Scalar radiation from Chameleon-shielded regions
我研究了围绕径向脉动质量的变色龙场的轮廓。重点的情况下,背景(静态)变色龙配置文件表现出薄壳,我添加小扰动的形式随时间变化的径向脉动的源。结果表明,变色龙场具有时间依赖性,在源区域存在标量辐射,球对称质量外的度规不是静态的。这有几个有趣的和潜在的可测试的后果。
2011-06-24 astro-ph.CO gr-qc
Galaxy Rotation Curves as a probe of Chameleon-Screened Scalar Fields
这篇论文因错误被作者撤回。
2012-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Chameleons with Field Dependent Couplings
某些标量-张量理论表现出所谓的变色龙机制,即标量场的观测特征被自相互作用和与周围物质的相互作用所隐藏。并非所有的标量张量理论都表现出这样的变色龙机制,这种机制最初是在具有逆幂失控势和与物质的场无关耦合的模型中发现的。本文研究了具有场依赖耦合和幂律势的标量场场论。我们证明了该理论确实是一个变色龙场论。我们发现薄壳解决方案的球体和Eöt-Wash实验,第五力搜索和卡西米尔力实验的后果进行调查。要求标量场逃避引力测试,我们发现,耦合是敏感的质量尺度,这是今天的哈勃尺度的顺序。
2010-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Chameleon scalar fields in relativistic gravitational backgrounds
本文研究了在球对称时空的相对论引力背景下,耦合到物质流体(称为变色龙场)的标量场$ϕ$的场分布。采用线性展开的引力势$Φ_c$在一个紧凑的物体的表面具有恒定的密度,我们推导出薄壳场的轮廓内和外的对象,以及由此产生的有效耦合与物质,解析。我们还进行了数值模拟类的逆幂律电位$V(ϕ)=M^{4+n} ϕ^{-n}$通过采用我们的分析解决方案提供的信息,以设置边界条件周围的中心的对象,并表明薄壳解决方案实际上存在的引力势$Φ_c$小于0.3,这稍微涵盖了中子星的情况。因此,在相对论引力背景中存在变色龙机制,能够降低有效耦合。由于薄壳的解决方案是敏感的边界条件的选择,我们的分析场剖面是非常有帮助的,以提供适当的边界条件$Φ_c \lesssim O(0.1)$。
2009-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effects of Chameleon Scalar Field on Rotation Curves of the Galaxies
研究了变色龙标量场对暗物质晕的有效密度和压力的影响。压力是由作用在物质上的变色龙第五种力产生的。我们证明,厚壳层非奇异边界条件,禁止奇点导致非常严格的约束时,适用于星系的物质变色龙耦合。我们认为,在一般的物理情况下,具有中心奇点的变色龙轮廓更容易发展。暗物质所经历的具有中心奇异性的变色龙轮廓中的变色龙第五力可以显著地改变星系的自转曲线。变色龙第五力可以产生陡峭的尖点的旋转曲线在任何暗物质从Navarro-Frenk-White(NFW)的伪等温(ISO)的轮廓开始。利用晚型低面亮度星系(LSB)的观测资料,估算了变色龙与暗物质之间的耦合常数的上限。其顺序为$β< 10^{-3}$。
2012-03-28 astro-ph.CO hep-ph
Towards a UV Completion for Chameleon Scalar Theories
变色龙是一种标量场,它直接与具有引力强度的普通物质耦合,但由于它们在高环境物质密度下获得的特性,它们仍然避开了引力测试的严格限制。变色龙理论最初是以一种自下而上的现象学方式构建的,其中势和物质耦合被设计成隐藏标量而不被实验发现。在本文中,我们试图将变色龙的情况下,字符串紧化,从而UV完成的情况下。我们寻找稳定的潜力,可以实现一个筛选机制,我们发现,体积模量,而一般的作品作为一个变色龙,事实上,超对称的潜力所使用的Kachru,Kallosh,林德和Trivedi(KKLT)是这种类型的一个例子。我们认为所有的约束条件,从重力测试,使我们能够把实验约束的KKLT参数。
2011-06-01 astro-ph.CO hep-th
Dynamical Chameleon Neutron Stars: stability, radial oscillations and scalar radiation in spherical symmetry
标量-张量理论的现象学在大尺度(例如宇宙学)上与广义相对论有很大的不同,它们通常不能通过局部的实验检验(例如在太阳系中),除非它们提出了一个合适的“屏蔽机制”。变色龙屏蔽就是一个例子,它可以在高密度环境中恢复局部广义相对论行为,至少在弱场和准静态结构中是这样。在这里,我们测试的有效性变色龙筛选强场和高度相对论/动力学条件下,进行完全非线性模拟的中子星受到初始扰动,导致他们振荡,甚至崩溃的黑洞。我们证实,屏蔽变色龙星是稳定的足够小的径向振荡,但后者的频谱显示偏离广义相对论的预测。我们还计算了坍缩过程中产生的标量通量的黑洞,并评论其可探测性与未来的引力波干涉仪。
