Payaswinee Arvikar; Prashant Thakur; Sarmistha Banik · 2026
Paper
We present a unified Bayesian analysis of Higgs-portal, neutron-decay, and axion-like-particle (ALP)-mediated dark matter in neutron stars within the single-fluid approximation. Using a common relativistic mean-field description of hadronic matter, we combine finite-nucleus and heavy-ion collision data, chiral effective field theory, NICER measurements of four pulsars, and GW170817. The individual dark-sector parameters remain weakly determined, while model-dependent shifts in nuclear skewness reveal the sensitivity of the inferred hadronic equation of state to the assumed dark-matter mechanism. The three scenarios yield substantially overlapping mass-radius and tidal-deformability predictions, with median maximum masses near $2.1\,M_\odot$. For $1.4\,M_\odot$ stars, the Higgs-portal model predicts higher $f$-mode frequencies and shorter damping times than the neutron-decay and ALP models, although their credible regions overlap. Comparison with three consistently reanalysed two-fluid models gives the largest Bayesian evidence to neutron decay: under the adopted priors, its Bayes factors relative to the Higgs-portal and two-fluid alternatives are approximately $24$-$37$, but only $2.2$ relative to ALP. This ranking concerns complete dark-matter models and does not establish a general preference for either fluid description or evidence for a dark component itself. Improved nuclear constraints and future gravitational-wave asteroseismology could provide complementary information to disentangle the hadronic and dark-sector contributions.
Analysis
Preparing paper insights from the available abstract and paper details.
Discovery
Long-Yue Li; Li-Ming Cao; Yungui Gong; Xia-Yuan Liu; Liang-Bi Wu; Wenting Zhou
B. I. Ciocan; N. F. Bouché; J. Fensch; D. Krajnović; J. Freundlich; H. Desmond; A. Jeanneau; B. Famaey
F. Acerbi; P. Adhikari; P. Agnes; I. Ahmad; S. Albergo; I. F. Albuquerque; T. Alexander; A. K. Alton; P. Amaudruz; G. A. Anastasi; M. Angiolilli; E. Aprile; D. J. Auty; M. Ave Pernas; O. Azzolini; H. O. Back; Z. Balmforth; A. Barrado Olmedo; P. Barrillon; G. Batignani; S. Bharat; P. Bhowmick; S. Blua; V. Bocci; W. Bonivento; B. Bottino; M. G. Boulay; T. Braun; A. Buchowicz; J. Busto; M. Cadeddu; M. Cadoni; R. Calabrese; V. I. Calì; A. Caminata; N. Canci; M. Caravati; M. Cardenas-Montes; N. Cargioli; M. Carlini; L. Castellani; P. Castello; D. F. F. S. Cavalcante; P. Cavalcante; S. Cebrian; A. Chepurnov; L. Cifarelli; Y. Coadou; I. Coarasa; V. Cocco; E. Conde Vilda; L. Consiglio; H. Coombes; A. F. V. Cortez; B. S. Costa; P. A. Costa e Silva; M. Czubak; S. D'Auria; M. D. Da Rocha Rolo; A. Dainty; G. Darbo; S. Davini; R. de Asmundis; S. De Cecco; M. De Napoli; G. Dellacasa; A. Derbin; L. Di Noto; P. Di Stefano; D. Díaz Mairena; C. Dionisi; G. Dolganov; F. Dordei; A. Elersich; E. Ellingwood; T. Erjavec; N. Fearon; M. Fernandez Diaz; L. Ferro; A. Ficorella; G. Fiorillo; D. Fleming; L. Flores; P. Franchini; D. Franco; H. Frandini Gatti; F. Gabriele; D. Gahan; C. Galbiati; G. Galiński; G. Gallina; M. Garbini; P. Garcia