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辐射主导时期线性波暗物质扰动的演化

宇宙学与河外天体物理 2017-07-19 v2

摘要

分析了辐射主导时期粒子质量约 102210^{-22}eV 的波暗物质(即 ψ\psi 暗物质 (ψ\psiDM))的线性扰动,并得到了光子-物质相等时的物质功率谱。我们辨识出 ψ\psiDM 扰动的四个演化阶段,其动力学可能与冷暗物质(CDM)的对应物大不相同。虽然在质量振荡后的后期阶段,长波 ψ\psiDM 扰动几乎与 CDM 扰动相同,但仍存在一些细微差异,更不用说在整个演化历史中与 CDM 毫无相似性的中短波。这种差异源于导致严重模式抑制的量子力学效应。我们还讨论了具有余弦场势的轴子模型。轴子模型的功率谱通常与 ψ\psiDM 的几乎相同,但在初始轴子角接近场势顶端的极端情况下,该轴子模型预测在一段波数范围内功率超出,且谱截止比 ψ\psiDM 更高,仿佛 ψ\psiDM 具有更高的粒子质量。

关键词

引用

@article{arxiv.1702.07065,
  title  = {Evolution of linear wave dark matter perturbations in the radiation-dominant era},
  author = {Ui-Han Zhang and Tzihong Chiueh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07065},
  year   = {2017}
}

备注

20 pages, 7 figures