2021-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Chameleon Mechanism in Scalar Nonmetricity Cosmology
本文在标量非度量性宇宙学中引入变色龙机制,分析 FLW 背景下无压气体与标量场的耦合,揭示联络选择决定相互作用结构及渐近解存在性。
2024-07-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Search for Scalar Chameleons with ADMX
具有“变色龙”性质的标量场,其中有效粒子质量是其局部环境的函数,在标准模型之外的许多理论中都很常见,并且可能是暗能量的原因。如果这些场与光子的耦合很弱,它们可以通过光子-变色龙-光子跃迁的“余辉”效应被探测到。ADMX实验被用于第一次利用微波谐振腔进行的变色龙搜索,为标量变色龙-光子耦合设定了一个新的极限,有效变色龙质量在1.9510到1.9525微电子伏特之间的情况下,标量变色龙-光子耦合的数值不包括在2*10^9到5*10^14之间。
2010-04-28 astro-ph.CO
Detecting Chameleon Dark Energy via Electrostatic Analogy
宇宙后期的加速膨胀可能是由小尺度上的标量场造成的,就像变色龙或变色龙场景一样。我们提出了这样的标量场和静电薄壳配置之间的类比,它允许一般扩展机构的场分布的计算。有趣的是,磁场显示出一种“避雷针”效应,即在尖形或细长形物体的两端附近增强。从这个对应关系,我们表明,非球形测试机构沉浸在背景场将经历一个净扭矩所造成的标量场。这种效应在引力的情况下没有对应物,可以在未来的实验中进行测试。
2012-05-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Screening Mechanism and Late-time Cosmology: Role of a Chameleon-Brans-Dicke Scalar Field
研究Brans-Dicke理论中标量场通过类似Chameleon的密度依赖有效质量规避局部测试并驱动晚期宇宙加速,观测数据支持Jordan Frame中存在温和的标量-物质相互作用。
2022-05-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A Proposed Experimental Search for Chameleons using Asymmetric Parallel Plates
与物质耦合的光标量场是暗能量理论和试图解决宇宙学常数问题的常见结果。变色龙屏蔽机制通常被调用,以抑制这些标量介导的第五力,足以避免目前的实验限制,没有微调。通过允许标量的质量随局部密度而变化来动态地抑制力。最近,它已被证明,不久的将来冷原子实验使用原子干涉有能力访问大部分的变色龙参数空间。在这项工作中,我们演示了如何利用不对称平行板的实验可以更深入地推进到变色龙可用的剩余参数空间。
2016-04-01 astro-ph.CO hep-ph
Searching for chameleon-like scalar fields with the ammonia method
本文用氨方法研究了银河系附近的暗云,并对暗云的电子质子质量比mu = m_e/m_p进行了讨论。这个比率,这是在不同的物理环境中测量的高(地球)和低(星际)密度的重子物质被认为是变化的变色龙状标量场模型,预测强烈的依赖性的质量和耦合常数的本地物质密度。在三台射电望远镜上对NH_3(J,K)=(1,1),HC_3NJ = 2-1和N_2H + J = 1-0谱线上的分子核进行了高分辨率光谱观测,以测量NH_3(1,1)以及对参数dmm =(mu_obs-mu_lab)/mu_lab具有不同灵敏度的其它分子的转动跃迁。DeltaV的测量值显示23 +/- 4_stat +/- 3_sys m/s的统计学显著速度偏移。当根据电子-质子质量比变化解释时,这推断出dmm =(2.2 +/- 0.4_stat +/- 0.3_sys)x10^{-8}。如果仅考虑保守上限,则氨与其它分子之间的最大偏移为|DeltaV| <= 30 m/s。这给出了在z = 0处对于dmm的最精确的参考点:|dmm| <= 3x 10 ^{-8}。
2010-02-10 astro-ph.CO
The shape dependence of chameleon screening
变色龙标量场可以通过改变它们的质量和局部密度来屏蔽它们相关的第五种力。这些模型是筛选机制的典型例子,并已成为宇宙学调查和地球实验的重要目标。特别是最近有很多兴趣在实验室中寻找变色龙的第五种力量。已知变色龙力在非球形源周围屏蔽较少,但仅在几个简单形状周围的场轮廓是解析已知的。在这项工作中,我们介绍了一个数值代码,解决了周围的任意形状的变色龙场与方位角对称放置在一个球形真空室。我们发现,偏离球面对称可以增加变色龙加速所经历的测试粒子的一个因素的$\sim 3$,和最少的屏蔽对象是那些最小化一些内部尺寸。
2018-03-13 astro-ph.CO gr-qc
Searching for chameleon-like scalar fields with the ammonia method. II. Mapping of cold molecular cores in NH3 and HC3N lines
