Experimental signatures of a massive mirror photon
有一些关于可能存在第二个光子的猜测,它只通过混合规范动力学项与普通物质耦合。如果奇异光子是无质量的,那么动力学混合的主要唯象效应是给镜像粒子小的电荷(微型带电粒子)。我们研究了奇异光子具有质量的可能性。在这种情况下,镜像光子的实验特征与奇异光子无质量的情况完全不同。在这种情况下,你不会得到微型带电费米子,而是可以得到直接产生镜像光子的过程,比如类康普顿散射:$e+γ\rightarrow e + γ^m$(其中$e, γ, γ^m$分别表示电子、光子和镜像光子)。
1994-07-25 hep-ph
Cosmological Signatures of a Mirror Twin Higgs
我们探讨了镜像孪生希格斯框架中与孪生重子、电子、光子和中微子相关的宇宙学特征。我们考虑的情况下,双重子构成暗物质的子组件,和双光子和中微子的暗辐射的贡献被抑制,由于后期不对称再加热,但仍然足够大,在未来的宇宙微波背景(CMB)实验中检测到。我们表明,这种框架可以导致独特的信号在大尺度结构和宇宙微波背景。复合前的镜像扇区中的重子声学振荡导致了大尺度结构的抑制,并在物质功率谱中留下了残留的振荡模式。这种模式敏感地依赖于孪生氢和氦的相对丰度和电离能,因此是这类模型的特征。虽然镜像光子和中微子都是早期宇宙中的暗辐射,但它们对宇宙微波背景的影响是不同的。这是因为在复合之前,孪生中微子自由流动,而孪生光子则被孪生电子散射而阻止自由流动。在镜像孪生希格斯框架下,这两个物种的相对贡献的能量密度在暗辐射的预测,导致在CMB可检验的影响。这些高度独特的宇宙学特征可能使这类模型被发现,并与更一般的暗扇区区分开来。
2018-10-16 hep-ph
Collider signatures of mirror fermions in the framework of Left Right Mirror Model
从对称性的观点来看,镜像费米子的左右对称性是非常吸引人的。与标准模型不同的是,在这幅图中,对称性不仅是左右对称的,而且每个左手费米子多重态都伴随着新的右手费米子多重态。在这项工作中,我们考虑规范对称性,$SU(3)_c \otimes SU(2)_L\otimes SU(2)_R \otimes U(1)_{Y^\prime}$补充离散$Z_2$对称性。与通常的左右模型不同,镜像模型包含了包含新费米子的右手二重态(称为镜像),而对于每个右手单线态,都有相应的镜像单线态。因此,该模型中自然不存在规范反常,而且由于宇称守恒,该模型也为强CP问题提供了一个解决方案。对称性破缺的第一阶段是通过一个真空期望值为$\simeq 10^7$ GeV的二重镜希格斯子来实现的,这是解释中微子质量$\simeq 10^{-11}$ GeV所必需的。镜像费米子可以通过一个在规范对称下为单态的标量与普通费米子混合。在这个模型中,只有质量在几百GeV范围内的光镜粒子才是具有明确光谱的$\hat{e}, \hat{u}, \hat{d}$。$\hat{u}$和$\hat{d}$可以在LHC成对产生,并且可以作为($u Z$)和($d Z$)共振被检测。我们讨论了这些镜像费米子在大型强子对撞机上的信号,发现在大型强子对撞机上可以达到$m_{\hat q}\simeq 800$ GeV。
2013-05-12 hep-ph
Spontaneous Mirror Parity Violation, Common Origin of Matter and Dark Matter, and the LHC Signatures
镜像世界的存在是恢复弱相互作用中宇称破缺现象的基本途径,也为最轻的镜像核子提供了唯一的GeV尺度暗物质候选粒子。可见世界和镜像世界共享宇宙的相同时空,并通过独特的空间反转对称性-镜像宇称(P)连接。我们推测镜像宇称受基本相互作用拉格朗日量的影响,并从最小化Higgs真空势的角度研究了镜像宇称的自发破缺。畴壁问题是由一个独特的软破缺线性项从P奇弱单态希格斯场解决。我们还从大爆炸核合成导出了约束。然后,我们分析了中微子跷跷板的可见光和镜像世界,并证明了所需数量的可见物质和镜像暗物质在宇宙中产生的共同起源的CP破坏的中微子部门通过leptogenesis。我们导出了希格斯质量谱和希格斯与规范玻色子和费米子的耦合。我们证明了它们与直接希格斯搜索和间接精度约束的一致性。我们进一步研究了LHC中预测的非标准希格斯玻色子玻色子的独特特征。最后,我们分析了TEXONO和CDEX实验对GeV量级镜像暗物质的直接探测。
2012-03-07 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Smoke and mirrors: Neutron star internal heating constraints on mirror matter
