Radius-Dependent Spin Transition of Dark Matter Halos
报道了暗物质晕自旋跃迁随半径变化的数值探测。分析的数据从IllustrisTNG模拟，我们测量的晕自旋矢量在几个内半径的维里边界内，并调查其取向的潮汐和速度剪切场的主帧，分别称为Tweb和Vweb。当在更大的内半径处测量时，高质量部分中的晕自旋矢量表现出从Tweb中间轴到主主轴的转变，这对于暗物质和重子分量都成立。发生过渡的半径阈值取决于平滑尺度$R_{f}$，随着$R_{f}$减小而变大。对于Vweb的情况，只有当$R_{f}\ge 1\, h^{-1}$ Mpc.重复同样的分析，但是使用涡度矢量，我们揭示了与自旋的关键区别。涡度矢量总是垂直于Tweb（Vweb）的长主轴，而不管$R_{f}$，这表明，晕内自旋不强烈的影响的涡度的产生。它还表明，晕自旋，以及Tweb（Vweb）主轴，具有更大范围的径向距离的涡度矢量具有较高的幅度的区域中的方向相干性。我们的结果的物理解释和影响进行了讨论。
2022-12-15 astro-ph.CO
What Do Dark Matter Properties Tell Us About Their Mass Assembly Histories?
在宇宙学模拟中，单个的暗物质晕在其详细的结构特性上有很大的差异，如形状、旋转、子结构和内部弛豫程度。最近的非参数（主成分）分析表明，一些主成分解释了很大一部分的晕属性的分散。主要的主成分与浓度密切相关，而浓度又与晕的质量吸积历史有关。在这里，我们检查更一般的质量吸积的历史和结构参数之间的联系。质量吸积历史的空间有它自己的主成分。我们发现，最强的两个可以解释为光环的整体年龄和后期增长的加速或减速。这两个组件只占$\sim70$ %\的质量吸积的历史中的分散，然而，由于随机效应的主要合并。有关的结构参数的形成历史，我们发现，浓度强烈相关的早期历史的晕，而弛豫相关的晚期历史。我们研究的推论形成的历史，可以通过分裂成子样本的晕，根据可观察到的属性，如浓度和形状在一些最终的时间。这种方法提出了一些有趣的可能性，例如以严格的定量方式定义星系团的年轻和年老样本的可能性，或者凭经验测试星系形成模型的动力学假设。
2011-12-19 astro-ph.CO
The Halo Spin Transition as a Probe of Dark Energy
我们提出了一个数值证据支持的要求，质量依赖的过渡晕自旋取向从中间到局部潮汐场的次要主方向，原则上可以是一个有用的暗能量模型的替代品。我们首先定义了一个自旋过渡区的质量范围的晕，$Δm_{t}$，其中的内禀自旋对准的小潮汐主方向变得一样强的中间主方向。然后，利用分别为WMAP 7 $Λ$ CDM，幻影DE和quintessence模型进行的DEUS模拟的晕样本，我们研究了三种不同的暗能量模型在$Δm_{t}$中是否以及如何不同。结果表明，三种暗能量模型的$Δm_{t}$值的差异足以区分不同的模型，并且对潮汐场平滑尺度和红移的变化具有鲁棒性.注意到一个更窄的自旋过渡区是更强大的探测暗能量，我们还表明，自旋过渡区变得更窄，在较高的红移，在大气环境中的情况下，潮汐场平滑的小尺度。我们的结果是一致的情况下，$Δm_{t}$主要是由如何快速的非线性演化的潮汐场的进展，这反过来又敏感地依赖于背景宇宙学。
2020-08-25 astro-ph.CO
Reconstruction of late-time cosmology using Principal Component Analysis
我们使用主成分分析（PCA）技术重建晚期宇宙学。特别是，我们专注于重建的暗能量状态方程从两个不同的观测数据集，超新星Ia型数据，哈勃参数数据。分析是在两个不同的方法进行。第一种是一种派生的方法，我们使用PCA重建的可观测量，并随后构造状态方程参数。另一种方法是从数据直接重建状态方程。PCA算法和相关系数计算的结合被用作重建的主要工具。我们用模拟数据和真实数据进行了分析。导出的方法被发现是统计上优于直接的方法。重建的状态方程表明暗能量是一个缓慢变化的状态方程。
2022-01-21 astro-ph.CO
Coupled Dark Energy field variation
在假设暗能量是参量的并与冷的暗物质相互作用的情况下，发现了暗能量场的变化。考虑到光场的变化不能超过普朗克质量，我们得到了耦合系数和绝热系数的界。绝热系数的三个参数化被认为是和两个耦合项的能量流从暗能量的暗物质，或相反的方式。
2014-10-23 astro-ph.CO
Searching for Dark Matter in the CMB: A Compact Parameterization of Energy Injection from New Physics