在我们以前的工作中,我们发现在银河系分子核中观察到的HC 3 N(2-1)和NH 3(1,1)跃迁的径向速度之间存在统计上显著的偏移Δ V = 27 m/s。这可能表明,当在星际条件下测量时,与实验室(地球)环境相比,物质密度低10个数量级以上,电子与质子的质量比mu = m_e/m_p增加了3 × 10 ^{-8}。我们现在绘制从我们先前的样品中选择的四个分子核心L1498,L1512,L1517和L1400 K,以估计由于可能的速度梯度而导致的Delta V的系统效应。我们发现,在两个核心L1498和L1512的NH3(1,1)和HC 3 N(2-1)的过渡密切跟踪相同的材料,并显示出一个偏移Δ V = 26.9 +/- 1.2_stat +/- 3.0_sys m/s的整个云。用Δ mu =(mu_obs-mu_lab)/mu_lab表示的测量速度偏移给出Δ mu =(26 +/- 1_stat +/- 3_sys)x10^{-9}。
2010-08-06 astro-ph.CO
A Compendium of Chameleon Constraints
变色龙模型是一个具有屏蔽机制的标量场理论,它解释了宇宙学相关的光标量如何避免太阳系内寻找第五种力的限制。变色龙是一种流行的暗能量候选者,也出现在引力的$f(R)$理论中。虽然变色龙的设计是为了避免历史搜索的第五力,它不是不可观测的,许多努力已经进入确定最好的观测和实验来检测它。这些结果并不总是为相同的模型或相同的语言,一个特殊的问题时,比较天体物理和实验室搜索很难理解哪些区域的参数空间仍然存在。在这里,我们提出了结合约束的变色龙模型从天体物理和实验室搜索的第一次,并确定剩余的窗口参数空间。我们讨论了宇宙学变色龙搜索和未来的小规模探测的影响。
2016-09-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ex
A natural cosmological constant from chameleons
我们提出了一个简单的模型,其中有效的宇宙学常数出现在变色龙标量场。对于Kachru-Kallosh-Linde-Trivedi(KKLT)启发的势形式和与局部密度耦合的特定变色龙,近似恒定的标量场势的斑块聚集在密度高于一定值的物质区域周围,在大尺度上产生宇宙学常数的效果。这种构造同时解决了宇宙学常数问题(为什么$Λ$如此之小,但又不为零)和巧合问题(为什么$Λ$与现在的物质密度相当)。
2015-04-06 astro-ph.CO hep-th
Can the Chameleon mechanism explain cosmic acceleration while satisfying Solar System constraints ?
有质量张量-标量引力理论中的变色龙机制可以有效地减弱标量场与物质之间的非最小耦合。这种机制被用来调和宇宙学数据,需要引入暗能量与小尺度严格的限制广义相对论。在这篇文章中,我们提出了对这种机制的限制,这是通过宇宙学分析(基于超新星Ia数据)和太阳系分析(基于PPN形式主义)获得的。
2013-02-26 astro-ph.CO gr-qc
Chameleon Induced Atomic Afterglow
变色龙是一个标量场,它的质量取决于它所处环境的密度。变色龙必须与物质粒子耦合,并以类似于光子的方式激发原子能级之间的跃迁。当通过使激光束穿过恒定的磁场在光学腔内产生时,变色龙被捕获在腔壁之间并形成驻波。这种效应在激光束和磁场关闭的情况下也会产生余辉现象,可以用来探测变色龙场与物质的相互作用。
2010-09-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A general study of chameleon fifth force in gravity space experiments
本文研究的轮廓的标量场的标量张量理论的变色龙机制的背景下,重力空间任务,如显微镜实验。它分析了具有逆幂律势的模型的实验情况,这种势原则上可以在卫星内部产生第五种力,因此可以被检测到或受到约束。由于标量场的质量取决于局部物质密度,因此标量场的屏蔽主要取决于理论参数(与物质的潜在和非最小耦合)和卫星的几何形状。我们计算的标量场在1-,2-和3-维卫星配置,而不依赖于厚壳或薄壳近似的标量场的轮廓。特别是,我们考虑典型的几何形状与嵌套的圆柱体,这是接近显微镜的设计。在这种情况下,我们评估卫星内部测试体上相应的第五个力。这一分析澄清了先前关于变色龙力可通过空间实验探测的说法。
2019-07-24 astro-ph.CO gr-qc
Light scalars in light of UV/IR mixing: classicalization via synergy between Vainshtein and chameleon screenings
Université Claude Bernard Lyon 1, CNRS/IN2P3, IP2I Lyon, UMR 5822(里昂第一大学,法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所,IP2I里昂,UMR 5822)
本文研究光标量场理论中的经典化机制,通过k-essence模型展示Vainshtein屏蔽与变色龙屏蔽的协同作用,解决层级问题并实现紫外/红外混合。