镜像扇区已经被提出来解决暗物质、重子生成和中子寿命异常的问题。在这项工作中,我们研究了一种新的,强大的镜像中子探针:中子星温度。当中子星核心的中子在碰撞过程中转化为镜像中子时,核子费米海中留下的空位会被更有能量的核子重新填充,在这个过程中释放出大量的热量。我们从最冷的中子星PSR 2144 $-$ 3933(低于40,000开尔文)的观测中推导出一个新的中子-镜像-中子混合允许强度的约束条件。我们的限制竞争与实验室搜索中子-镜像中子转换,但适用于一系列的中子和镜像中子之间的质量分裂是19个数量级以上。这种加热机制也与其他中子消失通道(如奇异中子衰变)有关,为即将到来的紫外、光学和红外望远镜研究冷中子星的热发射提供了一个引人注目的物理目标。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
How to search for Mirror Stars with Gaia
我们首次展示了如何使用盖亚观测直接搜索暗物质。其公开的天体测量数据可能包含镜星的信号,镜星是由原子暗物质组成的奇异紧凑物体,在暗物质和SM光子之间存在微小的动力学混合。镜星在其核心捕获少量的星际物质,导致特征性的光学/红外和X射线辐射。我们开发了详细的管道进行镜像星搜索使用的数据从盖亚和其他恒星目录,并展示了我们的方法进行搜索玩具镜像星的光学/红外辐射在广泛的镜像星和隐藏的部门参数的简化计算。我们还获得了投影排斥边界的丰度和镜像星的属性,如果没有发现候选人,表明盖亚是一个新的和独特的强大的探测原子暗物质。我们的研究为现实的镜像星搜索提供了蓝图,其中包括未来对捕获的星际气体进行更完整的处理。
2022-06-28 astro-ph.SR hep-ph
Overdamping of Neutron-Mirror-Neutron Transitions in Neutron Stars
Lebedev Physical Institute(列别捷夫物理研究所);Moscow Institute of Physics and Technology(莫斯科物理技术学院)
研究表明中子星中中子-镜像中子转变因碰撞退相干呈指数弛豫而非振荡,镜像中子成分始终远小于普通中子。
2026-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Strange stars with a mirror-dark-matter core confronting with the observations of compact stars
在标准的MIT袋模型下,研究了具有镜像暗物质核的奇异星的结构和潮汐形变。我们发现,要同时解释PSR J0740+6620、PSR J0030+0451和GW 170817的观测,GW 170817中的SS应该具有MDM核,尽管PSR J0740+6620和PSR J0030+0451不需要包含MDM核。我们的研究结果表明,对于标准的MIT袋模型,上述致密星的观测证实了SS内部存在暗物质核。
2021-03-10 astro-ph.HE hep-ph
Bounds on Neutron- Mirror Neutron Mixing from Pulsar Timings and Gravitational Wave Detections
从假定的中子星到混合中子-镜像中子星跃迁的质量损失意味着轨道周期的显著变化。后者的精确恒定性可以限制最近提出的情况下,中子镜像中子混合发生在中子星,将它们转换成混合星,帮助解释窄质量分布观察双星系统中的中子星。对一颗质量为2个太阳质量的非常古老的毫秒脉冲星的观测是对上述跃迁的一个额外的强约束,我们还注意到观测到的来自中子-中子星合并的引力波信号约束了中子在中子星内部的镜像中子跃迁。这些考虑排除了中子镜中子混合和质量的$ε'$、$δm'$平面中的大区域
2019-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Neutron-Mirror-Neutron Oscillation from Neutron Star Cooling
通过分析限制中子-镜像中子混合对中子星加热的影响,提出了一种限制中子-镜像中子混合的方法($ε_{nn'}$)。该方法利用观测到的NS表面温度的界限来约束$ε_{nn'}$。有人认为,这种方法得到的界限是如此严格,它将排除任何发现的$n-n'$振荡,在目前计划的地面实验在各个实验室。这个结论促使我们更详细地批判性地分析这个建议。在本文中,我们指出了一个非常有趣的新效应,目前在近精确的镜像模型,它可以显着影响这个界限。新的元素是,在几乎精确的镜像模型中,存在$β$衰变的镜像模拟物,即$n' \to p' + e' + \barν'_e$,它在NS中产生一团镜像粒子$n'$、$p'$、$e'$、$D'$和He $'$。由此产生的$e'$可以通过镜像粒子中存在(微小)毫电荷而实现的$e-e'$散射,从NS“抢夺”由$n \to n'$跃迁产生的能量。镜像粒子上如此微小的毫电荷在这些模型中是非常可能的。这导致能量作为未观察到的镜像光子经由快速镜像轫致辐射发射,其效果是放松对$ε_{nn'}$的严格限制。
2022-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
Antistars or antimatter cores in mirror neutron stars?
