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10 results on '"Boudon, Alexis"'

1. Supersonic friction of a black hole traversing a self-interacting scalar dark matter cloud

Author

Boudon, Alexis, Brax, Philippe, and Valageas, Patrick

Subjects
Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, General Relativity and Quantum Cosmology, High Energy Physics - Theory
Abstract

Black Holes (BH) traversing a dark matter cloud made out of a self-interacting scalar soliton are slowed down by two complementary effects. At low subsonic speeds, the BH accretes dark matter and this is the only source of dragging along its motion, if we neglect the backreaction of the cloud self-gravity. The situation changes at larger supersonic speeds where a shock appears. This leads to the emergence of an additional friction term, associated with the gravitational and scalar pressure interactions and with the wake behind the moving BH. This is a long distance effect that can be captured by the hydrodynamical regime of the scalar flow far away from the BH. This dynamical friction term has the same form as the celebrated Chandrasekhar collisionless result, albeit with a well-defined Coulomb logarithm and a prefactor that is smaller by a factor 2/3. The infra-red cut-off is naturally provided by the size of the scalar cloud, which is set by the scalar mass and coupling, whilst the ultra-violet behaviour corresponds to the distance from the BH where the velocity field is significantly perturbed by the BH, which is determined by pressure effects. As a result, supersonic BH are slowed down by both the accretion drag and the dynamical friction. This effect will be potentially detectable by future gravitational wave experiments as it influences the phase of the gravitational wave signal from inspiralling binaries.

Published
2023

2. Gravitational waves from binary black holes in a self-interacting scalar dark matter cloud

Author

Boudon, Alexis, Brax, Philippe, Valageas, Patrick, and Wong, Leong Khim

Subjects
Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, General Relativity and Quantum Cosmology, High Energy Physics - Theory
Abstract

We investigate the imprints of accretion and dynamical friction on the gravitational-wave signals emitted by binary black holes embedded in a scalar dark matter cloud. As a key feature in this work, we focus on scalar fields with a repulsive self-interaction that balances against the self-gravity of the cloud. To a first approximation, the phase of the gravitational-wave signal receives extra correction terms at $-3$PN, $-4$PN and $-5.5$PN orders, relative to the prediction of vacuum general relativity, due to cloud gravity, accretion and dynamical friction. Future observations by LISA and B-DECIGO have the potential to detect these effects for a large range of scalar masses~$m_\mathrm{DM}$ and self-interaction couplings~$\lambda_4$. This would correspond to scenarios with dark matter clouds smaller than $0.1$ pc, which would be difficult to detect by other probes., Comment: 20 pages, 6 figures, 5 tables

Published
2023

3. Subsonic accretion and dynamical friction for a black hole moving through a self-interacting scalar dark matter cloud

Author

Boudon, Alexis, Brax, Philippe, and Valageas, Patrick

Subjects
Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, Astrophysics - Astrophysics of Galaxies, General Relativity and Quantum Cosmology, High Energy Physics - Theory
Abstract

We investigate the flow around a black hole moving through a cloud of self-interacting scalar dark matter. We focus on the large scalar mass limit, with quartic self-interactions, and on the subsonic regime. We show how the scalar field behaves as a perfect gas of adiabatic index $\gamma_{\rm ad}=2$ at large radii while the accretion rate is governed by the relativistic regime close to the Schwarzschild radius. We obtain analytical results thanks to large-radius expansions, which are also related to the small-scale relativistic accretion rate. We find that the accretion rate is greater than for collisionless particles, by a factor $c/c_s \gg 1$, but smaller than for a perfect gas, by a factor $c_s/c \ll 1$, where $c_s$ is the speed of sound. The dynamical friction is smaller than for a perfect gas, by the same factor $c_s/c \ll 1$, and also smaller than Chandrasekhar's result for collisionless particles, by a factor $c_s/(cC)$, where $C$ is the Coulomb logarithm. It is also smaller than for fuzzy dark matter, by a factor $v_0/c \ll 1$.

Published
2022
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4. Baryogenesis through Asymmetric Hawking Radiation from Primordial Black Holes as Dark Matter

Author

Boudon, Alexis, Bose, Benjamin, Huang, Hyat, and Lombriser, Lucas

Subjects
Astrophysics - Cosmology and Nongalactic Astrophysics, High Energy Physics - Phenomenology
Abstract

We examine the extent to which primordial black holes (PBHs) can constitute the observed dark matter while also giving rise to the measured matter-antimatter asymmetry and account for the observed baryon abundance through asymmetric Hawking radiation generated by a derivative coupling of curvature to the baryon-lepton current. We consider both broad and monochromatic mass spectra for this purpose. For the monochromatic spectrum we find that the correct dark matter and baryon energy densities are recovered for peak masses of the spectrum of $M_{\rm pk} \geq 10^{12}$ kg whereas for the broad case the observed energy densities can be reproduced regardless of peak mass. Adopting some simplifications for the early-time expansion history as a first approximation, we also find that the measured baryon asymmetry can be recovered within an order of magnitude. We argue furthermore that the correct value of the baryon-lepton yield can in principle be retrieved for scenarios where a significant amount of the radiation is produced by PBH decay during or after reheating, as is expected when the decaying PBHs also cause reheating, or when an early matter-dominated phase is considered. We conclude from this first analysis that the model merits further investigation., Comment: 26 pages, 6 figures, 2 tables

Published
2020
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7. JRJC 2021. Book of Proceedings

