Lensing of Fast Radio Bursts by Binaries to Probe Compact Dark Matter
一小部分暗物质是由大质量致密晕天体（MACHO）组成的可能性仍然不清楚，特别是在20-100 $M_{\odot}$窗口中。MACHO可以组成双星，它们的合并可以被LIGO探测到，作为引力波事件。另一方面，快射电暴的宇宙学起源也得到了证实。我们调查的可能性，检测快速射电暴（FRB）引力透镜的TSO双星约束其属性。由于透镜效应事件可能产生多个图像，因此二进制透镜效应可能导致多峰FRB。这些图像之间的角间距大致为$10^{-3}$ mas，其太小而无法分辨。不同图像之间的典型时间间隔大约为1毫秒（ms）。不同图像之间的通量比大致从10到$10^3$。根据即将进行的实验每年对$10^4$ FRB的预期检测率，如果MACHO中暗物质的分数为$f\sim0.01$，我们可以预期每年观察到5个多峰FRB，其时间间隔大于1 ms，通量比小于$10^3$。空搜索时间间隔大于1 ms且通量比小于$10^3$的多峰FRB与$10^4$ FRB将MACHO中暗物质的分数$f$约束为$f<0.001$。
2018-01-26 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational Lensing in Modified Gravity: A case study for Fast Radio Bursts
本研究利用快速射电暴观测约束修正引力理论中暗物质的原初黑洞占比，并发现修正引力对引力透镜产生类似等离子体散射屏的屏蔽效应。
2023-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Lensing of Supernova Neutrino Bursts
超新星中微子爆发已经从河外距离观测到。这篇文章讨论了引力透镜如何扭曲爆发中的信息的问题。我们应用引力透镜假说来理解SN1987A中微子观测的时间和亮度结构。估计一个可能的透镜质量和对齐。这些估计表明了一条核查途径。
2022-02-03 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Lensing of Fast Radio Bursts as a Probe of Compact Dark Matter
部分暗物质由大质量致密晕天体（MACHO）构成的可能性在很大的质量范围内仍然没有得到很好的限制，特别是在$20-100\, M_\odot$窗口中。我们表明，强引力透镜的河外快速射电暴（FRB）的MACHO的质量大于$\sim20\,M_\odot$将导致重复的FRB与可观测的时间延迟。质量为$M_L$的透镜对FRB的强透镜效应引起两个图像，这两个图像被典型的时间延迟$\sim$（几$\times(M_L/30\, M_\odot)$毫秒）分开。考虑到即将到来的实验（如CHIME）每年对$10^4$ FRB的预期FRB检测率，如果这个窗口中的MACHO构成了所有的暗物质，我们每年应该观察到数十到数百次重复的爆发。对仅具有$10^4$ FRB的回波的零搜索将把MACHO中的暗物质的部分$f_{\rm DM}$约束为对于$M_L\gtrsim 20\,M_\odot$的$f_{\rm DM}\lesssim 0.08$。
2016-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Plasma Pressure Driven Asymmetric Supernovae and Highly Collimated Gamma-Ray Bursts
在大质量恒星坍缩的过程中，在中心铁核和恒星外壳之间会产生一个空洞。这个充满等离子体和快速旋转的原磁星磁层磁场的空腔的动力学被认为与理解超新星和伽马射线暴非常相关。加压导电等离子体和磁场的相互作用由一组磁流体动力学（MHD）方程描述，极向和环形等离子体流动不与磁场对齐。一个序列的MHD平衡响应于腔中的等离子体压力的增加，从旋转的磁层的连续填充，解决占不对称的超新星，高度准直的伽马射线暴射流，也活动星系核等离子体环。结果表明，致密星的磁层可能是超新星和伽马射线暴的中心发动机，为它们提供等离子体、磁能和转动能。
2012-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
The Role of Plasma Lensing in Fast Radio Bursts
Nanjing University（南京大学）；Sichuan University of Science & Engineering（四川理工学院）；Qufu Normal University（曲阜师范大学）；Xinjiang Astronomical Observatory, CAS（中国科学院新疆天文台）；Key Laboratory of Modern Astronomy and Astrophysics (Nanjing University) Ministry of Education（教育部现代天文学与天体物理重点实验室（南京大学））
等离子体透镜通过影响FRB的传播特性，解释了其频率漂移和偏振角跃迁等复杂观测特征。
2026-01-16 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast Radio Bursts and the radio perspective on multi-messenger gravitational lensing
本综述围绕快速射电暴（FRBs）的引力透镜研究展开，阐述了识别透镜FRB的要求，探讨了可用FRBs探测的透镜质量范围，强调其宇宙学应用价值，并展望了未来射电干涉仪的相关前景。
2024-12-02 astro-ph.CO astro-ph.HE
An observational test of the plasma lensing effect using QSOs with and without MgII absorption