高精度测量的温度和偏振各向异性的宇宙微波背景辐射先前已被用来设置强大的约束暗物质湮灭在重组。在这项工作中，我们改进和推广这些限制适用于能量沉积在重组时代与任意红移的依赖。我们的方法还提供了更严格的和模型无关的暗物质湮灭和衰变的情况下的边界。我们采用主成分分析，以确定的能量沉积的加权函数的基础。这些权函数的系数可以作为任何能量沉积模型的参数，并且可以直接由实验来约束。对于WMAP7数据目前允许的一般能量沉积历史，普朗克可以测量多达3个主成分系数，理想宇宙方差有限实验可以测量多达5个系数。对于WIMP暗物质，我们的分析表明，对CMB的影响是由一个单一的（归一化）参数和一个“普遍的”红移依赖的能量沉积的历史。我们给出了WMAP 7的一般能量沉积历史和普遍的WIMP情况下的约束。
2011-09-28 astro-ph.CO
Principal reconstructed modes of dark energy and gravity
最近，在[1]中，我们提出了第一个组合的非参数重建的三个时间相关的功能，捕捉偏离标准宇宙模型，$Λ$ CDM，在膨胀历史和引力对物质和光的影响，从目前可用的背景和大尺度结构数据的组合。重建是在有和没有理论信息的先验的情况下进行的，建立在一般的Horndeski类标量张量理论上，它将三个函数关联起来。在这项工作中，我们执行的三个功能的先验和后验协方差的分解，以确定由数据相对于Horndeski先验约束的模式的结构。我们发现，所有数据的组合可以约束15个组合的本征模的三个功能相对于先验。我们检查和解释他们的功能，鉴于众所周知的紧张局势数据集之间的$Λ$ CDM模型。我们还评估了在文献中常用的简单化参数化，约束宇宙尺度上的GR偏差所引入的偏见。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Figures of merit for present and future dark energy probes
我们比较当前和预测的约束动力学暗能量模型从Ia型超新星和宇宙微波背景使用的品质因数的基础上允许的暗能量参数空间的体积。对于随比例因子线性变化的双参数暗能量状态方程，并假设宇宙是平坦的，通过未来的天基超新星数据和普朗克卫星的CMB测量，相对于当前的限制，误差椭圆的面积可以减少约10倍。如果暗能量状态方程由更一般的主成分基描述，则基于体积的品质因数的预期改善要大得多。虽然任何单个参数的预测精度仅比当前不确定性小2-5倍，但是对于大约6个独立的暗能量参数，由-1<w<1限定的对暗能量模型的约束得到改善，导致主成分参数空间的总允许体积减小约100倍。即使考虑到未来数据的精度，典型的精粹模型也可以通过这些参数中的2-3个来充分描述，这导致了更适度但仍然显着的改进。除了超新星和宇宙微波背景辐射数据的进步，还需要对绝对距离和/或膨胀率进行更高水平的测量，以确保暗能量约束对空间曲率的变化保持鲁棒性。
2010-04-01 astro-ph.CO
Weak lensing, dark matter and dark energy
弱引力透镜正迅速成为研究宇宙中暗物质和暗能量的主要手段之一。在这篇简短的评论中，我们概述了弱透镜如何帮助确定暗物质晕的结构，测量宇宙的膨胀率，并区分修正引力和暗能量对宇宙加速的解释。我们还讨论了控制系统误差的要求，使系统学不明显降低弱透镜作为宇宙学探测器的功率。
2010-08-24 astro-ph.CO
Dark energy equation of state parameter and its variation at low redshifts
在本文中，我们约束暗能量模型使用的观测纲要在低红移。我们把暗能量看作是正压流体，状态方程为常数，以及暗能量状态方程为时间函数的情况。这里考虑的意见是超新星Ia型数据，重子声学振荡数据和哈勃参数测量。我们比较了从这些数据中获得的约束条件，并进行了综合分析。观测约束的结合对暗能量能量密度随红移的变化有很强的限制。对于不同的暗能量模型，Ia型超新星数据所偏好的参数范围与其他低红移距离测量值存在张力。
2017-03-24 astro-ph.CO
Variation of the baryon-to-photon ratio due to decay of dark matter particles
研究了不同宇宙学时期暗物质粒子衰变对重子光子比的影响。我们考虑了暗物质粒子的不同参数值，如质量，寿命，暗物质粒子的相对分数。结果表明，对于质量为10 GeV $÷$ 1 TeV的粒子，暗物质密度$Ω_{\rm CDM}=0.26$的现代值足以导致重子光子比的变化达到$Δη/ η\sim 0.01 ÷1$.然而，这种过程也可能伴随着过量伽马射线通量的出现。利用弥散γ射线背景的观测数据对暗物质衰变模型和重子光子比$Δη/η\lesssim10^{-5}$的最大可能变化进行了约束。在未来的宇宙学实验中探测到这种重子密度的变化，可以作为研究暗物质粒子性质的有力手段。