中子$n$振荡为镜像中子$n'$,它的伙伴来自暗镜像扇区,可以逐渐将普通中子星转变为由部分镜像暗物质组成的混合星。镜像中子星中发生的逆过程的意义取决于镜像扇区中重子不对称性的符号。也就是说,如果它是负的,就像某些重子发生的情景所预测的那样,那么$\bar{n}'-\bar{n}$跃迁就会产生一个被引力困在镜像星内部的反物质核心。这种反物质核心上吸积气体的湮灭可以解释$γ$ -源候选者的起源,其不寻常的光谱与最近在费米LAT目录中发现的重子-反重子湮灭相兼容,此外,镜像中子星合并后逃逸的部分反物质可以产生宇宙反氦和更重的反核的通量,这些反核在AMS-02实验中被捕获。
2021-06-21 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Mirror Dark Matter Inside Neutron Stars
我们研究了中子星内部是普通物质和镜像暗物质混合物的可能性。这是一种可以根据充分研究的吸积机制(包括邦迪-霍伊尔机制)自然设想的情景。我们发现,在中子星模型中包含镜像暗物质降低了给定状态方程下中子星的最大质量,并且它降低了给定中子星的潮汐变形能力。这些一般特征意味着,给定一个状态方程,人们可以约束中子星中镜像暗物质的最大可行量,以始终满足现有的最大质量和潮汐变形约束。相反,使用潮汐变形测量来排除状态方程需要对中子星中包含的镜像暗物质的数量做出假设。最后,镜像暗物质的存在也改变了将中子星的潮汐变形性与其致密性联系起来的普遍关系。因此,在考虑外来模型(如本文所讨论的模型)时必须谨慎。
2020-11-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Color-flavor locked strange stars admixed with mirror dark matter and the observations of compact stars
本研究通过引入镜像暗物质核/晕模型,证明色味锁定奇异星可在更低配对能隙下同时解释多起致密星观测事件,且满足相关理论边界约束。
2024-08-19 astro-ph.HE hep-ph
Neutron - mirror neutron mixing and neutron stars
中子$n$振荡成镜像中子$n'$,它们的质量简并伙伴来自暗镜像扇区,对中子星可能有有趣的意义:普通中子星可以逐渐转变成由部分镜像暗物质组成的混合星。混合星可以作为普通中子星的孪生伙伴被探测到:也就是说,可以存在质量相同但半径不同的致密星。对于一个给定的状态方程(普通分量和镜像分量相同),混合星的质量和半径取决于其内部普通分量和镜像分量的比例,而这又取决于其年龄。如果两部分的$50 \% - 50\%$比例在时间上渐近达到,那么这种“最大混合星”的最大质量应该是普通中子星的$\sqrt2$倍,而超过临界质量值$M^{\rm max}_{NS}/\sqrt2$的恒星在一定时间后应该坍缩到黑洞中.我们评估了演化时间,并讨论了$n-n'$跃迁对脉冲星观测以及对来自中子星合并的引力波和相关电磁信号的影响。
2021-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Thorne-Żytkow objects with mirror neutron star cores?