2026-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Catastrophic Consequences of Kicking the Chameleon
驱动当前宇宙加速的“暗能量“的物理学仍然是神秘的,暗区可能涉及新的光动力场。如果这些光标量与物质耦合,那么屏蔽机制必须防止它们在局部介导不可接受的强第五力。这里我们考虑一个具体的例子:变色龙机制。我们表明,在宇宙的最初几分钟,变色龙场和屏蔽机制所采用的物质之间的耦合也对变色龙产生了灾难性的后果。变色龙耦合到应力-能量张量的迹线,在辐射主导的宇宙中,每当粒子物种变得非相对论性时,应力-能量张量暂时非零。这些“反冲”赋予变色龙场一个显著的速度,导致其有效质量以非线性的方式变化,从而产生大量的量子涨落。耗散效应强烈地改变了变色龙场的背景演化,使变色龙宇宙学以前的所有经典处理都无效。此外,由此产生的波动具有极高的特征能量,这使有效理论的有效性受到严重质疑。我们的结果表明,量子粒子的产生可以深刻地影响标量张量引力,以前没有考虑过的可能性。在这个新的背景下工作,我们还开发了强耗散制度中的粒子生产的理论和数值。
2013-03-29 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Neutron Stars in Screened Modified Gravity: Chameleon vs Dilaton
我们认为标量场轮廓周围的相对论紧凑的对象,如中子星的范围内修改的重力模型与屏蔽机制的变色龙和Damour-Polyakov类型。我们主要集中在逆幂律变色龙和环境依赖的变色龙作为这两种机制的例子。我们讨论了修改后的Tolman-Oppenheimer-Volkoff方程,然后实现了一种松弛算法来数值求解标量轮廓。我们发现,变色龙和变色龙的行为以类似的方式,有一个大的退化之间的修改后的重力参数和中子星状态方程。这是由各种模型参数的质量-半径关系的修改例示的。
2017-02-09 astro-ph.CO gr-qc
Chameleons in the Early Universe: Kicks, Rebounds, and Particle Production
变色龙引力是一种标量-张量理论,它包含了标量场和物质场之间的非最小耦合,但在太阳系中模仿了广义相对论。标量自由度隐藏在高密度环境中,因为变色龙标量的有效质量取决于应力-能量张量的迹线。在早期宇宙中,当物质应力-能量张量的迹线接近于零时,变色龙非常轻,哈勃摩擦阻止它达到其有效势的最小值。然而,每当一种粒子变得非相对论性时,应力-能量张量的迹线就暂时非零,变色龙就开始滚动。我们表明,这些“踢”的变色龙领域的变色龙引力的灾难性后果。反冲作用给变色龙的速度足够大,以至于变色龙的质量在滑过其势能最小值时迅速变化。这种非绝热演化通过量子粒子的产生产生极高的能量扰动来粉碎变色龙场。如果变色龙与物质的耦合比引力稍强,则激发模式具有跨普朗克动量。动量超过1 e7 GeV的模式的生产只能避免小耦合和微调的初始条件。这些量子效应也显着改变的背景演变的变色龙领域,我们开发新的分析和数值技术来处理量子粒子生产的制度强耗散。这一分析表明,变色龙引力不能被视为大爆炸核合成时的经典场论,并对变色龙引力作为广义相对论的替代方案的可行性提出了质疑。
2014-06-02 astro-ph.CO
Effects of a scalar fifth force on the dynamics of a charged particle as a new experimental design to test chameleon theories
本文描述了带电粒子在电磁场中存在标量第五种力时的动力学。聚焦于由变色龙场引起的第五种力,其轮廓可以在实验室中适当地设计,它绘制了它对静态和均匀磁场中粒子回旋运动的物理效应。第五个力引起的漂移的轨迹,估计分析和数值计算相比,由两个嵌套的圆柱体内的变色龙字段的激励配置文件。的影响和这种漂移的可检测性的大小进行了讨论,认为这可能提供一个新的实验设计,在实验室中测试小第五力。更重要的是,在宏观层面上,它感应出一个原则上也可以测量的电流,甚至可以让人们接近腔内标量场的横向分布。在这两种情况下,将磁场与局部重力场对齐抑制了牛顿重力的影响,否则牛顿重力的影响将比第五种力的影响大几个数量级,并且腔体对粒子的牛顿重力也被认为是可以忽略的。考虑到这一点,这个实验装置及其两种效应--对单个粒子的效应和宏观水平的效应--可能需要注意在实验室中证明其实际可行性。
2020-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fifth force induced by a chameleon field on nested cylinders
本文研究了标量第五力的性质,它出现在一个标量张量理论与变色龙屏蔽机制的重力空间任务的背景下,如显微镜实验。在这样的实验中,当圆柱体不是完全同轴时,变色龙场在实验的嵌套圆柱体内的传播会引起第五种力。我们提出了一种半解析方法来计算场分布和诱导的第五力,并将其与完整的数值模拟进行比较,在圆柱对称性被破坏的情况下。讨论了第五力与模型参数和实验几何参数的比例关系。我们发现,第五种力是排斥性的,因此增加了一个不稳定的刚度,应包括在力预算作用在检测器上。这开辟了一种新的方法来约束屏蔽模型中的标量第五力。
2020-04-17 astro-ph.CO gr-qc
