模糊暗物质动力学与准粒子假说
宇宙学与河外天体物理
2023-11-23 v1 星系天体物理
摘要
暗物质可能由超轻玻色子组成，其在星系中的德布罗意波长约为1 kpc。这种模糊暗物质(FDM)的标准模型是服从薛定谔-泊松方程的复标量场。FDM的波动性导致引力场涨落，可将能量泵入星系的恒星组分。启发性论证与理论分析表明，这些涨落可通过以准粒子(QPs)系统替代FDM来建模。我们在一维空间中通过比较薛定谔场自洽模拟与准粒子系统模拟来检验该假说。纯FDM系统的模拟使我们推导出所需准粒子数目与给定德布罗意波长FDM建模之间的唯象关系。我们还模拟了FDM与恒星的系统，发现无论FDM由准粒子还是薛定谔场描述，其都将能量泵入恒星，且FDM绝热收缩、恒星系统绝热膨胀。然而，我们发现准粒子高估了动力学加热。
引用
@article{arxiv.2311.13352,
title = {Fuzzy Dark Matter Dynamics and the Quasiparticle Hypothesis},
author = {Boris Zupancic and Lawrence M. Widrow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.13352},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 10 figures, accepted for publication MNRAS