涉及两相结构与双粒子复合体（二聚体）的类轴子暗物质模型

在暗物质的自引力玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）模型内，我们论证了超轻玻色子的类轴子自相互作用确保了（矮）星系暗物质晕核中稀疏相与致密相的同时存在。事实上，这源于对应于相同模型参数的 Gross-Pitaevskii 方程的两个独立解。对于粒子数较少的情形，该结构随引力相互作用一同消失，且 Gross-Pitaevskii 方程退化为定态 sine-Gordon 方程，其一维反扭结解模拟了晕核中单相暗物质的径向分布。在量子力学上，该解对应于由具有有限渐近性的域壁势所形成的闭散射通道中两粒子的零能束缚态。为产生具有低正能量和有限寿命的双粒子复合体，我们诉诸于一对中一个渐近自由粒子从开通道（具有模型散射势）到闭通道的共振跃迁。利用 Feshbach 共振概念，在两通道耦合的小外部影响存在下求解了双通道量子力学问题，并在一阶近似中获得解析解。分析散射数据对相互作用参数的依赖，我们揭示了一种寿命达数百万年的长寿命双粒子复合体（二聚体）。这一结果相当令人惊讶，并暗示二聚体参与形成大尺度暗物质结构的重要影响。研究表明，二聚体的出现与由于共振导致的无穷大散射长度 regime 有关。所揭示的暗物质散射长度 $a$ 对相互作用参数的依赖，可从理论上证明 $a$ 在暗物质主导星系中的变化。