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

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14282v2
• Date: Fri, 20 Jun 2025 16:09:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-23 14:57:51.192829
• 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: 原子干渉計は、原子系への影響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。 以前の研究では、スカラーおよびベクトルULDM候補を検出する能力が実証されているが、スピン-2 ULDMを探索する可能性はまだ明らかにされていない。 スピン2 ULDMフィールドのコヒーレント振動は3つの結合機構を通じて原子干渉計の可測位相シフトを誘導することを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Atom interferometers offer exceptional sensitivity to ultra-light dark matter (ULDM) by precisely measuring effects on atomic systems. Previous studies have demonstrated their capability to detect scalar and vector ULDM candidates, yet their potential for probing spin-2 ULDM remains unexplored. In this work, we address this gap by investigating the sensitivity of atom interferometers to spin-2 ULDM across several frameworks for massive gravity, including the Lorentz-invariant Fierz-Pauli case and two distinct Lorentz-violating scenarios. We show that coherent oscillations of the spin-2 ULDM field induce measurable phase shifts in atom interferometers through three coupling mechanisms: scalar interactions that modify atomic energy levels, and vector and tensor effects that alter the propagation of both atoms and light. We demonstrate that these multifaceted interactions enable atom interferometers to probe a range of ULDM properties and mass scales that are inaccessible to laser interferometric gravitational wave detectors. Our results establish the potential of atom interferometers to open a new experimental frontier for spin-2 dark matter detection.
• Abstract（参考訳）: 原子干渉計は、原子系への影響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。 以前の研究では、スカラーおよびベクトルULDM候補を検出する能力が実証されているが、スピン-2 ULDMを探索する可能性はまだ明らかにされていない。 本研究では、ロレンツ不変のフィエルツ・パウリのケースと2つの異なるローレンツ違反シナリオを含む、大規模重力のためのいくつかのフレームワークにおいて、原子干渉計のスピン-2 ULDMに対する感度を調査することによって、このギャップに対処する。 スピン2 ULDM場のコヒーレント振動は、原子間力計の3つの結合機構によって、原子エネルギーレベルを変化させるスカラー相互作用と、原子と光の伝播を変えるベクトルとテンソル効果を誘導することを示す。 これらの多面的相互作用により、原子干渉計は、レーザー干渉計の重力波検出器に到達できない様々なULDM特性や質量スケールを探索することができる。 本研究は,スピン2ダークマター検出のための新しい実験フロンティアを開くための原子干渉計の可能性を確立するものである。

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