Abia; A. Gawdzik; G. K. Giovanetti; A. Gola; L. Grandi; G. Grauso; G. Grilli di Cortona; A. Grobov; M. Gromov; J. Guerrero Cánovas; M. Gulino; S. B. Habtemariam; B. R. Hackett; A. Hallin; M. Haranczyk; T. Hessel; C. Hidalgo; J. Hollingham; S. Horikawa; J. Hu; F. Hubaut; D. Huff; T. Hugues; A. Ianni; A. Ianni; V. Ippolito; A. Jamil; C. Jillings; P. Kachru; R. Keloth; N. Kemmerich; A. Kemp; K. Kondo; G. Korga; L. Kotsiopoulou; S. Koulosousas; P. Kunze; M. Kuss; M. Kuźniak; M. Kuzwa; M. I. Kwon; M. La Commara; M. Lai; E. Le Guirriec; E. Leason; A. Leoni; L. Lidey; J. D. Lipp; L. Lippolis; M. Lissia; L. Luzzi; O. Lychagina; O. Macfadyen; J. Machts; I. Machulin; S. Mameli; S. Manecki; I. Manthos; A. Marasciulli; S. M. Mari; C. Mariani; J. Maricic; M. Martinez; G. Matteucci; K. Mavrokoridis; A. Mazzi; A. B. McDonald; L. Meng; A. Messina; R. Milincic; G. Miller; S. Minutoli; A. Mitra; J. Monroe; M. Morrocchi; A. Morsy; V. Muratova; M. Murra; C. Muscas; P. Musico; R. Nania; M. Nessi; G. Nieradka; K. Nikolopoulos; E. Nikoloudaki; J. Nowak; K. Olchanski; A. Oleinik; P. Organtini; A. Ortiz de Solórzano; A. Padmanabhan; M. Pallavicini; L. Pandola; E. Pantic; E. Paoloni; D. Papi; L. Parellada Monreal; B. Park; G. Pastuszak; G. Paternoster; R. Pavarani; A. Peck; P. A. Pegoraro; K. Pelczar; R. Perez; V. Pesudo; S. Piacentini; N. Pino; G. Plante; A. Pocar; S. Pordes; P. Pralavorio; E. Preosti; D. Price; G. Prior; M. Pronesti; S. Puglia; M. Queiroga Bazetto; F. Raffaelli; F. Ragusa; Y. Ramachers; A. Ramirez; S. Ravinthiran; K. Raymond; M. Razeti; A. L. Renshaw; A. Repond; M. Rescigno; S. Resconi; F. Retiere; A. Ritchie-Yates; A. Rivetti; A. Roberts; C. Roberts; D. Rodríguez Rodas; G. Rogers; L. Romero; M. Rossi; D. Rudik; J. Runge; M. Sabia; C. Salerno; P. Salomone; O. Samoylov; S. Sanfilippo; D. Santone; R. Santorelli; E. M. Santos; I. Sargeant; M. L. Sarsa; C. Savarese; E. Scapparone; D. Semenov; C. Seoane; A. Serrecchia; M. Sestu; V. Shalamova; S. Sharma Poudel; A. Sheshukov; M. Simeone; D. Sitzia; P. Skensved; M. Skorokhvatov; O. Smirnov; T. Smirnova; B. Smith; F. Spadoni; M. Spangenberg; A. Steri; M. R. Stock; V. Stornelli; S. Stracka; A. Sung; C. Sunny; Y. Suvorov; A. M. Szelc; O. Taborda; B. Tam; R. Tartaglia; A. Taylor; J. Taylor; G. Testera; A. Thompson; S. Torres-Lara; A. Tricomi; S. Tullio; E. Unzhakov; M. Van Uffelen; P. Ventura; G. Vera Díaz; S. Viel; A. Vishneva; R. B. Vogelaar; J. Vossebeld; B. Vyas; M. Wada; M. Walczak; Y. Wang; S. Westerdale; L. Williams; M. M. Wojcik; M. Wojcik; Z. Xu; J. Yin; A. Zabihi; P. Zakhary; A. Zani; H. Zhan; Y. Zhang; G. Zuzel
Robin Anthony-Petersen; Orion Ning; Yu Watanabe; Benjamin R. Safdi; Maíra Dutra; Francesca Calore; Savitri Gallego; William Guan; Christopher M. Karwin; Alexander Kusenko; Israel Martinez-Castellanos; Shigeki Matsumoto; Michela Negro; Uwe Oberlack; Field R. Rogers; Thomas Siegert; Tadayuki Takahashi; Haoyu Xie; Hiroki Yoneda; Andreas Zoglauer; Steven E. Boggs; Dieter H. Hartmann; Carolyn A. Kierans; John A. Tomsick
Pinku Routaray; Rudra N. Sahoo; Bharat Kuma; M. Bhuyan
Simon Allzén
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