Particles and forces from chameleon dark energy
变色龙暗能量是一种物质耦合的标量场,它通过变大质量来隐藏它的第五种力。我们估计扭摆约束的剩余第五力,由于模型与重力强度耦合。像Eot-Wash这样的实验即将排除“量子稳定”的变色龙模型,在这种模型中,对变色龙场和质量的量子修正仍然很小。我们还考虑了光子耦合变色龙,这可以通过余辉实验,如追逐测试。
2012-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Testing Chameleons Using Neutron Interferometry
变色龙是一个很好的动机标量场,可以解释观测到的宇宙后期加速膨胀。变色龙拥有一个有趣的特性,即它们的质量以及相互作用的范围取决于它们所处环境的密度。变色龙的一个非常吸引人的特征是在实验室环境中测试暗能量模型的潜力。在这里,我们简要回顾了两个拟议的实验,以寻找变色龙使用中子干涉技术的斯诺马斯2013年社区夏季研究。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph
Quantum Stability of Chameleon Field Theories
变色龙标量场是暗能量的候选者,它通过变大质量来抑制宇宙高密度区域的第五种力。我们考虑变色龙模型作为有效场论,并估计其潜力的量子修正。要求量子修正是小的,以便允许第五力的可靠预测,导致引力强度耦合的上限$m < 0.0073 (ρ/ 10 {\rm g\, cm}^{-3})^{1/3}$ eV,而第五力实验放置的下限$m>0.0042$ \,eV。在第五力实验的范围内,如果改进不到2倍,就可以检验所有经典的变色龙场论,这些场论的量子修正得到了很好的控制,并且与具有接近引力强度的物质耦合,而不管变色龙势的具体形式如何。
2012-06-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Tests of Chameleon Gravity
修正的引力理论,其中光标量与非平凡的自相互作用和非最小的耦合到物质变色龙和量子理论动态抑制偏离广义相对论在太阳系。在其他尺度上,筛选的环境性质意味着这些标量可能是相关的。筛选机制的高度非线性性质意味着它们避开了经典的第五力搜索,并且一直在努力设计新的和新颖的测试来探测它们,无论是在实验室还是使用天体物理对象,以及重新解释现有的数据集。这些搜索的结果通常使用不同的参数化来表示,这可能使得难以比较来自不同探测器的约束。这篇评论的目的是总结目前国家的最先进的搜索屏蔽标量耦合到物质,并将当前的边界转换成一个单一的参数化调查的国家的模型。目前,通常研究的变色龙模型是良好的约束,但不太常见的研究模型有很大的区域的参数空间,仍然是可行的。对称模型受到天体物理和实验室测试的良好约束,但在模型不受约束的两个尺度之间存在一个沙漠。变色龙与光子的耦合受到严格的限制,但变色龙与光子的耦合还有待探索。我们还总结了当前的界限$f(R)$模型,表现出变色龙机制(胡\& Sawicki模型)。其中最简单的理论受到天体物理探测器的严格约束,但目前很少有关于$R$更高幂次的理论的报道。审查结束时讨论了未来的前景,进一步使用即将到来的和计划中的实验约束筛选修改重力模型。
2018-02-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Combined cosmological and solar system constraints on chameleon mechanism
有质量张量-标量引力理论中的变色龙机制能有效地局部减弱标量场与物质之间的非最小耦合。调用这种机制来调和大规模偏离广义相对论(GR),据推测占宇宙加速,小尺度严格的限制GR。在本文中,我们仔细研究这个框架上的宇宙学和太阳系尺度模型参数的组合约束,特别是通过执行一个非模糊的推导像光度距离和当地后牛顿参数的观测。Ia型超新星的数据和PPN参数的容许域的似然分析清楚地表明,变色龙机制不能发生在同一区域的参数空间比一个必要的考虑宇宙加速与假设的Ratra-Peebles势和指数耦合函数。
2012-05-10 astro-ph.CO gr-qc
Extended Chameleons
我们扩展变色龙模型考虑标量流体理论之间的物质和标量场的耦合可以表示为一个二次有效势与密度依赖的最小值和质量。在这种情况下,我们研究了太阳系引力测试的标量场的影响,并表明,通过这些严格的约束模型仍然可以引起牛顿定律在银河系尺度上的大修改。在这些尺度上,我们分析模型,这可能会导致牛顿定律的维里半径以外的百分比偏差。然后,我们模型的暗物质晕的Navarro-Frenk-White的配置文件,明确地发现,第五种力量可以在一个特定的模型,其中的标量场质量是恒定的,其潜在的最小值与物质密度线性变化的银河系核心周围的大的贡献。在宇宙学的距离,我们发现,这个模型不会改变的增长大尺度结构,因此将最好的测试在星系尺度上,有趣的签名可能会出现在星系旋转曲线。
2017-03-08 astro-ph.CO gr-qc
Dynamical Casimir effect with screened scalar fields
本文首次分析了 chameleon 场对动力学卡西米尔效应的影响,通过含时 Bogoliubov 变换计算发现该场会导致粒子产生减少,开启了屏蔽标量场背景下量子场演化的讨论。
