physics.atom-ph
Constraint on a variation of the proton-to-electron mass ratio from H2 absorption towards quasar Q2348-011
本文分析了Q2348-011在红移zabs = 2.426处观测到的氢分子吸收特征，以探测质子-电子质量比mu=mp/me的可能变化。Q2348-011是迄今为止在高红移处分析过的最复杂的氢吸收系统。其特征在于至少有七个明显可见的分子速度分量。通过综合拟合的方法，同时模拟了与H2的每次跃迁相关的多个速度分量。基准模型得出dmu/mu =（-0.68 +/- 2.78）x 10^-5，没有迹象表明这种吸收剂的mu与其当前的实验室值不同。虽然不像最近提供的其他吸收器那样严格限制，但这个结果与以前分析的所有H2方位视线的结果是一致的。将所有这些测量结果结合起来，得出红移范围z =（2- 3）时dmu/mu < 10^-5的约束条件。
2011-12-02 astro-ph.CO
New constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio from Q0528-250
类星体光谱中的分子氢跃迁可以用来限制质子-电子质量比（$μ\equiv m_p/m_e$）在高红移（$z\gtrsim 2$）处的变化。本文分析了类星体Q 0528 $-$ 250的一个新光谱，该光谱是在甚大望远镜上的紫外和可见中阶梯摄谱仪（UVES）上获得的，并分析了该光谱中著名的H $_2$吸收体$z=2.811$。这是我们第一次在这个系统中检测到HD（氘代分子氢），柱密度为$\log_{10}(N/\mathrm{cm^{-2}})=13.27 \pm 0.07$ ; HD对$μ$的变化很敏感，因此我们将其包括在我们的分析中。使用76 H $_2$和7 HD跃迁，我们将$μ$与当前实验室值的变化限制为$Δμ/μ= (0.3\pm 3.2_\mathrm{stat} \pm 1.9_\mathrm{sys})\times 10^{-6}$，这与$μ$中没有宇宙学变化以及其他H $_2$ /HD吸收体的先前结果一致。系统不确定性的主要来源涉及光谱的精确波长校准和望远镜多次曝光在一个像素网格上的再分散。
2011-06-28 astro-ph.CO astro-ph.IM
Sensitivity to a possible variation of the Proton-to-Electron Mass Ratio of Torsion-Wagging-Rotation Transitions in Methylamine (CH3NH2)
我们确定了甲胺（CH_3 NH_2）基态的扭-摆-转跃迁对质子-电子质量比μ的可能变化的灵敏度。我们的计算使用一个有效的哈密顿量的基础上的高势垒隧穿形式主义结合扩展群的想法。导出了该模型中使用的分子参数的μ依赖性，并使用甲胺的不同同位素体的光谱数据验证了其中最重要的参数。我们发现一个显着增强的灵敏度系数，由于内部旋转，整体旋转和反转能量分裂之间的能量抵消。不同跃迁的灵敏度系数范围为-19至+24。最近在位于类星体PKS 1830-211前面的z = 0.89的旋涡星系盘中观测到的78.135、79.008和89.956 GHz跃迁的灵敏度系数[S. Muller et al. Astron. Astrophys. 535，A103（2011）]计算出前两次跃迁的平均值为-0.87，第三次跃迁的平均值为-1.4。根据这些跃迁，我们可以初步推断出质子与电子质量比变化的上限为Δμ/μ< 9 x 10^{-6}。
2012-01-10 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Constraint on a cosmological variation in the proton-to-electron mass ratio from electronic CO absorption