Tianjin Normal University（天津师范大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Yunnan University（云南大学）
通过分析具有和无MgII吸收的类星体多波段数据，研究等离子体透镜效应的观测性证据，发现射电波段的明亮端过剩与预测一致，但光学波段的差异表明可能的等离子体效应存在争议。
2026-02-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
The effects of plasma lensing on the inferred dispersion measures of Fast Radio Bursts
无线电信号在等离子体中传播时会被延迟。这种类型的延迟是频率相关的，通常用于估计沿视线的电子投影数密度，称为色散测量。等离子体的密集和聚集分布会引起无线电信号的折射偏转，类似于透镜效应。与引力透镜类似，等离子体透镜中的时间延迟效应有两个贡献：由于信号的路径长度增加而引起的几何延迟，以及由于等离子体介质中的光速变化而引起的色散延迟。给出了两种等离子体分布模型的延迟时间，并指出估计的色散测度可能存在偏差。由于几何效应的贡献可以与色散延迟的贡献相媲美，因此当信号传播通过高密度梯度等离子体团时，如果不考虑等离子体透镜效应，则所测量的色散测量中的偏差可以非常大。
2020-01-06 astro-ph.HE
Constraining fast radio burst progenitors with gravitational lensing
快速射电暴（FRB）是近年来发现的新的瞬变射电源。由于射电测量中受角分辨率的限制，至今还没有发现光学对应物，因此很难确定FRB的起源。在本文中，我们提出了使用射电透镜测量约束FRB祖细胞。结果表明，不同类型的前体导致FRB被前景星系中的暗物质晕引力透镜化的概率不同，因为不同类型的前体导致FRB的红移分布不同。例如，双星产生的FRB的红移分布比单星产生的FRB的红移更低，因为双星和单星有不同的演化时间尺度。通过详细的计算，我们预测产生一个透镜事件的FRB样本大小对于不同的FRB祖模型有很大的不同。我们认为，这一事实可以用来区分不同的FRB模型，也讨论了实际的可能性，使用透镜观测在无线电调查，以限制FRB的祖先。
2014-05-14 astro-ph.HE
Dense plasma dispersion of fast radio bursts
恒星日冕被用来解释在快速射电暴中观测到的明显的河外色散测量。本文论证了建议的等离子体密度会导致偏离标准色散曲线，这与数据不一致。然后将问题转过来，将高阶色散项连接到沿视线的密度分布的矩。在三个观察到的突发量化的偏差进行了分析，并在一种情况下，最大电子密度的下限得到，虽然有相当大的不确定性。选择效应，然后讨论和显示是非限制性的等离子体密度，除了在最低频率和最高温度。
2014-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gravitational Lensing in gamma-ray bursts
本文回顾了伽马射线暴中引力透镜效应的搜寻，指出其喷流结构可能导致非消色差透镜，并建议通过近实时搜寻结合新一代探测器以提高探测概率。
2025-03-25 astro-ph.HE
Nanolensed fast Radio Bursts
这表明，快速射电暴可以探测质量范围从$10^{-3}M_{\odot}$到$10^2 M_{\odot}$的暗物质天体的引力透镜效应。它们可能提供比观测麦哲伦星云中物体的透镜效应更灵敏的探测器，并且可以通过扩展的质谱发现或排除星团暗物质。
2017-11-13 astro-ph.HE
The effects of plasma on the magnification and time delay of strongly lensed fast radio bursts
随着当前和未来的设施，已识别的快速射电暴（FRB）的数量正在迅速增加。强透镜FRB也有望被发现，它可以提供精确的时间延迟，因此在宇宙学和基础物理学中有丰富的应用。然而，透镜FRB的无线电信号除了受到引力的影响外，还会受到透镜星系等离子体的偏转。这种由引力和等离子体共同作用的偏转将引起与频率相关的时间延迟，这不同于由引力透镜引起的色散延迟和几何延迟。根据透镜和等离子体模型，透镜图像的频率-时间延迟关系可以显示多个图像之间或色散关系的区别行为。由于等离子体普遍存在于透镜星系中，在未来的研究中，尤其是在低射频下，这种现象不能被忽视。更重要的是，这些信息不仅提供了一个潜在的方式来寻找透镜FRB，但透镜星系的质量和等离子体分布的约束。特别地，等离子体可以使缺失的中心图像在低射频下可观察到。
2022-08-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Correlated Signatures of Plasma Lensing in Fast Radio Bursts
The Open University of Israel（以色列开放大学）；Astrophysics Research Center of the Open university (ARCO), The Open University of Israel（以色列开放大学天体物理研究中心）；The George Washington University（乔治华盛顿大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究针对快速射电暴中的等离子体透镜效应，推导了多种可观测特征间的关联关系，并指出稀疏结构是更可能的透镜体。
2026-11-05 astro-ph.HE
Lensing of Fast Radio Bursts by Plasma Structures in Host Galaxies