2015-07-02 astro-ph.CO
Reconstructing the evolution of dark energy with variations of fundamental parameters
在假设自然参数的变化和宇宙当前的加速度是相关的，并由一个单一的标量场的演化所支配的情况下，我们展示了如何从观测探测（或约束）精细结构常数和质子-电子质量比的宇宙学变化中获得关于暗能量性质的信息。我们还评论了目前的观测状况，并与未来的光谱仪，如ESTERO和CODEX的改进前景。
2009-10-26 astro-ph.CO
Triaxiality, principal axis orientation and non-thermal pressure in Abell 383
星系团被认为是最重要的宇宙学探测器之一，传统的团内介质（ICM）和暗物质（DM）的球形模型，以及严格的流体静力平衡假设（即，平衡气体压力完全由热压力提供）最多是非常近似的。扩展我们以前的工作，我们进一步开发了一种方法来重建的第一次完整的三维结构（三轴形状和主轴方向）的DM和集群内（IC）的气体，和水平的非热压力的IC气体。我们概述了我们的方法的应用程序的星系团阿贝尔383，采取的CLASH多周期国库计划的一部分，提出的X射线和强透镜测量的联合分析的结果。我们发现DM的中长轴比和短长轴比分别为0.71 ± 0.10和0.55 ± 0.06，DM晕的长轴相对于视线倾斜21.1 ± 10.1 °。非热压力的水平已被评估为约10%的总能量预算。我们讨论了我们的方法对CDM方案可行性的影响，重点是浓度参数C和DM伽马的内斜率，因为中心区域暗物质密度分布的尖度是冷暗物质（CDM）结构形成范例的关键测试之一：我们测量到的伽马值为1.02+/-0.06，C值为4.76+/-0.51，接近标准模型的预测值，并提供了支持CDM方案的进一步证据。我们的方法使我们能够恢复集群的三维物理特性在一个无偏的方式，克服了标准的球形建模的局限性，并提高使用集群作为更精确的宇宙学探测。
2012-01-24 astro-ph.CO
Model Independent Early Expansion History and Dark Energy
我们研究模型独立的约束高红移和预复合膨胀的历史，从宇宙微波背景的观测，使用主成分分析和其他技术相结合。这可以转化为早期暗能量和相对论性物质$N_{\rm eff}$数量的模型独立限制。诸如标度（Doran-Robbers）、暗辐射（$ΔN_{\rm eff}$）和正压以太等模型属于特征空间的不同区域，并且可以容易地彼此区分。输入的CMB数据将绘制$z=0$ -$10^5$的膨胀历史，实现重组周围的subpercent精度，并能够确定早期暗能量的数量及其性质的宝贵指导。
2012-08-23 astro-ph.CO
Constraining Variations in the Fine Structure Constant in the presence of Early Dark Energy
我们讨论了当前和未来的宇宙学约束的精细结构常数$α$的变化引起的早期暗能量组件具有最简单的允许（线性）耦合到电磁。我们发现，目前的宇宙学数据显示，相对于目前的值，在复合时的精细结构常数没有变化，在95% c.l.时，$α$ / $α_0$ = 0.975 \pm 0.020，将早期暗能量中的能量密度限制为在95% c.l.时$Ω_e$ < 0.060。此外，我们考虑的约束参数量化的耦合强度的标量场。我们发现，目前的宇宙学约束的耦合是约20倍弱于当地可获得的（来自等效原理测试）。然而，即将到来或未来的任务，如普朗克勘测者和CMBPol，可以匹配，甚至可能超过目前的本地测试的灵敏度。
2011-04-05 astro-ph.CO
Comparative analysis of model-independent methods for exploring the nature of dark energy
我们使用四种不同的模拟SnIa数据，对文献中提出的研究暗能量性质的各种独立方法进行了比较分析。特别是，我们探讨了一个通用的主成分分析方法，遗传算法，一系列的近似，如Padé幂律近似，和各种扩展的正交多项式，以及宇宙学，并比较它们与通常适合的模型与一个恒定的暗能量状态方程w。我们发现，根据模拟数据，一些方法在区分底层模型方面比其他方法更有效，尽管没有普遍更好的方法。
2013-09-18 astro-ph.CO
New Constraints On The Dark Energy Equation of State