Author

Chambery, Pauline, de Bony de Lavergne, Mathieu, Pracchia, Matteo, Vernet, Kinson, Chiche, Simon, Strebler, Thomas, Kanafani, Mohamad, Daumas-Tschopp, Sacha, de Dominicis, Claudia, Dedu, Vlad, Guo, Linghua, Vaslin, Louis, Boudon, Alexis, Juste, Vincent, Maleubre, Sara, Nitoglia, Elisa, Ding, Yanchun, Migliorin, Lucrezia Camilla, Bigot, Alexandre, Tork, Theraa, Jafarpour, Mahbobeh, Hojeij, Fatima, Jahan, Johannes, Chiedde, Nemer, de Martino, Bianca, Jacquet, Maxime, Portier, Alexandre, Sayah, Sihem, Laatu, Lauri, Martel, Lucas, Wang, Pu-Kai, Aguerre, Xalbat, Cecchini, Vincent, Hoballah, Malak, Mellet, Lucile, Lebrin, Victor, Kunze, Pablo, Beloeuvre, Arthur, Dinh Thi, Hoa, Wang, Yizheng, Kamalakannan, Keerthana, Demane, Yasmine, Maury, Arnaud, He, Yajun, Li, Ang, Perrin, Oceane, Sazak, Halime, Tafoya Vargas, Juan Salvador, Selem, Luka, Sessini, Mario, Borji, Majdouline, Kriewald, Jonathan, Bousserja, Mohamed Amine, Palmiotto, Marco, Pinsard, Emanuelle, Zheng, Zechuan, Li, Zhen, Da Costa, Philippe, Sacerdoti, Sabrina, Uras, Antonio, Guilbaud, Maxime, Caroff, Sami, Ruppin, Florian, Quilain, Benjamin, Gruyer, Diego, Pierre, Maxime, Khandoga, Mykola, Darmé, Luc, Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux (LP2I - Bordeaux), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de Clermont (LPC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Sorbonne Université (SU), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA- Saclay (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Centre de Physique Théorique [Palaiseau] (CPHT), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ENS Ulm, Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de psychologie de Caen Normandie (LPCN), and Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)

Subjects
[PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph], [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Published
2022

8. JRJC 2021- Journées de Rencontres Jeunes Chercheurs. Book of Proceedings

Author

Chambery, Pauline, de Bony de Lavergne, Mathieu, Pracchia, Matteo, Vernet, Kinson, Chiche, Simon, Strebler, Thomas, Kanafani, Mohamad, Daumas-Tschopp, Sacha, de Dominicis, Claudia, Dedu, Vlad, Guo, Linghua, Vaslin, Louis, Boudon, Alexis, Juste, Vincent, Maleubre, Sara, Nitoglia, Elisa, Ding, Yanchun, Migliorin, Lucrezia Camilla, Bigot, Alexandre, Tork, Theraa, Jafarpour, Mahbobeh, Hojeij, Fatima, Jahan, Johannes, Chiedde, Nemer, de Martino, Bianca, Jacquet, Maxime, Portier, Alexandre, Sayah, Sihem, Laatu, Lauri, Martel, Lucas, Wang, Pu-Kai, Aguerre, Xalbat, Cecchini, Vincent, Hoballah, Malak, Mellet, Lucile, Lebrin, Victor, Kunze, Pablo, Beloeuvre, Arthur, Dinh Thi, Hoa, Wang, Yizheng, Kamalakannan, Keerthana, Demane, Yasmine, Maury, Arnaud, He, Yajun, Li, Ang, Perrin, Oceane, Sazak, Halime, Tafoya Vargas, Juan Salvador, Selem, Luka, Sessini, Mario, Borji, Majdouline, Kriewald, Jonathan, Bousserja, Mohamed Amine, Palmiotto, Marco, Pinsard, Emanuelle, Zheng, Zechuan, Li, Zhen, Costa, Philippe, Caroff, Sami, Ruppin, Florian, Uras, Antonio, Guilbaud, Maxime, Khandoga, Mykola, Sacerdoti, Sabrina, Quilain, Benjamin, Darmé, Luc, Gruyer, Diego, Laboratoire de Physique des Deux Infinis Bordeaux (LP2I - Bordeaux), Université de Bordeaux (UB)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Annecy de Physique des Particules (LAPP), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique de Clermont (LPC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Clermont Auvergne (UCA), Sorbonne Université (SU), Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM), Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique corpusculaire de Caen (LPCC), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-École Nationale Supérieure d'Ingénieurs de Caen (ENSICAEN), Normandie Université (NU)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de physique subatomique et des technologies associées (SUBATECH), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Nantes université - UFR des Sciences et des Techniques (Nantes univ - UFR ST), Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique Théorique - UMR CNRS 3681 (IPHT), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien (IPHC), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Énergies (LPNHE (UMR_7585)), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Physique des 2 Infinis de Lyon (IP2I Lyon), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Physique Subatomique et de Cosmologie (LPSC), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP ), Université Grenoble Alpes (UGA), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Centre de Physique Théorique [Palaiseau] (CPHT), École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL), Laboratoire Leprince-Ringuet (LLR), and Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-École polytechnique (X)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.HPHE]Physics [physics]/High Energy Physics - Phenomenology [hep-ph], [PHYS.HEXP]Physics [physics]/High Energy Physics - Experiment [hep-ex], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], [PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph]
Abstract

Journées de Rencontres Jeunes Chercheurs (JRJC2021). 17-23 octobre 2021, La Rochelle (France)

Published
2022

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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