快速射电暴（FRB）的宿主星系中的等离子体透镜可以强烈地调制FRB振幅的范围很广的距离，包括$\sim $ Gpc距离的中继器FRB 121102。要产生焦散，镜头的色散测量深度（${\rm DM}_{\ell}$）、刻度大小（$a$）和与光源的距离（$d_{\rm sl}$）必须满足${\rm DM}_{\ell} d_{\rm sl} / a^2 \gtrsim 0.65~ {\rm pc^2 \ AU^{-2} \ cm^{-3}}$。焦散在短时间尺度（$\sim$小时到天，可能更短）上产生强放大率（$\lesssim 10^2$），以及窄的、与时间相关的光谱峰（0.1到1 GHz）。然而，强抑制也发生在长时间（$\sim$月）低谷。对于产生多个图像的几何结构，所得到的猝发分量将以$< 1~μ$ s到数十ms的差异到达，并且它们将显示不同的表观色散测量值，$δ{\rm DM}_{\rm apparent} \sim 1$ pc cm $^{-3}$。到达时间扰动可以用周期$\lesssim 1$ s掩盖任何潜在的周期性。当到达时间相差小于突发宽度时，预期动态频谱中会出现干扰效应。强透镜效应要求源的尺寸小于$({\rm Fresnel~scale)^2} / a$，中子星磁层等致密天体可以满足这一要求，但活动星系核却不能。重复快速射电爆发源FRB 121102的许多现象类似于透…
2017-03-20 astro-ph.HE
Strong gravitational lensing of explosive transients
最近在时域调查方面的快速进展使得有可能检测到宇宙中大量的各种类型的爆炸瞬变，其中一些将被引力透镜化为多个图像。虽然已经发现了大量的强透镜遥远的星系和类星体，爆炸瞬变的强透镜开辟了新的应用，包括改进宇宙学参数的测量，宇宙小尺度结构的强大探测器，以及暗物质场景的新观测测试，这要归功于它们快速演变的光变曲线以及它们的紧凑尺寸。特别是，这些瞬态事件的发射区域的紧凑尺寸表明，波动光学效应在某些情况下起着重要的作用，这可能导致这些透镜事件的全新的应用。最近，我们目睹了强透镜超新星的首次发现，以及其他类型的爆炸瞬变，如伽马射线暴，快速射电暴，和引力波从紧凑的双合并预计将很快被观察到的强透镜事件。本文综述了爆炸瞬变强引力透镜的研究现状，并展望了未来的研究方向。
2019-10-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
A fast radio burst cyclone in technicolour: evidence of plasma lensing
Swinburne University of Technology（斯威本科技大学）；ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav)（引力波发现卓越研究中心（OzGrav））；CSIRO（澳大利亚联邦科学与工业研究组织）；Australia Telescope National Facility, CSIRO, Space and Astronomy（CSIRO空间与天文部澳大利亚望远镜国家设施）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Stanford University（斯坦福大学）；Kavli Institute for Particle Astrophysics & Cosmology, Stanford University（斯坦福大学卡弗里粒子天体物理与宇宙学研究所）
该研究通过观测FRB 20240114A揭示了等离子体透镜对快速射电暴特性的影响，解释了其活动性和能量的多样性。
2026-02-16 astro-ph.HE
Constraints on extended axion structures from the lensing of fast radio bursts
本文利用快速射电暴透镜效应约束轴子星性质，发现CHIME未观测到透镜事件可探测质量≳10^{-2}倍太阳质量的轴子星，对应轴子质量≲10^{-10} eV，且其灵敏度可与光学微引力透镜搜寻相竞争。
2025-05-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Imaginary images and Stokes phenomena in the weak plasma lensing of coherent sources
天体物理等离子体透镜的研究，例如在极端散射事件的情况下，通常使用光学的几何极限进行，忽略了波的影响。然而，对于相干源，如射电星和快速射电暴（FRB）的透镜效应，波效应可以发挥重要作用。渐近方法，如所谓的Eikonal极限，也被称为固定相位近似，已被用来包括一阶波效应;然而，这些方法在斯托克斯线失败。斯托克斯线是各种透镜模型的通用特征，并且是参数空间中的假想图像开始对透镜源的整体强度调制做出贡献的区域。使用Picard-Lefschetz理论的数学框架来计算衍射积分，我们认为这些假想的图像包含与其几何对应物一样多的信息，并且可能在数据中是可观察的。因此，存在这些假想图像的弱透镜化事件对于推断透镜参数可以与存在多个几何图像的强透镜化事件一样有用。
2021-10-14 astro-ph.HE
Search for lensing signatures from the latest fast radio burst observations and constraints on the abundance of primordial black holes
原始黑洞（PBH）形成暗物质的一部分的可能性已经被考虑了很长时间，但在很宽的质量范围内限制得很差。快速射电暴（FRB）是持续时间为毫秒的明亮射电瞬变。它们的透镜效应被认为是限制恒星质量窗口中多光子带隙存在的最干净的探测器之一。本文首先利用归一化互相关算法在最新的FRB观测数据中搜索并识别出透镜FRB的候选者，即加拿大第一个氢强度测绘实验FRB星表中的$593$ FRB，然后从透镜特征的空搜索结果中推导出PBH丰度的约束条件。对于单色质量分布，通过假设通量比阈值依赖于每个FRB的信噪比，并且显然一次性事件是内在的单次爆发，可以将由PBH组成的暗物质的分数限制为在95\%置信水平下对于$\geq500~M_{\odot}$的$\leq87\%$。当考虑常规的恒定通量比阈值时，该结果将改善三倍。此外，我们推导出的限制PBH的对数正态质量函数自然预测的一些流行的通货膨胀模型和经常调查的引力波检测。我们发现，在这种质量分布的情况下，从目前公开的FRB观测的约束是相对较弱的一个从引力波检测。可以预见，即将到来的互补多信使观测将产生相当大的限制PBH在这个有趣的质量窗口的可能性。
