Revisiting dark photon constraints from CMB spectral distortions
Notice bibliographique
Résumé
ABSTRACT Spectral distortions of the cosmic microwave background (CMB) provide stringent constraints on energy and entropy production in the post-BBN (big bang nucleosynthesis) era. This has been used to constrain dark photon models with COBE/FIRAS and forecast the potential gains with future CMB spectrometers. Here, we revisit these constraints by carefully considering the photon to dark photon conversion process and evolution of the distortion signal. Previous works only included the effect of CMB energy density changes but neglected the change to the photon number density. We clearly define the dark photon distortion signal and show that in contrast to previous analytic estimates the distortion has an opposite sign and a $\simeq 1.5$ times larger amplitude. We furthermore extend the treatment into the large distortion regime to also cover the redshift range $\simeq 2 \times 10^{6}-4 \times 10^{7}$ between the μ-era and the end of BBN using cosmotherm . This shows that the CMB distortion constraints for dark photon masses in the range $10^{-4}\, {\rm eV}\lesssim m_{\rm d}\lesssim 10^{-3}\, {\rm eV}$ were significantly underestimated. We demonstrate that in the small distortion regime the distortion caused by photon to dark photon conversion is extremely close to a μ-type distortion independent of the conversion redshift. This opens the possibility to study dark photon models using CMB distortion anisotropies and the correlations with CMB temperature anisotropies as we highlight here.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».