我们结合最近的测量宇宙微波背景各向异性，超新星光度距离和重子声振荡推导出的暗能量状态方程w的红移范围0<z<2，使用主成分方法的约束。我们发现没有显着偏离预期的宇宙学常数。然而，结合这些数据集，我们发现在低红移时w<-1的轻微迹象，从而突出了这些数据集如何更喜欢非常数w。尽管如此，宇宙学常数仍然与这些观测结果相一致，而我们发现，某些类别的替代模型可能与推断的w（z）行为相矛盾。
2013-03-18 astro-ph.CO
No Evidence for Dark Energy Evolution from a global analysis of cosmological data
我们使用主成分分析的一个变种，调查可能的时间演化的暗能量状态方程，$w(z)$。我们约束$w(z)$在多个红移箱，利用最新的数据从Ia型超新星，宇宙微波背景，重子声学振荡，集成的萨克斯-沃尔夫效应，星系团，和弱透镜数据。与最近的其他分析不同，我们没有发现演化暗能量的重要证据;数据仍然与宇宙学常数完全一致。我们还研究了状态方程的时间演化在多大程度上受到当前和未来几代调查（如普朗克和联合暗能量任务）的约束。
2010-05-13 astro-ph.CO
No Evidence for Dark Energy Dynamics from a Global Analysis of Cosmological Data
我们使用主成分分析的一个变体来研究暗能量状态方程w（z）的可能的时间演化。利用Ia型超新星、宇宙微波背景、重子声学振荡、综合萨克斯-沃尔夫效应、星系团簇和弱透镜效应的最新数据，我们将w（z）限制在多个红移区间中。与最近的其他分析不同，我们没有发现演化暗能量的重要证据;数据仍然与宇宙学常数完全一致。我们还研究了状态方程的时间演化在多大程度上受到当前和未来几代调查（如普朗克和联合暗能量任务）的约束。
2009-08-21 astro-ph.CO
Electron mass variation from dark sector interactions and compatibility with cosmological observations
本文提出电子与暗物质经源自额外维理论的滚动标量场同暗能量耦合的模型，利用 Planck、BAO、Pantheon 和 SH0ES 数据拟合，发现其可缓解 Hubble 张力，并以超过 2σ 显著性支持非零耦合。
2023-04-28 astro-ph.CO
Direct reconstruction of dark energy
直接从观测数据重建有效的暗能量状态方程是宇宙学中的一个重要问题。由于物理模型如此之少，未来的暗能量研究不能仅仅基于约束暗能量参数空间。本文提出了一种新的非参数方法，它可以精确地重建各种各样的暗能量行为，而不需要事先对暗能量做任何假设，这种方法简单、快速、相对精确，而且不涉及昂贵的参数空间探索。该技术使用主成分分析和信息标准的组合来识别数据中的真实特征，并定制拟合函数以拾取趋势并平滑噪声。我们发现，我们可以使用SNAP质量的数据将大量的w（z）模型限制在红移z<1的10- 20%之内。
2010-05-04 astro-ph.CO
Spin Flips: Variation in the Orientation of Dark Matter Halos over their Merger Histories
星系形成的半解析模型通常只通过星系的主要合并形成星系的球状组成部分（“凸起”）。然而，也有可能非合并事件（例如，一个较小的晕“飞越”）可以扰动星系晕系统，足以形成一个隆起。我们提出了一个初步的调查晕和星系自旋方向，这可能是这些事件的签名的主要变化的频率。
2009-12-23 astro-ph.CO
Dissecting the Red Sequence - III. Mass-to-Light Variations in 3D Fundamental Plane Space
基本面具有有限的厚度，并从维里关系倾斜，表明动力学质光比（Mdyn/L）在早期类型星系之间变化。我们使用来自斯隆数字巡天的16，000个静止星系的样本，通过由速度色散（sigma），有效半径（R_e）和有效表面亮度定义的3D基本平面空间绘制Mdyn/L的变化。我们考虑了由于恒星星族效应、IMF变化和一个R_e内暗物质分数的变化对Mdyn/L变化的贡献。沿着FP，我们发现恒星星族的贡献标度为M*/L ~ f（sigma），而暗物质和/或IMF的贡献标度为Mdyn/M* ~ g（Mdyn）。这两个贡献的倾斜FP旋转平面围绕不同的轴在3D空间，与暗物质/IMF的变化可能占主导地位。通过FP的厚度，我们发现Mdyn/L的变化要么是由IMF的变化决定的，要么是由暗物质分数与Re的实际差异决定的。因此，FP的有限厚度是由于恒星质量表面密度在R_e内的变化，而不是被动恒星星族的衰落。这些结构的变化与星系恒星形成的历史，使星系具有较高的Mdyn/M* 在一个给定的西格玛有较高的[Mg/Fe]，较低的金属丰度，和较老的平均恒星年龄。很难通过允许IMF变化来解释观察到的相关性，这表明暗物质分数的差异占主导地位。这些可以通过重子到恒星的“转换效率”的变化或通过恒星和暗物质通过耗散合并的重新分配来产生。在一个模型中，一些星系由于过早截断恒星形成而经历低转换效率，这为观察到的趋势提供了一个自然的解释。