2022-02-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
A Multi-Wavelength Survey of Transient Lensing Opportunities for Primordial Black Hole Searches
该研究系统比较多波段天体物理瞬变源的引力透镜PBH搜寻潜力，给出质量窗口、丰度灵敏度及观测要求，为未来仪器与策略设计提供路线图。
2025-09-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Multiple Images of the Plasma Lensing FRB
本文研究了快速射电暴（FRB）的射电信号通过等离子体团平面时多重图像的形成。采用等离子体团的指数模型分析了多重图像的特性。通过与经典色散关系的比较，我们发现由于等离子体团的透镜效应，其中一个图像表现出了与其他图像相反的特性，例如它们在高频处的延迟时间比在低频处的延迟时间大。我们证明，这些逆效应应该在一些重复的FRB观察。我们的结果预测了多个图像之间估计DM的偏差，与FRB 121102和FRB 180916.J0158+65的观察结果一致。如果其他等离子体透镜具有类似于指数透镜的效应，我们发现它们在多重像中也会产生类似的色散关系。对于一些重复的FRB，分析不同频率下多幅图像之间的时延和DM差异可以作为揭示等离子体分布的方法。
2022-04-27 astro-ph.HE
Constraining small scale magnetic fields through plasma lensing: Application to the Black widow eclipsing pulsar binary
在电子密度变化剧烈的区域，射电辐射可以被等离子体透镜效应显著放大。在存在磁场的情况下，对于两个圆极化，时间和频率的放大率将不同。我们展示了这些效应如何可以用来测量或约束平行于视线的磁场，$B_\parallel$，以及它的空间结构，$σ_{B_\parallel}$，在透镜区。此外，我们还讨论了广义法拉第旋转如何限制垂直场$B_\perp$的强度。我们试图对最近发现等离子体透镜现象的黑寡妇脉冲星PSR~B1957+20进行这样的测量。对于这个系统，压力平衡表明$B\gtrsim 20\,$ G位于脉冲星和伴星风之间的界面处，那里是射电食开始和结束的地方，也是大多数透镜现象发生的地方。我们没有发现大规模磁场的证据，平均而言，$B_\parallel=0.02\pm0.09\,$ G的出口透镜区。从个别的透镜事件，我们强烈约束小尺度磁结构$σ_B<10\,$毫克，从而排除了一个强大的，但迅速变化的领域的情况。最后，从缺乏减少平均圆极化在同一地区，我们排除了一个强大的，准横场。我们无法确定这个系统中隐藏着一个大磁场的任何可能的情况，这使得脉冲星和伴星风之间的界面性质成为一个谜。我们的方法可以应用到其他显示等离子体透镜的源，包括其他的食双星和快速射电暴，以研究磁场的局部性质。
2018-09-28 astro-ph.HE
Plasma lensing interpretation of FRB 20201124A bursts at the end of September 2021
本研究提出FRB 20201124A 2021年9月的爆发先增后猝灭现象由等离子体透镜导致，通过一维高斯模型找到8个双主峰爆发，估算了透镜参数与横向运动速度。
2024-01-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detecting Cosmic Strings with Lensed Fast Radio Bursts
最近从脉冲星定时观测报告的相关红噪声可能是宇宙弦发射的随机引力波的指示，宇宙弦在大统一能量标度附近的原始相变期间形成。不幸的是，已知的宇宙弦探测器，即宇宙微波背景各向异性和河外星系的弦透镜，对解释这种假定信号所需的$Gμ= 10^{-10}-10^{-7}$的低弦张力不够灵敏。我们表明，宇宙弦对快速射电暴（FRB）的强引力透镜效应是探测弦张力值范围的一个潜在的明确途径。弦透镜的图像对预期具有相同的放大因子和奇偶性，并且具有$\sim 10^2\,\,(G\,μ/10^{-8})^2$秒的典型时间延迟。每个FRB的独特光谱指纹，以及检测无线电波电场时间序列相关性的可能性，将使弦透镜解释的验证成为可能。甚长基线干涉测量（VLBI）观测可以空间分辨图像对，并提供一个下限的基础上的图像分离的字符串张力。我们计算了FRB透镜率作为FRB检测数的函数的几种不同的模型的FRB红移分布。我们发现，一项调查检测$\sim 10^5$ FRB，在即将到来的调查和弦的检测率估计，可以发现一个强大的透镜事件的字符串张力$Gμ\simeq 10^{-7}$。较大的FRB勘测，例如平方公里阵列（SKA）的第2阶段，有可能显著提高管柱张力对$Gμ\simeq 10^{-9}$的灵敏度。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Nulling baryonic feedback in weak lensing surveys using cross-correlations with fast radio bursts