2024-04-03 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Dark Energy and Dark Matter in $f(R)$ Gravity and an Alternative Chameleon Mechanism
当$f"(R)$ = 0时,度规$f(R)$引力理论的行为就像带有宇宙学常数的GR,而在其他地方则像标量张量理论。我调查的过渡从$f"(R) \neq 0$ $f"(R) = 0$,并表明,这一理论可能提供一种方法来解释暗能量和/或暗物质,而不必利用变色龙机制,以符合太阳系的测试。
2013-09-13 astro-ph.CO gr-qc
Cosmological dynamics of a hybrid chameleon scenario
我们考虑一个混合标量场,它是非最小耦合的物质和模型的变色龙宇宙学。通过引入有效势,研究了有效势的极小值和混合变色龙场的质量与局域物质密度的关系。利用动力系统的方法,我们分析了这个双场变色龙模型的相空间,找到了它的不动点,并研究了它们的稳定性。我们表明,混合变色龙统治解决方案是一个稳定的吸引子和宇宙在这种设置经历了幻影鸿沟交叉。
2013-02-13 astro-ph.CO gr-qc
The Swampland and Screened Modified Gravity
我们认为,在爱因斯坦框架中的标量相互作用被屏蔽的标量张量理论的沼泽地的影响。我们表明,变色龙模型是不是在沼泽地提供的耦合到物质大于1和质量的标量场是远远大于哈勃率。我们将这些条件应用于逆幂律变色龙和变色龙。然后,我们集中在强耦合极限的弦论,定义在弦框架。我们表明,太阳系的重力测试意味着可行的引力子模型不在沼泽地。在未来的宇宙中,如果低能单标量描述仍然有效,并且与物质的耦合仍然有限,我们发现对于变色龙和光子机制的模型,标量场的能量密度必然为零。因此,在这些模型中,暗能量只是一种短暂的现象。但强耦合介子的情况并非如此,它继续缓慢演化,导致准德西特时空。
2019-11-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Chameleon Effects on Small Scale Structure and the Baryonic Jeans Mass
在牛顿宇宙学或广义相对论的框架中,导出一个质量标度是很简单的,在这个质量标度之下,坍缩的结构相对来说没有重子。我们研究如何列入一个变色龙标量场影响重子的金斯质量,铭记两个典型的情况下,引力强度之间的耦合的标量场和物质,以及强耦合制度,其中耦合是非常大的。我们发现,在变色龙理论中重子效应比在普通的广义相对论中持续到更小的尺度,特别是在强耦合的情况下。几个潜在的可观察到的后果,这是确定的。
2011-11-14 astro-ph.CO
Higgs production as a probe of Chameleon Dark Energy
在本文中,我们研究各种粒子物理效应的光,标量暗能量场与物质的变色龙般的耦合。我们表明,只有物质耦合的变色龙模型将诱导耦合到光子。在这样做的时候,我们得到了第一个微物理实现的变色龙暗能量模型耦合到电磁场强度。这一分析为目前和不久的将来对轴子和变色龙粒子的测试提供了额外的动力。在均匀耦合模型中,我们发现了变色龙耦合强度的一个新的界。我们还研究了变色龙场对Higgs产生的影响,这与强子对撞机有关。预计这些粒子将通过弱玻色子聚变或与Z或W相关的生产来制造希格斯粒子。我们表明,像Tevatron,大型强子对撞机将无法排除或观察变色龙通过这种机制,因为规范不变性的低能拉格朗日抑制可能出现的修正。
2010-05-05 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining chameleon models with cosmology
变色龙场可能会在星系团尺度上改变引力,同时在局部恢复广义相对论。本文回顾了非线性宇宙学结构中变色龙修改的签名,比较了不同的技术来模拟它们,总结了观测约束的当前状态,并总结了未来观测的前景约束以及在此过程中开发的分析工具在更一般的标量张量理论中的应用。特别关注的是胡Sawicki和设计师模型的f(R)重力。
2015-01-04 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology of Chameleons with Power-Law Couplings
在变色龙场论中,一个标量场可以与具有引力强度的物质耦合,并且由于自相互作用和与物质的耦合的结合,仍然可以避开局部引力约束。最初,这些理论是在与物质的恒定耦合下提出的,然而,变色龙机制也扩展到耦合变得依赖于场的情况。研究了具有幂律耦合和幂律势的变色龙模型的宇宙学。结果发现,这些广义变色龙,当可行的,有一个非常接近LCDM的背景扩展,但在某些特殊情况下,可以提高增长的线性微扰在低红移。对于模型,我们认为它被发现,这个区域的参数空间被排除了当地的重力约束。仅对暗物质施加耦合,避免了局部约束,并且可以在线性物质扰动上具有可观测的签名。
2011-03-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Can Chameleon Field be identified with Quintessence ?
