超越薛定谔-泊松：标量暗物质的非相对论有效场论
宇宙学与河外天体物理
2021-09-29 v1 高能物理 - 理论
摘要
大质量标量场提供了优异的暗物质的候选者，其动力学常在宇宙学背景下使用非相对论薛定谔-泊松（SP）方程进行解析与数值研究。本文中，从膨胀宇宙中的非线性完全相对论克莱因-戈登-爱因斯坦（KGE）方程出发，我们提供了一个系统性框架，通过积掉“快模”并包含非线性度规与物质贡献，推导 SP 方程及其相对论修正。我们给出了领头阶相对论修正的显式方程，其揭示了当系统趋近相对论 regime 时偏离 SP 方程的洞察。在包含领头阶修正后，我们的方程适用于 SP 系统有效性域之外，且在某些情境下比完整 KGE 情形更易于使用。作为一个具体应用，我们计算了标量暗物质中孤子的质量-半径关系，并准确捕捉了该关系从 SP 系统向 KGE 系统的偏离。
引用
@article{arxiv.2104.10128,
title = {Beyond Schr\"{o}dinger-Poisson: Nonrelativistic Effective Field Theory for Scalar Dark Matter},
author = {Borna Salehian and Hong-Yi Zhang and Mustafa A. Amin and David I. Kaiser and Mohammad Hossein Namjoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.10128},
year = {2021}
}
备注
20 pages, 5 figures, plus appendices