2010-04-30 astro-ph.CO
Fables of reconstruction: controlling bias in the dark energy equation of state
我们开发了一种有效的，非参数贝叶斯方法重建的暗能量状态方程w（z）的观测数据的时间演化。特别重要的是先验的选择，必须仔细选择，以最大限度地减少重建中的方差和偏差。使用主成分分析，我们展示了如何使用相关先验来创建平滑的重建，并避免w（z）的均值行为的偏差。我们测试我们的方法使用维纳重建的基础上Fisher矩阵投影，也对更现实的MCMC分析模拟数据集普朗克和未来的空间为基础的暗能量任务。虽然我们重建的准确性取决于假设的w（z）的平滑度，但典型的暗能量模型的相对误差<10%，红移z=1.5。
2011-12-07 astro-ph.CO
CMB limits on decaying dark matter beyond the ionization threshold
本研究将CMB对衰变暗物质的质量限制扩展至sub-keV范围，利用主成分分析和Planck 2018数据估计了不同质量和末态的衰变寿命下限，并分析了低于氢电离阈值的衰变模型中能量沉积效应的红移依赖性。
2024-08-23 astro-ph.CO hep-ph
The reconstruction of dark energy with Ridge Regression Approach
本研究提出结合PCA与岭回归有偏估计的暗能量重构方法，搭配新主成分选择准则和拉格朗日插值积分方法，测试显示其I类错误率低，用JLA样本重构w(z)的结果符合ΛCDM模型。
2023-07-08 astro-ph.CO physics.data-an
Merger Effects on the Spin and Shape Alignments of Galaxy Stellar, Cold and Hot Gas, and Dark Matter Components
我们提出了一个数值证据支持的情况下，特殊的校准的星系恒星自旋与本地潮汐张量的主轴线产生的静态演化期间，当星系没有经历最近的合并事件。通过分析IllustrisTNG项目的TNG 300 -1模拟的合并树，我们找到了星系的最新合并时期，$a(z_{m})$，并创建了四个$a(z_{m})$选择的样本，这些样本被控制为共享相同的质量和密度分布。对于每个样本，我们分别确定星系恒星，冷，热气体和暗物质成分的自旋和形状矢量，并计算它们与当地潮汐场的主方向对齐的平均强度以及它们的相互对齐趋势。结果发现，恒星（冷气体）的自旋轴的星系，其最近的合并事件发生在较早的时代更强烈地对齐（弱反对齐）的潮汐场的主要主轴。研究还表明，虽然星系DM自旋的质量相关跃迁与并合事件关系不大，但星系四分量的形态、自旋-形状和形状-剪切排列强度敏感地依赖于$a(z_{m})$ .注意到，恒星组件的星系经历长期的静态演化具有独特的扁圆形状和非常强大的自旋形状的路线，我们建议，本地潮汐场可能会跟踪使用的恒星形状的星系没有签名的合并作为代理的恒星自旋。
2022-08-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Variation of $α$ from a Dark Matter Force
我们考虑了一个主要耦合到暗物质和不稳定的标准模型态的长程标量力，如μ子，具有微小的强度。探测这种类型的力将对观测提出挑战。我们指出，感生背景标量场对暗物质数密度的依赖性会导致不稳定粒子的质量具有时空变化。这些变化，反过来，通过阈值校正，在精细结构常数$α$的值上留下印记，可以在天文学和宇宙学测量中检测到。我们的机制可以容纳这种偏差，$(α_{_{\rm CMB}}-α_{\rm present})/α_{\rm present} = (-3.6\pm 3.7)\times 10^{-3}$的普朗克数据的轻微偏好。在这种情况下，必要的参数通常意味着违反等效原则可能在未来的实验范围内。
2018-12-12 astro-ph.CO hep-ph
A dynamical dark energy solution to Hubble-Lemaître tension in the light of the multimessenger era
