論文の概要: An open EFT for dark matter searches with matter-wave interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.36044v1
• Date: Mon, 26 Oct 2026 18:00:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-29 04:15:49.189698
• Title: An open EFT for dark matter searches with matter-wave interferometers
• Title（参考訳）: 物質波干渉計を用いた暗黒物質探索のためのオープンETF
• Abstract要約: 物質波干渉計(MWI)はDM誘起位相シフトとコントラストの損失に敏感である。 我々は、Schwinger-Keldysh形式を用いて、これらのシグネチャを研究するためのオープン EFT を導出する。 本枠組みでは, 弾性スピン非依存型サブGeV DMの核子散乱のシグネチャについて検討する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Matter-wave interferometers (MWIs) are a genuine quantum probe of dark matter (DM), being sensitive to DM-induced phase shifts and loss of contrast. Treating the interferometer as an open quantum system and the dark sector as its environment, we derive an open EFT to study these signatures using the Schwinger-Keldysh formalism. Starting from a microscopic theory, we derive the interferometer's effective action, which we then project onto the many-body worldline sectors relevant for atom interferometers and MWIs employing mesoscopic objects, i.e., composite-particle interferometers (CPIs). This construction clarifies the heavy-probe limit and organizes phase shifts and decoherence as distinct real-time components of the influence action: the retarded kernel controls the causal response of the environment, while the Keldysh kernel controls environmental fluctuations and hence loss of contrast. At leading order, these kernels reduce to: (i) DM bubble diagrams in the case of four-point interactions, and (ii) dressed in-medium mediator propagators in the case of long-range interactions, where the dressing is provided by the DM environment. Within this framework, we study the signatures of elastic spin-independent sub-GeV DM scattering off nucleons and find that: (i) owing to Bose enhancements below the DM wave-particle boundary, ambitious CPIs could probe Higgs-portal DM with mass below 1 eV in an unexplored region of model space; (ii) for DM coupled to nucleons via a light hadrophilic scalar, the DM background can drive the mediator's in-medium mass tachyonic over much of parameter space; outside these regions, CPIs could probe provide powerful probes of light DM.
• Abstract（参考訳）: 物質波干渉計(MWIs)は、暗黒物質(DM)の真の量子プローブであり、DM誘起相転移とコントラストの喪失に敏感である。 干渉計をオープン量子系として、ダークセクターを環境として扱うことで、シュウィンガー・ケルディッシュ形式を用いてこれらのシグネチャを研究するためのオープン EFT を導出する。 顕微鏡理論から、干渉計の有効作用を導出し、原子干渉計とMWIに関連する多体世界線セクター、すなわち複合粒子干渉計(CPI)を用いて投影する。 この構造は重プロブ限界を明確にし、位相シフトとデコヒーレンスを影響作用の異なるリアルタイム成分として整理する: 遅延されたカーネルは環境の因果応答を制御し、ケルディシュカーネルは環境変動を制御しコントラストの喪失を制御している。 先頭の順で、これらのカーネルは以下のようになる。 一 四点相互作用の場合におけるDMバブル図、及び (II) DM環境によってドレッシングが提供される長距離相互作用の場合に, インジウムメディエータープロパゲータを装着した。 本枠組みでは, 弾性スピン非依存型サブGeV DMの核子散乱のシグネチャについて検討し, 以下の結果を得た。 (i) DM波-粒子境界以下でのボース拡大により、野心的なCPIは、モデル空間の未探索領域において、質量が1 eV未満のヒッグス-ポート型DMを探査することができる。 (ii)光ハドロフィルスカラーを介してヌクレオンと結合したDMの場合、DM背景は中間子の中間体質量タキオンを多くのパラメータ空間上で駆動し、これらの領域以外ではCPIは光DMの強力なプローブを提供することができる。

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