本文提出若暗物质包含镜像物质,完全相同的引力阻力将促使镜像中子星形成具有镜像中子星核的 Thorne-Żytkow 天体,并探讨了此类奇特天体存在的合理性。
2024-05-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Mirror Neutron Stars: How QCD can be used to study dark matter through gravitational waves
由于缺乏弱相互作用的暗物质的经验证据,我们有理由寻找其他的候选者,比如一个与标准模型具有相似数量粒子的封闭暗扇区。双希格斯镜像物质就是这样一个模型,它是标准模型的孪生子,粒子质量比解决层次问题的标准模型重3- 6倍。这一般预测镜像中子星,完全由镜像核物质组成的简并物体。我们发现它们的结构使用一个现实的状态方程从地壳(核)到核心(相对论平均场模型)和规模的粒子质量使用格点量子色动力学的结果。我们发现镜像中子星具有独特的特征,可以通过引力波和双星探测到,这为探测暗物质提供了一种有趣的可能性。
2022-07-26 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Dark Matter or Regular Matter in Neutron Stars? How to tell the difference from the coalescence of compact objects
本文基于镜像双希格斯模型,研究了致密星体中镜像物质与标准模型物质耦合的两种情形,发现混合镜像物质的中子星在二维质量-半径平面分布,且包含镜像中子星的双星系统具有更宽啁啾质量范围和不同Love关系,从而可通过引力波和X射线观测探测或限制镜像物质。
2022-11-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Binary Neutron Star Mergers with Missing Electromagnetic Counterparts as Manifestations of Mirror World
我们认为,大部分的二进制合并,这可能会提供引力波信号可检测的LIGO/室女座,从隐藏的镜像部门出现。除了引力作用,镜像粒子不会与普通观测者发生相互作用,这就是为什么与镜像物质组成的成分合并时,预期不会有伴随引力波的电磁信号。因此,如果宇宙的暗物质预算主要是由镜像粒子贡献的,我们预测,只有大约一个双中子星(中子星-黑洞)合并的10个,可观察到的LIGO/处女座,特别是在相对于视线有利的条件下,可能伴随着提示伽马射线暴和其他电磁信号适合后续观测。LIGO/Virgo在第三次观测运行期间记录的候选事件列表似乎支持我们的预测。
2020-04-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Neutron-Mirror Neutron conversion in Vacuum, Trap, Material and Neutron Star
中子在普通扇区和镜像扇区之间交换的可能性,今天已成为许多理论和实验研究的课题。本文研究了从真空到中子星的不同环境中的中子-镜像中子跃迁。我们的方法是基于密度矩阵的形式主义,Lindblad和Bloch方程和隐含的跷跷板机制的哈密顿对角化。
2022-07-04 hep-ph
Mirror Neutron Stars
该研究基于孪生希格斯镜像物质理论,首次利用现实状态方程预测镜像中子星的结构及其引力波信号,为探测暗扇区提供新途径。
2023-05-10 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Gravitational-wave signatures of mirror (a)symmetry in binary black hole mergers: measurability and correlation to gravitational-wave recoil
本研究探究双黑洞并合中镜像不对称性的引力波表征量斯托克斯赝标量$V_{\ m GW}$,发现其与最终黑洞螺旋度线性相关,且NRSur7dq4模型可在高信噪比下无偏测量该量。
2025-10-30 gr-qc hep-ph
Implications of mirror dark matter kinetic mixing for CMB anisotropies
镜像暗物质是一种耗散的、自相互作用的多粒子暗物质候选者,它可以解释DAMA、CoGeNT和CRESST-II直接探测实验。这种解释需要强度为$ε\sim 10^{-9}$的光子-镜光子动力学混合。具有这种动力学混合的镜像暗物质可能会在CMB各向异性谱上留下独特的特征。我们发现,动力学混合对CMB各向异性的最重要的影响是第三和更高的奇峰的高度的抑制。如果是$ε\stackrel{>}{\sim} 10^{-9}$,那么普朗克飞行任务在不久的将来就可以观测到这一特征。