我们表明，引力波测量提高了测量$H_0$与黑暗的警笛的机会，在2 $σ$，解决\hubble张力所需的精度。我们的结果有两个主要原因：（1）GWTC-1和GWTC-2对GW LIGO-Virgo瞬变星表的升级提高了它们的灵敏度，只有10%的污染分数，（2）新的暗警报应该有助于限制我们的动态EoS。与此同时，灵敏度升级和新的暗能量模型将有助于准确推断\hubble常数$H_0$，与$+14.0$ / $-7.0$的LIGO暗警报相比，$H_0$的$\pm 0.077$误差更好，这将进一步巩固暗警报在后期暗能量中的作用，以用于未来的精确宇宙学。
2021-12-13 astro-ph.CO gr-qc
Optimal strategies : theoretical approaches to the parametrization of the dark energy equation of state
由于缺乏令人信服的理论模型，需要将暗能量参数化以探测其性质。将暗能量的物态方程参数化是一种常用的方法。我们探讨了基于Fisher信息矩阵的参数化的理论优化。作为一个合适的参数化，它应该是稳定的高红移，并应产生尽可能大的费歇尔矩阵的行列式。为了说明，我们提出了一个参数化，可以满足这两个标准。通过使用适当的参数化，即使对于相同的数据，我们也可以改善对暗能量的约束。我们还显示了所谓的主成分分析方法的弱点。
2014-03-10 astro-ph.CO astro-ph.IM
On Diurnal and Annual Variations of Directional Detection Rates of Dark Matter
对弱相互作用大质量粒子（WIMP）作为暗物质的方向敏感直接探测将提供暗物质（DM）的明确的非引力特征。由于地球自转引起的DM信号的日变化是银河系WIMP的重要特征。由于地球自转轴相对于WIMP风向的特定方向，在探测器上观测到的WIMP风的视向可以在一天内发生很大的变化。在这项工作中，我们计算了定向探测率与他们的日常和每年的调制在地球上的暗物质实验考虑的几何和动力学的地球太阳系统的详细特征，以及太阳在银河系的运动。本文还考虑了一种不同于通常的暗物质晕标准晕模型的晕模型，即暗盘模型，并对两种模型的结果进行了比较。我们证明了两种类型的气体探测器，即DRIFT（目标材料CS2）和NEWAGE（目标材料CF4），使用时间投影室技术测量反冲核的方向性的结果。计算了特定探测器的WIMP质量和反冲能对事件率日变化的依赖关系，并探讨了所考虑的探测器的质量和反冲能的敏感范围。
2012-04-13 astro-ph.CO hep-ph
Searching for Scalar Dark Matter in Atoms and Astrophysical Phenomena: Variation of Fundamental Constants
我们建议通过标量暗物质对电磁精细结构常数和粒子质量的影响来寻找标量暗物质。形成振荡经典场的标量暗物质产生“缓慢”的线性时间漂移和基本常数的振荡变化，而形成拓扑缺陷的标量暗物质产生自然常数的瞬态时间变化。这些变化可以用原子钟、激光干涉仪和脉冲星定时测量来寻找。原子光谱学和大爆炸核合成测量已经给出了标量暗物质与光子、电子和轻夸克的二次相互作用参数的改进边界，最高可达15个数量级，而大爆炸核合成测量首次提供了标量暗物质与大质量矢量玻色子的相互作用参数的约束。
2015-11-12 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Variation of the quadrupole hyperfine structure and nuclear radius due to an interaction with scalar and axion dark matter
本文研究标量和轴子暗物质引起的核半径与电四极矩变化，发现电四极超精细结构敏感度比磁结构高1-2个数量级，并提出利用Yb$^+$光钟跃迁限制夸克质量、QCD参数及暗物质相互作用的变化。
2023-09-14 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Principal Component Analysis of Modified Gravity using Weak Lensing and Peculiar Velocity Measurements