为了寻找质子-电子质量比$μ$在宇宙学时间尺度上的可能变化，首次研究了一氧化碳（CO）在亚阻尼Lyman-$α$吸收体中向背景类星体SDSS J123714.60+064759.5（J1237+0647）的红移$z_{abs} \simeq 2.69$吸收.观测是用甚大望远镜/紫外线和目视中阶梯摄谱仪进行的，信噪比为每2.5公里每像素40个$^{-1}$，在$\sim 5000$上。在该吸收体中检测到13个CO振动带：PDMATHABM-X $^{1}Σ^{+}$（$ν'$，0）为$ν' = 0 - 8$，B $^{1}Σ^{+}$ - X $^{1}Σ^{+}$（0，0），C $^{1}Σ^{+}$- X $^{1}Σ^{+}$（0，0）和E PDMATHABM-X $^{1}Σ^{+}$（0，0）单重-单重带和d $^{3}Δ$-X $^{1}Σ^{+}$（5，0）单重-三重带。更新的数据库，包括最精确的分子输入所需的$μ$ -变化分析的旋转水平$J = 0 - 5$，过渡波长，振子强度，自然寿命阻尼参数，和灵敏度系数的质子-电子质量比的变化。一个全面的拟合方法被用来一次拟合所有的CO带和$Δμ/μ= (0.7 \pm 1.6_{stat} \pm 0.5_{syst}) \times 10^{-5}$的一个独立的约束来自CO。在相同的J1237+0647吸收剂中使用分子氢和C…
2016-05-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Anomalous phosphine sensitivity coefficients as probes for a possible variation of the proton-to-electron mass ratio
本文用稳健的变分方法研究了磷化氢（PH $_3$）的转动振动光谱对质子-电子质量比$μ$可能的宇宙学变化的敏感性。虽然大多数计算的灵敏度系数，$T$，涉及低振动态获得的$T\approx-1$和$T\approx-1/2$的旋转和振转跃迁的预期值，分别，异常的灵敏度被发现的$ν_2/ν_4$，$ν_1/ν_3$和$2ν_4^{\ell=0}/2ν_4^{\ell=2}$流形的PH $_3$的$A_1\!-\!A_2$分裂。这些状态之间的显著科里奥利相互作用与偶然简并的$A_1$和$A_2$能级一起产生一系列增强的灵敏度系数。磷化氢预计会出现在许多不同的天体物理环境中，并有可能用于研究漂移常数。此外，所显示的行为暗示了${\bf C}_{3\mathrm{v}}\mathrm{(M)}$对称性分子中更广泛的趋势，从而表明高阶振转相互作用引起的分裂非常适合探测空间中其他对称顶部分子中的$μ$，因为这些低频跃迁可以直接被射电望远镜检测到。
2018-08-16 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Weyl-Cartan-Weitzenböck gravity as a generalization of teleparallel gravity
我们考虑Weyl-Cartan时空中的引力模型，其中也施加了曲率和挠率标量之和为零的Weitzenböck条件。此外，扭转的动力学项也包括在引力作用中。该模型的场方程是由Hilbert-Einstein型变分原理得到的，它们分别用外尔矢量和挠率这两个场来描述引力场.宇宙学应用的模型进行了调查的一个特定的选择的自由参数，其中的扭转矢量是成比例的外尔矢量。根据宇宙学模型参数的数值，可以获得多种动态演化，从暴胀/加速膨胀到非暴胀行为。特别是，我们表明，德西特型后期的时间演化可以自然地从模型的场方程。因此，目前的模型导致的可能性，一个纯粹的几何描述的暗能量，其中宇宙的后期时间加速是由内在的几何时空。
2012-10-10 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Accurate Prediction of the Ammonia Probes of a Variable Proton-to-Electron Mass Ratio
利用TROVE方法对$^{14}$ NH $_3$、$^{15}$ NH $_3$、$^{14}$ ND $_3$和$^{15}$ ND $_3$的振动-转动-反转跃迁的质量敏感性进行了变分研究。变分计算是稳健和准确的，提供了一种新的方法来计算灵敏度系数。特别注意的是$Δk=\pm 3$过渡之间的偶然巧合的旋转反转能级的$ν_2=0^+,0^-,1^+$和$1^-$状态，和反转过渡的$ν_4=1$状态受“巨人”$l$型倍增效应。这些过渡表现出高度异常的灵敏度，从而出现作为一个可能的宇宙学变化的质子-电子质量比$μ$的有前途的探针。此外，计算的灵敏度的同时比较揭示了相当大的同位素依赖性，这可能有助于独家氨检测。
2015-05-22 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Acetaldehyde as a molecule for testing variations of electron-to-proton mass ratio