2013-01-29 astro-ph.CO hep-ph
Neutron-Mirror-Neutron Oscillation and Neutron Star Cooling
最近的一篇论文指出,观测到的老冷中子星的冷却速率(NS)可以提供中子到镜像中子跃迁速率($n-n'$)的上限。这一限制是如此严格,以至于在当前一轮对该过程的陆地搜索中,它将排除任何$n \to n'$振荡的发现。出于这个至关重要的结论,我们批判性地分析了这一建议,并注意到一个有趣的新的效果,目前在近精确的镜像模型$n \to n'$振荡,显着影响这一界限。新元素是$β$衰变$n' \to p'+ e' +\barν'_{e}$,它在NS核心内产生一团镜像粒子$n'$、$p'$、$e'$和$D'$。$e'$可以“抢夺”由$n \to n'$跃迁经由$e-e'$散射产生的能量,该散射由镜粒子中存在的(微小)毫电荷实现。这种能量通过快镜轫致辐射作为未观察到的镜光子发射,导致该上限的松弛。
2022-08-07 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Strange stars admixed with mirror dark matter: confronting observations of XTE J1814-338
本文提出奇异星与镜像暗物质混合模型,利用非对易代数描述普通奇异夸克物质与镜像暗物质相互作用,成功解释 XTE J1814-338 等致密天体的质量-半径观测,为中子星结构和暗物质作用提供新见解。
2025-02-04 astro-ph.HE hep-ph
Gamma-ray Bursts Produced by Mirror Stars
我认为宇宙伽马射线暴(GRB)可能是由“镜像”物质组成的恒星坍缩或合并产生的。在这些事件中产生的镜像中微子(对我们的物质来说是不育的)可以振荡成普通中微子。后者的湮灭或衰变产生了电子-正电子等离子体和随后的相对论火球,其所需的重子负载非常低。镜像物质的概念能够解释现代天体物理学的几个关键问题:中微子异常、质量缺失、中微子微透镜事件和伽玛暴。因此,这一概念变得非常有吸引力,应该非常认真和仔细地加以考虑。
1999-02-21 astro-ph hep-ph
Physics of mirror photons
讨论了普通光子和镜像光子之间的动力学混合的物理过程。我们称之为物理光子、无菌光子、物理镜像光子和无菌镜像光子的四种线性组合起着重要的作用。由于两个规范玻色子之间的质量简并,量子相干性效应是重要的。物理光子变成裸普通光子和裸镜像光子的某种相干叠加。类似地,物理镜像光子是另一种相干叠加,但{ \it不正交}。我们讨论物理镜像光子和普通物质之间相互作用的物理。定性地讨论了一些普通/镜像混合双星天体物理系统的观测特征。我们表明,少量的普通物质在镜像星的中心可能使镜像星可观察。我们推测最近报道的晕白矮星可能实际上是镜晕星。
2000-12-20 astro-ph hep-ph
Do "isolated" planetary mass objects orbit mirror stars?
我们认为,Zapatero Osorio等人在$σ$ Orionis星团中观察到的“孤立”行星质量天体实际上可能在围绕不可见的恒星质量伴星(如镜像星)的轨道上。如果宇称是自然界不可破缺的对称性,那么镜像物质就有望存在。未来的观测可以通过寻找行星发射的辐射中的周期性多普勒频移来验证这一想法。事实上,观测显示这些物体的丰度与它们的质量之间存在反比关系,这可能支持镜像物质假说。
2001-01-27 astro-ph hep-ph
Evolutionary and structural properties of mirror star MACHOs
宇宙中可能存在一个隐藏的部分,以平行的“镜像”世界的形式存在,它具有与可观察世界相同的粒子物理学,并且只与后者引力相互作用。大爆炸核合成边界要求镜像扇区的温度应该比普通扇区的温度小。这意味着镜像物质可能扮演着暗物质的角色,此外它的化学成分应该是氦。在这里,我们研究了镜星的演化和结构特性,它本质上类似于普通恒星,但具有更高的氦含量。由于它们在光子中是不可见的,因此只能在微透镜实验中作为MACHO被观察到。使用一个数值代码,我们计算的恒星演化与大氦丰度(Y = 0.30-0.80)和广泛的质量范围,从0.5到10太阳质量。我们发现,氦占主导地位的镜像星应该有更快的演化时间(高达30倍)比普通恒星具有相同的质量。此外,给出了不同化学成分的氦核的光度、有效温度、中心温度和密度图,并计算了氦核点火时的质量和碳点火时的最小质量。一般的结论是,镜星的演化速度比普通的,并提前爆炸的II型超新星,从而丰富了星系晕加工的镜像气体具有较高的金属丰度,与银河系的观测和星系演化的影响。
2006-04-07 astro-ph hep-ph
Have mirror stars been observed?
