自相互作用温暗物质情形的玻尔兹曼层级
宇宙学与河外天体物理
2020-09-28 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
我们从第一性原理推导出一个对特定相互作用拉格朗日量保持一定独立性的玻尔兹曼层级,为宇宙学扰动中的自相互作用温暗物质(WDM)提供通用框架。我们考虑大质量粒子间的弹性相互作用,获得一个比通常对非相对论(如冷 DM)或超相对论(如中微子)近似所得层级更一般的层级。玻尔兹曼碰撞项中的更一般动量依赖核积分,针对不同的场媒介模型被显式计算,包括标量场(有质量或无质量)与有质量矢量场的例子。作为一个应用,我们在弛豫时间近似下研究单粒子相互作用率的演化,并评估给定自相互作用相较于哈勃膨胀率何时相关。我们的框架旨在成为评估线性功率谱中 DM 自相互作用效应的有用起点,进而有必要研究其演化直至结构形成的非线性阶段,某些 DM 相互作用已被证明在该阶段相关。
引用
@article{arxiv.2002.05778,
title = {Boltzmann hierarchies for self-interacting warm dark matter scenarios},
author = {Rafael Yunis and Carlos R. Argüelles and Diana López Nacir},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05778},
year = {2020}
}
备注
Published in Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 57 pages, 3 figures and 4 appendices