在Einstein-Cartan引力理论的变色龙场,改变其质量依赖于其环境的密度,我们分析了宇宙演化的Friedmann-Einstein方程的膨胀参数$a$只依赖于时间。我们分析的问题,识别的变色龙领域的精髓,即一个典型的标量场负责暗能量动力学和加速宇宙膨胀。我们表明,由于宇宙学常数,有关的遗迹暗能量密度,是由扭转(天体物理学。J.829,47(2016)),变色龙场原则上可能具有某些本质的性质,例如对暗能量动力学和宇宙膨胀的加速甚至对后期加速的影响,但它不能完全与本质等同。
2020-10-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining chameleon field theories using the GammeV afterglow experiments
伽马V实验限制了变色龙标量场与物质和光子的耦合。在这里,我们提出了一个详细的计算这些约束下的变色龙余辉率。研究了GammeV约束对计算中各种假设的依赖性。我们讨论GammeV-追逐,第二代GammeV实验,这将提高GammeV在几个主要方面。使用我们的变色龙余辉率的计算,我们预测模型独立的约束GammeV-CHASE实现。然后,我们将这些限制应用到各种变色龙模型,包括四次变色龙和变色龙暗能量模型。新实验将能够探测当前测试无法触及的参数空间的大区域,例如第五力搜索,对遥远天体物理对象变暗的限制以及精细结构常数变化的界限。
2009-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Spherical Collapse in Chameleon Models
研究了在引力和变色龙标量场作用下,非相对论性物质的超密度引力坍缩。我们表明,球形塌陷模型是修改的变色龙场的存在。特别是,我们发现,即使变色龙效应可能是潜在的大,在小尺度上,对于足够大的初始尺寸的不均匀性的塌陷区域具有一个薄壳屏蔽变色龙场引起的重力的修改,恢复标准的重力结果。我们分析的行为的崩溃壳在宇宙学设置中的薄壳的存在下,发现,在通常的情况下,崩溃的临界密度取决于初始的共动大小的不均匀性。
2010-09-01 astro-ph.CO hep-th
Static structure of chameleon dark Matter as an explanation of dwarf spheroidal galactic core
提出了一种新的机制来解释最近观测到的富含暗物质的矮球状星系的核心暗物质密度分布。在我们的方案中,暗物质粒子的质量逐渐减少的功能,由于其与变色龙标量的中心的距离。当距离银心较近时,吸引标量第五力的强度远大于引力,并被暗物质云的费米压所平衡,从而得到暗物质晕的平衡静态位形。与孤立子星或费米子Q星的情况一样,暗物质晕的稳定性是在标量达到一个静态轮廓并在远离星系中心的地方达到一个渐近值时得到的。对于简单标量-暗物质相互作用势和二次标量自相互作用势,我们证明了暗物质的行为与冷暗物质(CDM)完全相同,但在距离星系中心几个$\rm{kpc}$处,它变得更轻,费米压力不再可以忽略.利用高斯-费米近似,数值求解了标量场、费米子质量和暗物质能量密度随距离的径向静态分布。我们发现,对于由超轻标量介导的第五种力,有可能获得朝向星系中心的平坦的暗物质密度分布。在我们的方案中,第五种力在距离银河系中心$ r \geq 1\, \rm{kpc}$处可以忽略,暗物质可以简单地被视为超过这个距离的重非相对论粒子,从而在大尺度上再现了CDM的成功。
2017-04-03 astro-ph.CO gr-qc
Chameleon-Photon Mixing in a Primordial Magnetic Field
我们考虑光子和标量ALP与质量远小于沿路径的等离子体频率之间的非共振混合,具体参考变色龙标量场模型。这种混合会改变宇宙微波背景(CMB)辐射的强度和偏振状态。我们发现,平均修改的CMB偏振模式是可以忽略的。然而,平均修改的CMB强度谱是更显着的,我们比较这一高精度测量的CMB光谱由远红外绝对分光光度计(FIRAS)的COBE卫星上。由此得到的原始场中标量光子转换概率的95%置信限(在100 GHz处)为P <2.6x10 ^{-2}。这对应于对光子-标量耦合强度g和原始磁场的大小的简并约束。从CMB功率谱中得到的原始磁场强度的上限B <5.0 x10 ^{-9} G,这意味着光子-标量耦合强度的上限在g <7.14 x10 ^{-13} GeV ^{-1}到g <9.20 x10 ^{-14} GeV ^{-1}的范围内,取决于原始磁场的功率谱。
2010-08-16 astro-ph.CO
An FLRW Cosmology with a Chameleon Field
本文导出了物质拉格朗日项是标量场和物质场的通函数的变色龙场的场方程。然后在Friedmann-Lemaittre-Robertson-Walker~(FLRW)框架下对方程进行了表示,并详细讨论了相应的相图和幂律解。它表明,为什么变色龙和物质场之间的非最小耦合导致能量转移的领域,从而影响宇宙的膨胀率。传递方向由热力学第二定律决定。该解表明,宇宙的加速膨胀可以被描述为能量从变色龙场流向物质场的结果。
2016-03-15 astro-ph.CO gr-qc
Chameleon Gravity, Electrostatics, and Kinematics in the Outer Galaxy
光标量场被认为出现在高能物理学的理论中(如弦论),并在暗能量、暗物质或中微子物理学中找到现象学的动机。然而,光标量场与普通(或暗)物质的耦合受到实验室、太阳系和天体物理学第五力测试的强烈约束。在稠密环境中,避免这些限制的一种方法是通过变色龙机制,即场的质量随着环境密度急剧增加。因此,变色龙力只来源于致密物体表面附近的薄壳,这大大降低了它的大小。本文认为薄壳条件等价于静电学中的“导电”边界条件。作为一个应用,我们使用镜像法的模拟来计算物体围绕球形引力源的反作用力(或自作用力)。使用这种方法,我们可以明确地计算在星系晕的外围违反等效原理(假设NFW暗物质配置文件):中等质量的卫星可以比它们的大/小同行慢10%接近薄壳。