观测的合作表明,一个显着比例的星系晕暗物质的形式与典型的质量$M\sim 0.5M_{\odot}$紧凑的对象。目前的谜团之一是这些物体的性质和起源。我们认为这些天体是由镜像物质组成的恒星。这一解释为推断的质量和丰度提供了一个合理的解释。我们还评论的可能性推断存在的镜像超新星的检测中微子爆发在现有的地下探测器,如SuperKamiokande。
1999-02-26 astro-ph hep-ph
Effects of mirror dark matter on neutron stars
如果暗物质是由镜像重子构成的,那么它们存在于所有引力束缚结构中。在这里,我们研究镜像暗物质对中子星的影响,并讨论可能的观测结果。广义相对论流体静力学方程被推广到球形物体与多个流体的重力相互作用。我们使用的标准模型的最小奇偶对称扩展,这意味着在两个部门的微观物理是相同的。我们发现,质量半径关系显着修改的存在下,百分之几的镜像重子。这种效果模仿了其他外来植物的效果,例如,夸克物质与通常认为中子星平衡序列是唯一的观点相反,我们证明了它依赖于镜像重子与普通重子的相对数目。因此,它是历史依赖的。核心坍塌的临界质量,即,产生中子星的过程在镜像重子的存在下被改变。我们计算修改后的Escherasekhar质量,并将其与多项式拟合。百分之几的镜像重子足以使核心坍缩的临界质量降低~ 0.1M_sun。这可能允许形成非常紧凑的低质量中子星。
2009-05-18 astro-ph hep-ph
Have mirror planets been observed?
在过去的几年里,已经发现了几颗靠近恒星的大质量行星($\sim 0.05$)。它们的存在是从恒星发出的光中微小的多普勒频移推断出来的。我们认为这些行星可能是由镜像物质构成的。我们还认为,一些恒星,如我们的太阳,可能有类似数量的镜像物质,但没有被发现。
1999-11-23 astro-ph hep-ph
Early Universe cosmology with mirror dark matter
镜像物质是一种稳定的自碰撞暗物质候选者。如果精确镜像宇称是自然界的守恒对称,那么宇宙中可能存在一个平行的隐藏(镜像)扇区,它具有与我们(可见)扇区相同的粒子和相同的物理定律。这两个扇区主要通过引力相互作用,因此镜像物质自然是“暗”的。本文简要回顾了镜像暗物质的宇宙学特征,如大爆炸核合成、原初结构的形成和演化、宇宙微波背景和大尺度结构功率谱,以及它与DAMA年度调制信号的光子-镜像-光子动力学混合解释的兼容性。总结目前的研究现状,并将理论结果与观测/实验进行比较,可以看出镜像物质不仅是一种可行的,而且是一种有前途的暗物质候选者。
2009-11-18 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Matter-affected neutrino oscillations in ordinary and mirror stars and their implications for gamma-ray bursts
有人提出,湮没过程$ν\barν \to e^{-}e^{+} \to γγ$可能是产生伽马射线暴(GRB)的原因。初始的中微子-反中微子对实际上携带了中心引擎提供的所有引力结合能。然而,迄今为止提出的γ射线爆发不可避免地被过剩的重子包围,导致“重子装载问题”。鉴于中微子振荡的证据越来越多,我们讨论的影响的物质影响的振荡的伽玛射线暴能量学,和“镜”星作为伽玛射线暴的祖先的可行性。
1999-07-13 astro-ph hep-ph
The EDGES signal: An imprint from the mirror world?