Miller Institute for Basic Research, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校米勒基础研究所）；Department of Physics, University of California Berkeley（加州大学伯克利分校物理系）；Department of Astronomy, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校天文系）；Department of Physics and Astronomy, University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学物理与天文学系）；MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院卡弗里天体物理学与空间研究所）；Department of Physics, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院物理系）；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿大学莱顿天文台）；Lorentz Institute for Theoretical Physics, Leiden University（莱顿大学洛伦兹理论物理研究所）
本研究提出利用快速射电暴与弱引力透镜切变的互相关实现重子反馈零化的新方法，可降低对反馈建模的灵敏度，凸显两类巡天的协同价值。
2026-09-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
No Strong Evidence for Plasma Lensing in FRB 20240114A
State Key Laboratory of Radio Astronomy and Technology, National Astronomical Observatories, CAS（中国科学院国家天文台射电天文与技术重点实验室）；The Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics, The University of Hong Kong（香港大学天文及天体物理研究所）；Department of Physics, The University of Hong Kong（香港大学物理系）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学物理与天文学院）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究院）
利用FAST数据和帕克斯观测，用一维高斯等离子体透镜模型检验对FRB 20240114A的相关解释，发现其速率增强等现象无法被该模型很好解释，表明更可能由源的固有活动主导。
2026-10-23 astro-ph.HE
Lensing Stability and Scattering Phenomena in Anisotropic Black Hole Spacetimes in Plasma
该研究探讨了等离子体中各向异性黑洞时空的透镜稳定性与散射现象，通过分析光子轨迹和标量场散射，结合EHT和GRAVITY数据，建立了理论框架以解释高分辨率天文观测。
2025-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Plasma lensing near the eclipses of the Black Widow pulsar B1957+20
最近，几颗食毫秒双星被证明经历了来自其电离同伴外流的强透镜效应和明显的弱透镜效应。透镜可以是电离等离子体的强有力的探测器，最强的透镜可能分辨出电离等离子体的发射区域。在“实验室般”的条件下对食脉冲星的透镜效应的理解可以类似地应用于快速射电暴，其中许多存在于密集的磁化环境中。我们研究了可变色散测量（DM），吸收，散射，和流量密度在原来的黑寡妇脉冲星PSR B1957+20通过在阿雷西博天文台在327 MHz的日食。我们发现了两种透镜效应的明显证据，强透镜效应和弱透镜效应。我们表明，在明显弱透镜制度的通量密度变化可以直接从DM的变化，使用几何光学建模。入口处的平均有效速度$954\pm 99$ km/s和出口处的平均有效速度$604\pm 47$ km/s不能单独用轨道运动来解释，但与伴星物质的显著外流速度一致。我们还表明，几何光学可以预测何时何地的透镜制度之间的弱和强的变化发生，并认为，明显的弱透镜是由于平均许多图像。我们的框架可以应用于任何源与可变电子柱，测量它们的相对速度和距离。在其他食双星中，这提供了一个独特的机会来测量伴星的外流速度，预测弱透镜和强透镜的区域，并在原则上独立地限制轨道倾角。
2022-11-23 astro-ph.HE
Cyclotron Resonance in Strongly Magnetized Plasmas and Gamma Ray Burst
基于集体等离子体脉泽不稳定性，提出了强磁化等离子体中γ射线和硬x射线爆发的一种可能的设想。与此情景相关的物理参数进行了估计。这种方案的吸引力的特点，在传统的回旋辐射理论进行了讨论。
2012-11-03 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Wave Mechanics, Interference, and Decoherence in Strong Gravitational Lensing
本文回顾了引力透镜中的波动力学效应理论，推导了Fresnel-Kirchoff衍射积分，分析了干涉效应可观测的条件及其在提取互补信息中的作用，并探讨了致密低频暂现源对干涉引力透镜前沿的推动。
2023-04-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Magnetic Reconnection in Turbulent Plasmas and Gamma Ray Bursts
讨论了Lazarian & Vishniac 1999提出的湍流存在下的磁重联模型如何使重联率与电阻率或微观等离子体效应无关，而完全由湍流引起的磁场线漂移决定。我们解释说，该模型占快速和缓慢的制度的重联，这种属性自然会引起耀斑的重联在低β等离子体环境。此外，我们表明，该模型涉及体积重联，可以转换成高能粒子的能量的相当一部分。重要的是，重联诱导一阶费米型的有效加速。最后，我们将重联的性质与观测到的伽马射线暴的性质联系起来，并提供证据支持基于重联释放能量的伽马射线暴的解释。
