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带有有抵触自互作用的模糊暗物质星际:中等自互作用下的核子和星 vortex 网络

宇宙学与河外天体物理 2025-12-31 v3 量子气体

摘要

我们考察了中等有抵触自互作用对由合并的较小高斯密度浓度产生的模糊暗物质星际的影响。我们研究了核心和颗粒的尺寸、场的相干性的空间依赖性、湍流涡旋串和中心核子的振荡频率,涵盖从量子压力主导到自互作用主导稳定核子的范围。对于所探测的自互作用强度 gg 和固定的初始配置,随着 gg 的增加,合并操作导致核心尺寸增大、中心密度降低,振荡频率减小,符合对孤立自互作用模糊暗物质(SFDM)核子研究的预期。相比之下,特征颗粒尺寸和周围星 halo 中典型的涡旋间距仅受到轻微影响,增长远小于核心。尽管 vortex 网络不那么稳健,但在我们的模拟时间尺度内没有衰减迹象。因此,生成的星际在中心发展出自互作用主导的核心,但外围星 halo 仍由量子压力和经典动能在等分区中维持,如同无相互作用的情况。此外,场相干性的度量明确地将通过鲍森-欧斯金(最大特征值)模式识别的核心与周围的准相干星 halo 分开。与 g=0g=0 的情况不同,我们观察到随着 gg 的增加,在星 halo 中心部位与相干模式共存的无相干波动相对增加,这一现象也 observed 在非零温度下的实验制冷块中。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.00293,
  title  = {Fuzzy dark matter halos with repulsive self-interactions: coherent soliton and halo vortex network with moderate self-coupling},
  author = {Milos Indjin and Nick Keepfer and I-Kang Liu and Nick P. Proukakis and Gerasimos Rigopoulos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.00293},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 10 figures