論文の概要: Massive graviton dark matter searches with long-baseline atom interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14282v1
• Date: Wed, 18 Dec 2024 19:21:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:29:28.645545
• Title: Massive graviton dark matter searches with long-baseline atom interferometers
• Title（参考訳）: 長基準原子干渉計による重力暗黒物質探索
• Authors: Diego Blas, John Carlton, Christopher McCabe,
• Abstract要約: 本研究では, 原子干渉計のスピン-2 ULDMに対する感度について, 質量重力に対するいくつかの枠組みを考慮し検討した。 スピン-2 ULDMフィールドのコヒーレント振動は3つの異なるチャネルを通して測定可能な位相シフトを誘導する。 原子干渉計はこれらすべての効果を独自に探査し、レーザー干渉計とは異なる質量範囲に感度を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Atom interferometers offer exceptional sensitivity to ultra-light dark matter (ULDM) through their precise measurement of phenomena acting on atoms. While previous work has established their capability to detect scalar and vector ULDM, their potential for detecting spin-2 ULDM remains unexplored. This work investigates the sensitivity of atom interferometers to spin-2 ULDM by considering several frameworks for massive gravity: a Lorentz-invariant Fierz-Pauli case and two Lorentz-violating scenarios. We find that coherent oscillations of the spin-2 ULDM field induce a measurable phase shift through three distinct channels: coupling of the scalar mode to atomic energy levels, and vector and tensor effects that modify the propagation of atoms and light. Atom interferometers uniquely probe all of these effects, while providing sensitivity to a different mass range from laser interferometers. Our results demonstrate the potential of atom interferometers to advance the search for spin-2 dark matter through accessing unexplored parameter space and uncovering new interactions between ULDM and atoms.
• Abstract（参考訳）: 原子干渉計は、原子に作用する現象を正確に測定することで、超軽量暗黒物質(ULDM)に対して例外的な感度を提供する。 以前の研究でスカラーとベクトルULDMを検出する能力は確立されているが、スピン-2 ULDMを検出する能力は未発見のままである。 本研究は、ローレンツ不変フィエルツ・パウリの場合と2つのローレンツ違反シナリオの2つの枠組みを考慮し、スピン2 ULDMに対する原子干渉計の感度について検討した。 スピン-2 ULDMフィールドのコヒーレント振動は、スカラーモードと原子エネルギーレベルとのカップリングと、原子と光の伝播を変化させるベクトルとテンソル効果の3つの異なるチャネルを通して測定可能な位相シフトを誘導する。 原子干渉計はこれらすべての効果を独自に探査し、レーザー干渉計とは異なる質量範囲に感度を与える。 本研究は, 未探索パラメータ空間にアクセスし, ULDMと原子間の新たな相互作用を明らかにすることにより, スピン2ダークマターの探索を推し進める原子干渉計の可能性を示すものである。

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