2013-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
First Constraints on Compact Dark Matter from Fast Radio Burst Microstructure
尽管存在现有的限制，但所有暗物质中的$35\%$仍然有可能由紧凑的物体组成，例如10- 100\，M $_\odot$范围内的黑洞，其存在已被LIGO证实。对于致密的暗物质，FRB和GRB等瞬变现象的强引力透镜效应比微透镜效应实验中观测到的强度涨落效应更敏感。最近ASKAP报道了在红移范围$0.3-0.5$的FRB中的$15μ$时间尺度的爆发子结构。在这里，我们调查的影响，这紧凑的暗物质的FRB的可探测性。我们发现，$\sim130$ FRB的样本量将需要约束紧凑的暗物质，以小于现有的35 $\%$限制与95 $\%$的信心，如果它分布沿$\gtrsim 1\,$ GPC长FRB视线通过宇宙网络。相反，现有的约束的部分紧凑的暗物质允许多达1在$\approx 40$的所有$z \lesssim 0.4$ FRB表现出微透镜突发结构。大约需要$170$ FRB拦截$\sim 50\,$ kpc内的晕，以将每个拦截晕中的致密暗物质部分排除到类似的水平。此外，我们考虑的透镜的FRB信号的宏观暗物质分布的累积效应。我们的结论是，从一个均匀分布的致密物体的透镜是可能无法观察到的，但建议FRB可能设置有意义的限制幂律分布的暗物质。
2020-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE
Plasma Radiation Model of Fast Radio Bursts from Magnetars
本文提出磁星耀发产生快速射电暴的相干等离子体辐射新模型，类比III型太阳射电暴，预测多波长观测特征，影响射电天文与天基天体物理。
2023-11-15 astro-ph.HE
Constraining Primordial Black Holes using Fast Radio Burst Gravitational-Lens Interferometry with CHIME/FRB
快速射电暴（FRB）是引力透镜研究的前沿，由于其亮度，河外性质，以及其发射的紧凑，相干特性。在一个同伴的工作[Kader，梁+2022]，我们使用一种新的干涉方法来搜索引力透镜FRB在时域中使用CHIME/FRB检测到的突发。在那里，我们以1.25 ns的时间分辨率对电场数据进行去通道化和自相关。这使得搜索FRB的发射相干偏转的引力透镜周围的前景紧凑的对象，如原始黑洞（PBH）。在这里，我们使用我们的非检测透镜FRB放置新的限制PBH丰度以外的本地组。我们使用了一种新的双屏幕模型，考虑到退相干散射屏幕在我们的约束。我们的约束是受一个单一的天体物理模型参数-FRB源和散射屏幕之间的有效距离，我们采用1秒差距的基准距离。我们发现相干FRB透镜效应是探测太阳质量以下致密天体的一种灵敏的方法。在观测到$172$爆发中没有透镜，从$114$独立的视线通过宇宙网，我们约束的致密物体，如PBH的暗物质的分数是$f \lesssim 0.8$，如果它们的质量是$\sim 10^{-3} M_{\odot}$。
2022-04-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Frequency-dependent effects of gravitational lensing within plasma
不均匀等离子体分布的折射与引力透镜的相互作用，对通过大质量物体的光线路径产生了新的影响。等离子体对运动方程贡献了额外的项，并且所得到的射线轨迹是频率依赖的。研究了Schwarzschild时空中等离子体密度分布$N \propto 1/r^h$与$h \geq 0$的透镜现象和圆轨道。对于通过等离子体附近质量的射线，频率折射效应可以占主导地位，有效地将引力透镜变成镜子。我们得到了一般$h$的转向点、圆轨道半径和角动量。先前的结果表明，光线的行为就像大质量粒子，其有效质量由等离子体频率给出，密度恒定$h=0$。我们研究了一般$h$的行为，并表明，当$h=2$的等离子体项的行为就像一个额外的贡献通过射线的角动量。当$h=3$的潜力和半径的圆形轨道是类似的研究中发现的无质量标量场的史瓦西背景。作为一个物理动机的例子，我们研究了一个紧凑的对象与反足热点护套在一个稠密的等离子体，这表明在真空中的行为显着的频率依赖性的变化的脉冲轮廓。最后，我们考虑了几种类型的中子星在广义相对论中的频率相关等离子体效应的潜在可观测性及其应用。
2015-05-26 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational lensing by compact objects within plasma
研究了大质量物体附近等离子体分布中电磁射线的轨迹，发现了与频率相关的引力透镜效应。通过等离子体的光线传播增加了额外的条款，取决于等离子体折射率的运动方程。对于低频射线，这些折射效应可以占主导地位，将引力透镜变成镜子。虽然光线的行为就像粒子的有效质量由等离子体频率在介质中具有恒定的密度，不均匀的等离子体引入更复杂的行为，即使是球对称的情况下。作为一个物理例子，一个紧凑的物体护套在稠密等离子体的脉冲轮廓进行了检查，这引入了戏剧性的频率依赖性的变化，从在真空中的行为。
2016-10-31 astro-ph.HE gr-qc
Probing Collapsed Dark Matter Halos with Fast Radio Bursts
City University of Hong Kong（香港城市大学）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Tongji University（同济大学）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
通过快速射电暴强引力透镜探测超致密子结构，研究暗物质自相互作用机制，利用时间延迟分布测量自相互作用截面。