我们进行了主成分分析，以评估未来的观测能力，以衡量偏离广义相对论的预测的泊松和各向异性方程的线性尺度。特别是，我们专注于如何测量红移空间失真（RSD）观测光谱星系红移调查时，结合透镜层析调查将提高约束。假设一个欧几里德星系成像和红移调查，我们发现，添加3D信息减少了3和10之间的因素相比，只有从透镜层析调查的观测值的情况下，统计不确定性。我们还发现，良好的约束模式的数量增加了3和7之间的一个因素。我们的研究表明，联合星系成像和红移调查，如SuMIRe和Euclid的重要性，以提供更严格的测试的ΛCDM模型，并区分各种修改的重力和暗能量模型。
2013-08-21 astro-ph.CO gr-qc
Early Universe Constraints on Variations in Fundamental Constants Induced by Ultralight Scalar Dark Matter
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of Oregon（俄勒冈大学）
本研究探讨超轻暗物质（ULDM）与标准模型粒子二次耦合诱导的基本常数变化的早期宇宙约束，结合CMB和重子声学振荡数据，发现其对低质量ULDM的耦合变化约束更严，且无法解决哈勃张力。
2025-11-18 astro-ph.CO hep-ph
Non-Canonical Dark Energy Parameter Evolution in a Canonical Quintessence Cosmology
本研究基于具有希格斯势形式的精质宇宙学模型，利用朗伯W函数给出暗能量参数演化的解析解，揭示大爆炸前后的宇宙演化特征，为大爆炸起源提供自然解释，为动力学宇宙研究提供参考。
2024-09-10 astro-ph.CO gr-qc
The Accelerating Universe
在这篇文章中，我们回顾了加速宇宙的发现使用Ia型超新星。然后，我们概述了暗能量-导致加速的成分-是现象学描述的方式。最后，我们描述了测量大尺度暗能量性质的主要宇宙学技术。本章是对本书中其他文章的补充，这些文章描述了对宇宙加速膨胀原因的理论理解（或缺乏理解）。
2011-08-02 astro-ph.CO physics.pop-ph
Searching for dark matter and variation of fundamental constants with laser and maser interferometry
自然界基本常数的任何微小变化，都可能是由暗物质或某些尚未发现的宇宙场引起的，都会改变干涉仪内光束的相位，而干涉仪可以非常精确地测量光束的相位。激光和脉泽干涉测量可用于寻找基本常数的线性时间漂移，通过瞬态时间效应探测拓扑缺陷暗物质，以及通过振荡效应寻找由标量暗物质场组成的残余相干振荡凝聚体。我们提出的实验需要对现有设备进行微小的修改或不进行修改，并提供广泛的物理参数的重要和不受约束的空间。
2015-03-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Manifestations of dark matter and variations of fundamental constants in atoms and astrophysical phenomena
我们提出了一个概述的光玻色暗物质，包括轴子，赝标类轴子和标量暗物质，形成一个相干振荡的经典场或拓扑缺陷（孤子）的检测的最新进展。我们强调新的高精度的实验室和天体物理测量，其中所寻求的影响是线性的基础之间的相互作用强度的暗物质和普通物质，在传统的探测方案相比，暗物质，其中的影响是二次或更高阶的基础相互作用参数，是非常小的。新的地面实验包括用原子钟、光谱学、原子和固态磁力测量、扭摆、超冷中子和激光干涉测量进行测量。新的天体物理观测包括脉冲星定时、宇宙辐射透镜、大爆炸核合成和宇宙微波背景测量。我们还讨论了各种最近提出的机制，诱导缓慢的漂移，振荡变化和瞬态的时间变化的基本常数的性质由暗物质，这提供了一个更自然的方式产生宇宙学的演变的基本常数相比，传统的暗能量型理论，它调用（近）无质量的基础领域。因此，测量基本常数的变化为我们寻找暗物质提供了一种新的工具。
2015-09-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Direct dark matter detection: The diurnal variation in directional experiments
本文介绍了与直接暗物质探测实验有关的一些理论结果，特别注意了定向实验，即不仅能观测到反冲核的能量而且能观测到反冲核的方向的实验。在定向实验中，检测率取决于线观测与太阳运动方向之间的角度。然而，由于观测的方向相对于地球是固定的，而地球绕着它的轴旋转，在定向实验中，观测方向和太阳运动方向之间的角度在白天会发生变化。因此，在这样的实验中观察到的信号将呈现出非常有趣的和特征性的周期性日变化。