Ioffe Institute（约费物理技术研究所）；St. Petersburg Electrotechnical University “LETI”（圣彼得堡电气工程学院（LETI））；Petersburg Nuclear Physics Institute of NRC “Kurchatov Institute”（俄罗斯国家研究中心“库尔恰托夫研究所”圣彼得堡核物理研究所）
乙醛分子用于测试电子-质子质量比变化，通过量子力学计算得出灵敏度系数范围，并限制了局部位置不变性破坏的可能范围。
2025-12-24 astro-ph.CO astro-ph.GA physics.atom-ph
Sensitivity of Transitions in Internal Rotor Molecules to a Possible Variation of the Proton-to-Electron Mass Ratio
最近，甲醇被鉴定为探测质子-电子质量比$μ$的变化的敏感靶系统[Jansen \emph{et al.} Phys. Rev. Lett. \textbf{106}，100801（2011）]。甲醇的高灵敏度源于分子的整体旋转和受阻内部旋转之间的相互作用--即，将内部旋转能量转换成整体旋转能量的跃迁，或反之亦然，引起灵敏度系数$K_μ$的增强。由于内旋转是多原子分子中的常见现象，因此其他分子可能显示出类似或甚至更大的效应。在本文中，我们概括的概念，形成在甲醇中的高灵敏度的基础，并使用此来构建一个近似模型，该模型允许估计的灵敏度内转子分子与$C_{3v}$对称性的转变，而不执行一个完整的计算能级。我们发现，可以得到一个可靠的估计过渡灵敏度从三个转动常数（$A$，$B$，和$C$）和三个扭转常数（$F$，$V_3$和$ρ$）。通过比较甲醇，乙醛，乙酰胺，甲酸甲酯和乙酸的分子哈密顿量的全面分析得到的灵敏度，该模型进行了验证。从所考虑的分子，甲醇似乎是最合适的候选人，为实验室和宇宙学的测试寻找一个可能的变化$μ$。
2011-09-23 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Diatomic rovibronic transitions as potential probes for proton-to-electron mass ratio across cosmological time
天体物理分子光谱学是通过探测质子与电子质量比$μ$的变化来寻找新物理的重要方法，现有的限制将变化限制在小于10 $^{-17}$ /年的分数变化。为了改善这一限制，从而为新物理学理论提供更好的指导，新的分子探针将是有用的。这些探测器必须具有天体物理学上可观察到的光谱跃迁，并且对质子与电子质量比的变化具有不同的灵敏度。在这里，我们简要地详细说明了天体物理观测如何约束一组潜在的分子探针和有前途的敏感转换的基础上，这些转换的频率和强度如何与可用的望远镜和观测约束。我们的详细调查集中在天体物理双原子分子的振子跃迁，使用光谱模型的11个光子识别敏感的转换和探测它们通常如何出现在真正的复杂分子与许多电子状态和精细结构。虽然没有一个11个的Epherics调查有可能是天体物理学观察到的敏感的过渡，我们发现，在高温（1000 K），这些Epherics五有一个显着的低强度敏感的过渡所产生的意外近简并振动水平之间的地面和激发电子状态。这一见解使所有天体物理学的质子到电子质量变化的潜在探针，与CN，CP，SiN和SiC的筛选是最有前途的候选人，为进一步调查的灵敏度在rovibronic转换。
2020-01-17 astro-ph.CO physics.atom-ph physics.chem-ph
Keck telescope constraint on cosmological variation of the proton-to-electron mass ratio
本文分析了最近在红移z_abs=2.059处发现的向明亮背景类星体J2123-0050的分子跃迁，以限制质子-电子质量比μ =m_p/m_e的宇宙学变化。用Keck望远镜观测到的光学阶梯光谱是迄今为止此类分析中分辨率最高、H_2跃迁数最多的光谱（86）。此外，（七）HD转换是第一次使用，以约束μ变化。这些因素以及采用尽可能少的自由参数的分析，强烈地限制了mu与当前实验室值的相对偏差：dmu/mu =（+5.6+/-5.5_stat+/-2.9_sys x10 ^{-6}，表明吸收器中的mu值并不显著较大。这是第一个凯克结果，以补充最近的零约束，从三个系统在z_abs>2.5观察到的超大望远镜。主要的可能的系统误差源于波长校准的不确定性。特别是，在阶梯光栅阶尺度上的波长解决方案中的失真估计约占总系统误差分量的一半，但我们的估计是依赖于模型的，因此可能会低估或高估的实际效果，如果存在的话。为了帮助今后这类μ-变化的分析，以及H_2的其他天体物理研究，我们提供了一个汇编的最精确的实验室波长和计算参数的重要的吸收线工作与氢莱曼极限红的H_2跃迁。
