Pulsars as a cosmological tool

Abstract

Zabýváme se scénářem, ve kterém je temná hmota tvořena částicemi ultra-lehké temné hmoty (ULDM), která kromě univerzální gravitační interakce dokáže přímo interagovat s normální (viditelnou) hmotou. Předchozí studie ukázaly, že binání pulzary mohou sloužit jako citlivé detektory ULDM v rozsahu hmotností od 10−23 eV do 10−18 eV, a to protože ULDM narušuje dynamiku dvojhvězdného systému a moduluje časy příletu pulzů na Zemi - což by mohlo být detekovatelné pomocí techniky časování pulzarů. Dosavadní výzkum se primárně zaměřoval na excentrické binární systémy, kde se očekává silný vliv ULDM na šíření pulzů v případě, že hmotnost ULDM splňuje rezonanční podmínku m = Nωb, kde m je hmotnost ULDM, ωb orbitální úhlová rychlost binárního systému a N přirozené číslo. Doposud byla omezení na konstanty přímých interakcí ULDM nakladena pouze pro hmotnosti, které splňují tuto rezonanční podmínku. V této práci ukazujeme, že konstanty přímých interakcích lze významně omezit i pro hmotnosti mimo rezonanci. Vyvíjíme a prezentujeme dvě komplementární metody pro sta- novení citlivosti binárních pulzarů k detekci ULDM v celém uvažovaném rozsahu hmot- ností. První metoda je založena na Bayesovském...