Room for New Physics in the Rayleigh-Jeans Tail of the Cosmic Microwave Background
Notice bibliographique
Résumé
We show that, despite stringent constraints on the shape of the main part of the cosmic microwave background (CMB) spectrum, there is considerable room for its modification within its Rayleigh-Jeans (RJ) end, ω≪T_{CMB}. We construct explicit new physics models that give an order one (or larger) increase of photon count in the RJ tail, which can be tested by existing and upcoming experiments aiming to detect the cosmological 21 cm emission or absorption signal. This class of models stipulates the decay of unstable particles to dark photons A^{'} that have a small mass, m_{A^{'}}∼10^{-14}-10^{-9} eV, nonvanishing mixing angle ε with electromagnetism, and energies much smaller than T_{CMB}. The nonthermal number density of dark photons can be many orders of magnitude above the number density of CMB photons, and even a small probability of A^{'}→A oscillations, for values as small as ε∼10^{-9}, can significantly increase the number of RJ photons. In particular, we show that resonant oscillations of dark photons into regular photons in the interval of redshifts 20<z<1700 can be invoked as an explanation of the recent tentative observation of a stronger-than-expected absorption signal of 21 cm photons. We present a model that realizes this possibility, where meV mass dark matter decays to dark photons, with a lifetime longer than the age of the Universe.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».