2010-01-22 astro-ph.CO
Stringent bounds to spatial variations of the electron-to-proton mass ratio in the Milky Way
氨的方法来探测的变化的电子-质子质量比，Δ_μ/μ，适用于致密的星前分子云在银河系中的第一次。在英仙座分子云中观测到的21个NH_3/CCS对的仔细选择的样品提供了偏移Δ V（CCS-NH_3）= 36+/-7_{stat}+/-13.5_{sys} m/s。Pagani等人（2009）在一个孤立的致密岩芯L183中发现了NH_3（J，K）=（1，1）和N_2H+ J = 1-0之间的类似偏移Δ V = 40.8 +/- 12.9_{stat} m/s。总的来说，这些观察结果提供了在Δ V < 100 m/s的水平下氨与其他分子之间的最大偏移的安全界限。这个界限对应于Delta_mu/mu <1 E-7，这比现有的河外约束敏感一个数量级。从表面上看，测得的Delta V显示NH_3和这两种其他分子的线中心之间的正位移，并表明实际偏移，这意味着Delta_mu/mu约为4 E-8。如果Delta_mu/mu遵循局域引力势的梯度，那么得到的结果与太阳系实验室原子钟实验有5个数量级的冲突，因此需要一个变色龙型的标量场模型。目前计划进行涉及其他分子和更广泛对象的新测量以及分子静止频率的验证，以确认这些初步迹象。
2009-07-07 astro-ph.CO
Constraint on a varying proton-to-electron mass ratio from molecular hydrogen absorption toward quasar SDSS J123714.60+064759.5
为了寻找质子-电子质量比μ在宇宙学时间尺度上的可能变化，分析了亚阻尼莱曼α吸收体中红移z = 2.69的氢分子向背景类星体SDSS J123714.60+064759.5的跃迁.该系统由三个吸收云组成，其中检测到137个H2和HD吸收特征。观测是用甚大望远镜/紫外和目视中阶梯摄谱仪进行的，其信噪比为每2.5公里/秒像素32，覆盖波长从356.6至409.5纳米。采用一种综合拟合的方法，一次拟合所有的吸收特征。通过对小行星和“太阳孪生”光谱的测量，详细分析了波长校准失真的系统影响，并进行了校正。吸收器和当前实验室值之间的mu相对变化的最终约束为dmu/mu =（-5.4 \pm 6.3 stat \pm 4.0 syst）x 10^（-6），与11.4 Gyrs的回顾时间内无变化一致。
2015-08-29 astro-ph.CO astro-ph.GA
Limits on the spatial variations of the electron-to-proton mass ratio in the Galactic plane
目标。通过限制银河系平面天体中测量的电子-质子质量比mu = m_e/m_p的分数变化来验证爱因斯坦等效原理（局部位置不变性）。方法.在Medicina 32-m和Effelsberg 100-m射电望远镜上对NH_3（1，1）逆温线和其它分子的纯转动线（即所谓的氨方法）的暗云进行了高分辨率光谱观测，以测量转动和逆温跃迁之间的径向速度偏移Δ RV = V_rot-V_inv，这两种跃迁对μ值具有不同的敏感性。结果在我们之前的观测（2008-2010）中，平均偏移<Delta RV>= 0.027+/-0.010 km/s [3 sigma置信水平（C.L.）]被测量。为了测试可能隐藏的错误，我们在2010-2013年对分子核心样本进行了额外的观察。结果表明，径向速度存在振幅约为0.02 km/s的系统误差。HC 3 N（2-1）、HC 5 N（9-8）、HC 7 N（16-15）、HC 7 N（2 - 1 -20）和HC 7 N（23-22）的旋转跃迁和NH 3（1，1）的反转跃迁的径向速度之间的平均偏移<Delta RV>= 0.003+/-0.018 km/s（3 sigma C.L.）。当根据Δ mu/mu=（mu_obs-mu_lab）/mu_lab解释时，该值将mu变化限制在Δ mu/mu < 2*10^{-8}（3 sigma C.L.）的水平，这是对基于天文观测…
2013-10-07 astro-ph.CO astro-ph.GA