2011-09-02 astro-ph.CO gr-qc
Neutron Limit on the Strongly-Coupled Chameleon Field
导致宇宙加速膨胀的暗能量的物理起源是宇宙学的主要开放问题之一。一套理论假设存在一个自相互作用的标量场,用于暗能量与物质的耦合。在变色龙暗能量理论中,这种耦合导致了一种屏蔽机制,使得场的振幅在空无一物的空间中不为零,但在地球物质密度高的区域中被大大抑制。然而,在适当的真空条件下进行的测量可以使变色龙场出现在设备中,在那里它可以进行实验室实验。在这里,我们报告的最严格的上限自由中子变色龙耦合的强耦合的变色龙理论使用中子干涉技术的限制。我们的实验通过在一个完美的晶体中子干涉仪中的一条中子路径上引起的相对相移来寻找变色龙场。通过改变双室铝电池内的毫巴压力来主动调制变色龙场的幅度。我们报告了一个95%的置信水平上限的中子-变色龙耦合$β$范围从$β< 4.7\times 10^6$的Ratra-Peebles指数n = 1的非线性标量场势的$β< 2.4\times 10^7$ n = 6,一个数量级更敏感的比最近的自由中子限制中间n。在可预见的未来,类似的实验可以探索变色龙暗能量的全部参数范围。
2016-01-26 astro-ph.CO physics.ins-det
Designing dark energy afterglow experiments
变色龙场是标量场暗能量的候选者,它可以通过在高密度区域变得巨大而逃避第五种力的约束。然而,这种特性允许变色龙颗粒被困在具有致密壁的真空室内。余辉实验通过尝试在这样的真空室中产生和捕获变色龙粒子来限制光子耦合变色龙场,当它们再生光子时,它们将从真空室中发出余辉。在这里,我们讨论了几个理论和系统的影响的GammeV和追逐余辉实验的设计和分析。我们考虑变色龙粒子与光子、费米子和其他变色龙粒子的相互作用,以及与宏观磁场和物质的相互作用。预测了每个实验中的余辉信号,并研究了其对实验装置各种性能的敏感性。最后,我们使用CHASE数据排除了广泛的光子耦合变色龙暗能量模型。
2012-04-24 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Frequency shifts induced by light scalar fields
本文研究了轻标量场在干涉测量探针粒子中诱导的频移,发现symmetrons模型的诱导频移有望严格约束此前无法触及的参数空间部分,而$n=-4$的chameleon模型则无法提供新约束。
2024-12-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Casimir Tests of Scalar-Tensor Theories
本文研究 Casimir 实验对 chameleon 修改引力的检验,通过数值与解析比较发现 PFA 失效而 SFA 在 D≳R 时更可靠,并预测未来实验将封闭暗能量标度下最简模型的参数空间。
2022-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The CHASE laboratory search for chameleon dark energy
标量场是产生暗能量的粒子的最佳候选者。然而,很少有理论方法可以同时解释观测到的宇宙加速度和逃避引力测试。变色龙机制,即粒子的性质取决于局部环境,是一种可能的途径。我们介绍了变色龙余辉搜索(CHASE)实验的结果,变色龙暗能量的实验室探测器。CHASE在对光子/变色龙耦合的敏感性以及对变色龙暗能量模型和标准幂律模型的敏感性方面都标志着对变色龙的其他研究的重大改进。由于变色龙暗能量实际上与宇宙学常数无法区分,因此CHASE以天文调查无法获得的方式测试暗能量模型。
2010-11-17 astro-ph.CO hep-ex
Chameleon Dark Energy and Atom Interferometry
原子干涉测量实验正在以越来越高的精度寻找变色龙标量场存在的证据。随着实验变得越来越精确,理论预测也必须如此。以前的工作已经做了大量的近似,以简化计算,这在一般情况下需要解决一个三维非线性偏微分方程(PDE)。在本文中,我们介绍了一种新的技术计算变色龙力,使用数值松弛计划上的均匀网格。这种技术比以前的工作,假设球对称减少PDE的1维常微分方程(ODE)更一般。我们研究的影响,在以前的努力对这个问题的近似,并计算变色龙力的设置,密切模仿最近的实验汉密尔顿等人。具体来说,我们模拟的真空室作为一个圆柱体的尺寸匹配的实验,考虑到反作用的源质量,其从中心的偏移,和室壁的影响。值得注意的是,测试原子粒子的加速度被发现与近似分析处理仅相差20%。这些结果使我们能够对变色龙场论的参数空间施加严格的约束,尽管最终我们发现的约束与我们在Hamilton等人的文章中报道的相同,因为我们稍微低估了真空室的大小。随着实验变得更加精确,这种新的计算技术将继续发挥作用,并且也将成为优化未来变色龙场和相关理论搜索的宝贵工具。
2016-03-21 astro-ph.CO
Numerical forecasts for lab experiments constraining modified gravity: the chameleon model
当前宇宙膨胀的加速导致了巧合以及广义相对论框架内的微调问题。动态标量场已被引入,以应对这些问题,其中一些调用筛选机制,通过当地的重力测试。最近的实验室实验的基础上,原子干涉测量在真空室已被提出来测试修改后的重力模型。到目前为止,只有分析计算被用来提供预测。我们推导出变色龙模型的数值解,考虑到真空室壁及其环境的影响。有了这个真实的变色龙场的轮廓,我们改进了分析得出的预测。最后,我们强调了由于真空室的具体效果,这对未来的实验可能是有趣的。
2015-12-24 astro-ph.CO hep-ph