2010-09-03 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Constraining the photon coupling of ultra-light dark-matter axion-like particles by polarization variations of parsec-scale jets in active galaxies
超轻暗物质可能由质量低于10^（-19）eV的类轴子粒子组成。这些粒子的双光子相互作用影响了通过暗物质传播的辐射的偏振。粒子的玻色凝聚体的相干振荡引起通过凝聚体的发射的偏振平面的周期性变化。我们估计这种影响，并分析MOJAVE VLBA偏振观测明亮的下游功能在秒差距尺度的活动星系的喷流。通过不观测周期性极化变化，我们能够将超轻暗物质类轴子粒子的光子耦合限制在<~ 10^（-12）/GeV的水平，质量在~5*10^（-23）eV和~1.2*10^（-21）eV之间。
2018-11-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Holographic dark energy with varying gravitational constant
我们研究了具有不同引力常量的全息暗能量场景，在平坦和非平坦背景几何中。我们提取的精确微分方程确定的暗能量密度参数的演变，其中包括$G$ -变化校正条款。进行低红移展开的暗能量状态方程，我们提供了所涉及的参数的函数的电流密度参数，全息暗能量常数和$G$ -变化。
2009-07-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Search for transient variations of the fine structure constant and dark matter using fiber-linked optical atomic clocks
我们搜索的精细结构常数的瞬态变化使用的数据从欧洲网络的光纤连接的光学原子钟。通过在整个网络中搜索记录的时钟频率比较中的相干变化，我们显着改善了对精细结构常数的瞬态变化的约束。例如，对于持续时间为10 ^3 s的瞬态，我们将α的变化限制为<5*10^-17。这项分析也提供了寻找暗物质的可能性，这种神秘的物质被假设用来解释星系动力学和其他被认为主导宇宙物质密度的天体物理现象。在目前的灵敏度水平下，我们没有发现暗物质存在拓扑缺陷（或者更一般地说，任何宏观物体）的证据，因此我们对暗物质和标准模型粒子之间的某些潜在耦合进行了限制，大大改善了现有的限制，特别是对大的（>~10^4 km）物体。
2019-07-09 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Avoiding unrealistic priors: the case of dark energy constraints from the time variation of the fine-structure constant
我们批判性地评估最近的索赔表明，精细结构常数的时间变化的上限严格限制耦合的暗能量标量场的电磁部门，并间接地，违反弱等效原理。我们表明，这种约束依赖于假设的先验，即使暗能量是由一个动态标量场与一个常数状态方程参数$w$线性耦合到电磁扇区通过无量纲耦合$ζ$。我们发现，虽然当地的原子钟测试，以及其他的地球，天体物理和宇宙学数据，把严格的界限$|ζ| {\sqrt {|w+1|}}$，精细结构常数的时间变化不能被用来设置或提高上限$|ζ|$或$|w+1|$没有指定的先验，一致的，但不赞成当前的数据，这强烈不赞成低值的$|w+1|$或$|ζ|$，分别。我们简要地讨论了这可能会如何改变与新一代的高分辨率超稳定光谱仪，如ESTERO和ELT-HIRES，结合即将到来的任务，以映射宇宙的几何形状，如欧几里得，或测试等效原理，如显微镜或步骤。
2016-02-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Dark Matter Velocity Spectroscopy
产生线状光谱的暗物质衰变或湮灭可能是确凿的信号。然而，即使是这样独特的特征也可以通过天体物理或仪器原因来模仿。我们表明，速度谱的测量引起的相对运动的源和扩散器的能量转移，可以分离这三个原因与最小的理论不确定性。主要障碍是能量分辨率，但即将进行的实验将达到所需的0.1%水平。作为一个例子，我们表明，即将到来的Astro-H任务可以使用银河系的观测分离3.5千电子伏线的可能原因。我们讨论其他应用程序。
2015-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
