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基于高分辨率莱曼-α森林数据对暗物质-中微子散射模型的限制

High resolution Lyman-α forest constraints on dark matter-neutrino scattering

Markus R. Mosbech, Olga Garcia-Gallego, Vid Iršič, Matteo Viel, Julien Lesgourgues

arXiv 2607.15020首次发表:更新:

AI 中文总结

该研究基于高分辨率莱曼-α森林数据,通过全流体动力学模拟、训练模拟器及蒙特卡罗马尔可夫链分析,给出暗物质与中微子相互作用模型新限制,得出相互作用强度上限,排除先前暗示,还指出其他方法会高估限制能力。

AI 中文摘要

我们基于高分辨率莱曼-α森林数据,给出了暗物质与中微子相互作用模型的新限制。对这些模型进行了一系列全流体动力学模拟,涵盖不同相互作用强度和热历史。在模拟结果上训练了一个模拟器。通过蒙特卡罗马尔可夫链分析得出相互作用强度上限为\(u_{\nu\chi} \leq1.5\times10^{-8}\)(95%置信水平),这是目前对此类相互作用最强的直接限制,排除了文献中先前非零相互作用的暗示。还将结果与通过将温暗物质限制映射到其他具有抑制小尺度结构模型所获结果进行比较,发现那些方法会高估该模型的限制能力。

英文摘要

We present new constraints on models of dark matter interacting with neutrino, based on high-resolution Lyman-$α$ forest data. We perform a suite of full hydrodynamical simulations of these models, spanning a range of interaction strengths and thermal histories. We train an emulator on the simulation results. A Monte Carlo Markov Chain analysis yields an upper limit on the interaction strength of $u_{νχ} \leq1.5\times10^{-8}$ (95% C.L.), which is the strongest direct bound to date on such interactions. Our results exclude previous hints of non-zero interactions presented in the literature. We furthermore compare our results to those obtained by mapping warm dark matter constraints to other models with suppressed small-scale structure, and find that these methods would overestimate the constraining power for this model.

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论文原文

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