2026-04-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Looking for MACHOs in the Spectra of Fast Radio Bursts
我们探索了一种新的搜索策略，暗物质的形式，如原始黑洞或致密的迷你晕的质量范围从$10^{-4}$到0.1太阳质量的大规模紧凑的晕对象（MACHO）。这些物体可以引力透镜快速射电暴（FRB）的信号，在频谱中产生特征干涉图案，类似于先前研究的伽马射线暴频谱中的飞秒透镜信号。与使用微透镜的传统搜索不同，FRB透镜将探测宇宙学距离尺度（~Gpc）的MACHO丰度，而不仅仅是它们在银河系附近的分布。因此，该方法是特别相关的黑暗的迷你晕，这可能是无法访问的微透镜，由于其有限的空间范围或星系中的潮汐中断。我们发现，FRB透镜的主要并发症将是在FRB的宿主星系和银河系的星际闪烁。闪烁很难量化，因为它很大程度上取决于星际介质中的湍流，而这一点人们知之甚少。然而，我们表明，对于现实的闪烁参数，FRB透镜可以设置竞争力的限制紧凑的暗物质对象，我们支持我们的研究结果与明确的模拟。
2019-12-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Gravitational self-lensing of Fast Radio Bursts in neutron star magnetospheres: II. Applications to strong repeaters and the CHIME population
INAF – Osservatorio Astronomico di Roma（意大利国家天体物理研究所罗马天文台）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi”, Università di Bologna（博洛尼塔大学物理与天文学“奥古斯托·里吉”系）；INAF – Istituto di Radioastronomia（意大利国家天体物理研究所射电天文研究所）；INAF – Osservatorio Astronomico di Cagliari（意大利国家天体物理研究所卡利亚里天文台）
本文通过引力自聚焦机制解释快速射电暴的重复性和能量分布，结合FAST数据和CHIME观测，验证了中子星磁层中双极热点的模型预测。
2026-10-07 astro-ph.HE
Gravitational self-lensing of Fast Radio Bursts in neutron star magnetospheres: I. The model
本文提出FRB源于中子星磁层共转热斑并经引力自透镜放大的模型，解释了幂律能量分布、重复暴与一次性暴的二分性及最活跃重复暴的能量预算问题。
2024-07-04 astro-ph.HE
A re-identification of six Candidate Gravitationally Lensed Gamma-Ray Bursts
本文综合光变、硬度、持续时间和光谱等诊断重新检验六个候选引力透镜GRB，发现每个暴均存在显著不一致，从而否定其引力透镜解释。
2025-08-29 astro-ph.HE
Pulsar emission amplified and resolved by plasma lensing in an eclipsing binary
射电望远镜之所以会闪烁，是因为它们的辐射通过多条路径穿过电离的星际介质，这些路径相互干扰。人们早就认识到，造成闪烁的散射屏可以用作“星际透镜”，以确定脉冲星发射区的位置。然而，大多数散射屏只能勉强分辨发射分量，将结果限制在统计推断和检测小的位置偏移。由于靠近源的屏幕具有更好的分辨率，因此应该更容易分辨位于高密度环境中的脉冲星的发射区域，例如超新星遗迹或双星，其中脉冲星的伴星具有电离流出。在这里，我们报告的极端等离子体透镜事件的'黑寡妇'脉冲星，PSR~B1957+20，在其9.2小时的轨道，其中它的发射是由它的同伴的外流黯然失色的阶段附近。在透镜事件期间，在特定频率下，通量被增强高达70- 80倍。最强的事件清楚地解决了发射区域：它们对窄的主脉冲和部分较宽的间脉冲的影响不同。我们表明，事件自然产生的密度波动的外部区域的流出，并推断我们的镜头的分辨率相当于脉冲星的半径，约10\，公里。此外，由透镜作用产生的不同频率结构让人想起了重复的快速射电暴FRB 121102所观察到的情况，这为通过等离子体透镜观察到该源并因此有时被等离子体透镜强烈放大的想法提供了观测支持。
2018-05-23 astro-ph.HE
Shadow and Weak Gravitational lensing of rotating traversable Wormhole in Non-homogeneous Plasma Space-time
本文研究非磁化无压非均匀等离子体中旋转可穿越虫洞的零测地线、阴影与弱透镜效应，推导阴影边界和偏转角公式，并利用 M87* 观测约束喉部半径及等离子体参数。
2023-08-17 astro-ph.HE gr-qc
Propagation of a fast radio burst through a birefringent relativistic plasma
本文通过广义法拉第旋转框架分析FRB 20201124A重复爆发的频率依赖圆偏振，证明其可由线偏振信号穿过视线方向相对论等离子体产生。
2023-08-16 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Plasmas in Gamma-Ray Bursts: particle acceleration, magnetic fields, radiative Processes and environments
伽马射线暴（GRB）是宇宙中最极端的爆炸现象，它为研究各种等离子体物理现象提供了一个独特的实验室。复杂的光变曲线和宽波段的非热谱一方面表明了一个非常复杂的体系，另一方面也为研究它提供了丰富的信息。本章重点介绍了一些尚未解决的关键物理问题的最新进展。其中包括：（1）冲击波中粒子加速和磁场产生;（2）强磁场在加速等离子体和通过磁重联过程加速粒子中的可能作用;（3）在瞬发和余辉阶段塑造观测到的光变曲线和光谱的各种辐射过程;（4）伽玛暴环境及其可能的观测特征。