再电离信号全球历元探测实验(EDGES)的最新结果表明,在其21厘米吸收信号中,在红移$z\sim 15-20$处有异常的光谱特征。这种与宇宙学预测的偏差可以理解为物理学的结果,即通过在浴中注入软光子来降低氢的自旋温度或增加辐射温度。在后一种情况下,标准模型中微子衰变$ν_i \to ν_j\,γ$诱导的有效磁和电的过渡时刻($μ_\text{eff}$)被排除在严格的天体物理约束$μ_\text{eff}$。我们表明,如果镜像中微子在早期存在于浴中,在镜像扇区中的类似机制可以导致镜像光子的人口,然后通过共振转换“处理”成可见光子,从而解释了EDGES信号。我们指出,该机制可以工作的镜像中微子,无论是重于或退化的标准模型(SM)中微子,一个场景自然实现镜像孪生希格斯模型。
2018-05-07 hep-ph
Notes on Hidden Mirror World
对暗物质模型作了一些评述。一个例子是镜像物质,它是最古老但仍然可行的DM候选者,也许不是最纯粹的形式。它可以作为其他类似DM模型的测试平台,因为宏观物体的属性对于镜像物质来说是相当固定的。给出了维里定理的教学推导,并指出维里速度或维里温度的概念在某些情况下是有误导性的。它表明,来自星系团碰撞观测的自相互作用截面的限制是不是真正的限制个别粒子,如果他们形成宏观机构。镜物质致密星对星际介质的加热效应非常微弱,但可能是可观测的。M重子吸积对中子星加热的影响可以忽略不计。作为镜像物质星的MACHO的问题被触及。
2009-05-18 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the DAMA and CRESST experiments for mirror matter-type dark matter
如果把镜像物质与宇宙中的非重子暗物质等同起来,那么镜像原子可能是银河系暗物质晕的重要组成部分。镜像物质可以通过引力和光子-镜像光子动力学混合相互作用与普通物质相互作用-导致镜像带电粒子与具有有效电荷$εe$的普通光子耦合。这意味着镜像原子的原子核可以从普通原子的原子核上弹性散射,导致核反冲,这可以在现有的暗物质实验中检测到。我们表明,暗物质实验最敏感的这种类型的暗物质候选人(通过核反冲签名)是DAMA/NaI和CRESST/蓝宝石实验。此外,我们表明,DAMA/NaI实验获得的令人印象深刻的年度调制信号可以解释为镜像物质型暗物质的$|ε| \sim 4 \times 10^{-9}$和DAMA的绝对速率测量以及CRESST/蓝宝石数据的支持。这一$|ε|$值与从各种太阳系异常情况中获得的值一致,包括先驱者航天器异常、异常陨石事件和小行星爱神星上缺乏小陨石坑。它也与标准BBN一致。
2004-02-03 astro-ph hep-ph
Are mirror planets opaque?
在过去的几年里,许多接近轨道($\sim 0.05$ A.U.)已经发现了邻近恒星的大质量行星($\sim M_{J}$)。它们的存在是从恒星发出的光的微小多普勒频移推断出来的,在一个案例中,已经观察到了凌日。由于高温,普通行星不可能在如此接近普通恒星的地方形成,因此人们推测,这些靠近恒星的大行星实际上是由镜像物质组成的奇异天体。我们表明,普通物质吸积到镜像行星上(例如来自主星的太阳风)应该使镜像行星对普通辐射不透明,有效半径($R_p$)足够大,可以解释过境的近距离太阳系外行星HD 209458 b的测量尺寸。此外,我们还得到了$R_{p} \propto \sqrt{T_s\over M_p}$(其中$T_s$,是镜像行星中普通物质的表面温度,$M_p$是镜像行星的质量),随着更多凌日行星的发现,这一点将在不久的将来得到检验。我们还表明,镜像世界对近距离行星的解释是正确的。在太阳系外行星中的存在解释了$τ$ Boo b的低膨胀度,因为$τ$ Boo b($\sim 7M_J$)的大估计质量意味着$τ$ Boo的小有效半径$R_p \approx 0.5R_J$。
2001-05-11 astro-ph hep-ph
Quantum vacuum processes in the extremely intense light of relativistic plasma mirror sources
拍瓦级激光系统的出现允许在受控环境中产生前所未有强度的电磁场,从而推动越来越多的努力通过与量子真空的相互作用来探测尚未观察到的过程。尽管如此,控制这些影响的最低强度等级仍然超出了预期能力的数量级,因此预计这种努力仍然极具挑战性。然而,近年来,等离子体反射镜已成为跨越这一差距的一个有前途的桥梁,使强烈的红外激光脉冲转换成相干聚焦多普勒谐波光束躺在X-UV范围。在这项工作中,我们提出了定量预测的量子真空签名时产生的光束被集中到$10^{24}$和$10^{28}\ \mathrm{W.cm}^{-2}$之间的强度。这些签名,其中特别包括光子-光子散射和电子-正电子对创建,获得使用国家的最先进的大规模并行数值工具。在识别实验上有利的配置,我们还考虑了聚焦谐波光束与辅助光束的耦合,并提供与其他已建立的方案进行比较。我们的研究结果表明,一个单一的相干聚焦谐波光束可以产生尽可能多的散射光子作为两个红外脉冲在正面碰撞,并确认谐波光束的耦合到一个辅助光束引起显着水平的非弹性散射,因此持有的潜力,大大提高可达到的信噪比在实验中。