2019-02-07 astro-ph.HE
Gravitational Lensing of Neutrino from Collapsars
我们研究了长伽马射线暴的中微子辐射。超大质量恒星坍缩成黑洞，以及随之而来的喷流形成，预计将通过光介子的产生产生高能中微子。这样的中微子可以从源头逃逸并到达地球。我们集中在伽马射线暴的第三族祖先的情况下。中微子可能是宇宙中第一批恒星形成的唯一信息来源。预期的信号是相当弱的，但我们提出，引力透镜附近的超大质量黑洞可能会增强中微子发射在某些情况下。我们实施了蒙特卡洛分析，思考这种情况下的统计意义。我们认为，基于引力透镜的观测策略可能会导致从宇宙的再电离时代与当前的仪器中微子的检测。
2013-02-01 astro-ph.HE
Pair-beam propagation in a magnetised plasma for modelling the polarized radiation emission from gamma-ray bursts in laboratory astrophysics experiments
本文研究了相对论性电子-正电子束在磁化电子-离子等离子体中的传输，着重研究了这种情况下产生的辐射的偏振。特别强调的是放在调查的极化所产生的辐射的范围内的束等离子体参数，横向和纵向的光束尺寸，和外部磁场。我们的研究结果不仅有助于理解在伽马射线暴中观察到的高度圆偏振，而且还有助于区分实验室天体物理实验中与成对光束的平行动力学相关的不同模式。
2020-06-08 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Fast radio bursts as strong waves interacting with ambient medium
快速射电暴（FRB）是一种神秘的射电瞬变现象，其物理起源至今仍不清楚。在FRB源附近的几个天文单位内，电磁波的电场非常大，电子振荡速度变得相对论，这使得经典的汤姆逊散射理论和线性等离子体理论失效。我们讨论FRBs作为强波与周围介质相互作用，在电子运动特性和等离子体特性。确定了几个新的功能。1.汤姆逊散射的截面对于散射光子显著增强。2.另一方面，由于强波中等离子体的非线性性质，近源等离子体更透明，对观测值的有效色散测度（DM）贡献较小。对于重复的FRB源，较亮的爆发将具有由近源等离子体贡献的稍微较小的DM。3.辐射束在稠密等离子体中经历相对论自聚焦，自聚焦（或压缩）程度取决于等离子体密度。这种压缩效应会影响FRB的准直角和真事件率。4.当FRB在附近的等离子体中传播时，FRB的有质动力将在等离子体中产生尾场波，并加速周围介质中的电子。然而，这样的效应太弱了，在观测上不太有趣。
2020-03-04 astro-ph.HE
Vacuum Polarization Effects in Baryon-Loaded Magnetar Bursts and Implications for X-ray Polarization
本文构建三组分等离子体真空共振通用框架，给出共振发生判据，并应用于重子加载磁星火球以估算X射线偏振特征，为探测真空极化和重子加载提供观测依据。
2025-11-10 astro-ph.HE
Understanding constraints on primordial mass black holes made of dark matter using fast radio bursts
University of Cape Town（开普敦大学）
本研究利用快速射电暴（FRBs）作为探针，结合CHIME/FRB数据集，在通用修正引力理论框架下约束了暗物质中原初黑洞的占比，还揭示了修正引力对FRB引力透镜的屏蔽效应。
2026-08-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Discovery and modelling of broad-scale plasma lensing in black-widow pulsar J2051$-$0827
我们报告的PSR J2051 $-$ 0827异常明亮的观测记录在黑寡妇脉冲星系统的定期监测活动与Effelsberg 100米望远镜。通过幸运的巧合，一个特别明亮的闪烁最大值与伴星的日食同时发生，从而能够精确测量整个日食期间的通量密度，色散测量（DM）和散射强度的变化。在整个日食过程中，通量密度变化很大，在远离日食的地方有一个1.7倍于平均值的峰值，但平均值并没有显著下降。我们使用几何光学从测量的DM变化中恢复通量密度变化，相对速度作为唯一的自由参数。我们测量到的有效速度为（470 $\pm$ 10）km/s，与伴星的相对轨道运动一致，这表明透镜物质的流出速度很低，或者直接沿着视线。有效速度的2%的不确定性是一个正式的错误;与我们目前的模型相关的系统学可能占主导地位，我们详细介绍了几个扩展的模型被认为是在一个完整的治疗透镜。这是DM和透镜之间的因果关系的演示;通量密度的变化可以直接通过DM的导数来预测。展望未来，这种方法可以应用于研究其他食系统的动力学，并研究电离星际介质中闪烁和透镜的物理性质。
2021-07-22 astro-ph.HE
The Dispersion Relation of Massive Photons in Plasma: A Comment on "Bounding the Photon Mass with Ultrawide Bandwidth Pulsar Timing Data and Dedispersed Pulses of Fast Radio Bursts"
针对Wang等提出的等离子体中有质量光子$ν^{-4}$修正色散关系，本文基于Proca方程重新检验其推导，证明经典$ν^{-2}$色散关系仍然有效。
2024-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