2022-02-03 hep-ph physics.optics physics.plasm-ph
Effects of Mirror Dark Matter on Neutron-Star Structure and Tidal Deformability
School of Physics, Zhengzhou University(郑州大学物理学院)
通过构建包含镜像暗物质的混合物质状态方程,发现暗物质质量分数可显著影响中子星半径和潮汐形变性,GW170817约束对应约0.12至0.88的暗物质质量分数。
2026-06-27 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Implications of Mirror Dark Matter on Neutron Stars
我们研究了非对称暗物质对中子星的影响。我们构造了一个由普通重子和非对称暗物质重子组成的“混合中子星“模型。我们推导出了每种物质的广义相对论结构方程,在给定半径内的质量方程,以及红移随半径的变化。我们提出了一个具体的数值模型作为说明性的例子。在这个例子中,暗中子的质量等于普通中子的一半。主要结果如下:总质量为$3.74 M_{\odot}$,中子球内的总质量等于$1.56 M_{\odot}$,中子质量为$1.34 M_{\odot}$,恒星半径为31.9 km,中子球半径为11.1 km,中子球和恒星表面的红移分别为0.72和0.25。我们对可能的天体物理影响进行简要评论。
2011-12-07 astro-ph.CO hep-ph
Testing the mirror world hypothesis for the close-in extrasolar planets
由于高温,行星不可能在靠近恒星的地方形成,因此有人认为,观测到的近轨道($\sim 0.05$ AU)大质量行星($\sim M_J$)可能是镜像世界-主要由镜像物质组成的行星。普通物质在镜像行星上的吸积(例如来自主星的太阳风)将使镜像行星对有效半径为$R_p$的普通辐射不透明。在之前的一篇论文astro-ph/0101055中,有人认为这个半径可能足够大,可以解释第一颗凌日的近距离系外行星HD209458 b的测量尺寸。此外,astro-ph/0101055做了一个粗略的预测:$R_p \propto \sqrt{T_s \over M_p}$,其中$T_s$是镜像行星中普通物质的表面温度,$M_p$是行星的质量(后一种依赖关系是更可靠的预测)。我们将这一预测与最近发现的凌日行星OGLE-TR-56 b和OGLE-TR-113 b进行了比较。
2004-06-10 astro-ph hep-ph
Primordial He' abundance implied by the mirror dark matter interpretation of the DAMA/Libra signal
本文计算了在光子和镜像光子之间存在动力学混合的情况下,大爆炸核合成在镜像粒子扇区中产生的原初镜像氦He'的质量分数。我们探索宇宙学相关的动力学混合参数值,这也是目前探测的暗物质直接探测实验。特别是,我们发现,如DAMA/Libra和其他实验所建议的,对于\sim 10^{-9},产生了大的He'质量分数(Y_{He'} \approx 90%)。如此大的原初He'质量分数值对于直接探测实验的镜像暗物质解释以及镜像星形成和演化的研究具有重要意义。
2010-03-03 astro-ph.CO hep-ph
Positronium Portal into Hidden Sector: A new Experiment to Search for Mirror Dark Matter
对暗物质起源的理解对于宇宙学和粒子物理学具有重要意义。标准模型的几个有趣的扩展处理这个问题的解决方案激发了由SU(3)xSU(2)_LxU(1)_Y单态场组成的隐藏扇区的概念。在这些模型中,镜像物质模型无疑是最有趣的模型之一。该模型解释了弱相互作用中宇称破缺的起源,也可以解释宇宙的重子不对称性,并为解释暗物质提供了一个自然的基础。镜像物质可以通过光子-镜像光子混合(photon-mirror photon mixing,简称PHM)进入我们的世界。这种混合将导致正电子偶素(o-Ps)镜像正电子偶素振荡,其实验特征是o-Ps明显不可见的衰变。本文描述了用脉冲慢正电子束和大质量4 π BGO晶体量能器寻找真空中不可见的o-Ps ->衰变的实验。高效率的正电子标记系统、低热计能量阈值和高厄密性使混合强度的预期灵敏度达到10^-9左右,这比目前的大爆炸核合成极限低了一个数量级以上,并且处于一个理论和唯象学上都很感兴趣的参数空间区域。鉴于最近DAMA/LIBRA对年度调制信号的观测与镜像类型的暗物质解释一致,具有这种灵敏度的真空实验特别及时。
2010-07-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph