模糊暗物质丝束中的干涉:理想模型与统计
宇宙学与河外天体物理
2025-04-22 v3 高能物理 - 唯象学
摘要
模糊(波)暗物质(FDM)是支撑超轻玻色暗物质种类的动力学模型,产生了一系列非引力特征,显著区别于现象学上相关的温暖(粒子)暗物质(WDM)情形。在宇宙丝束中驻扎的扩展干涉条纹是此类现象之一,这些条纹已被宇宙学模拟报告,且对其深入理解可能有助于强化对玻色子质量的现有限制,同时打破与WDM的退化性,提供宇宙干涉的独特指纹。本文提供了初步步伐。具体而言,我们在底向上方法中,展示了理想化丝束群体中干涉的存在如何导致物质功率谱中出现非抑制特征——这一观察得到完全宇宙学FDM模拟的支持。为此,我们基于从理论出发且在数值中观察到的稳态近似,表达了此类丝束的平衡动力学。通过纳入经典相空间信息,我们优化了展开的规模。采用球形坍塌考虑构建模糊丝束质量函数,并结合重建的FDM波函数,使我们能够高效计算单个丝束功率谱。我们展示了针对不同玻色子质量的非扰动干涉模型,并确认该方法能够产生完全宇宙学FDM模拟中观察到的物质功率提升。更精确地说,我们发现FDM基态尺度与量子压力尺度之间的相关性存在超出预期的现象。我们对此效应在数据分析中的应用进行了推测。
引用
@article{arxiv.2412.10829,
title = {Interference in Fuzzy Dark Matter Filaments: Idealised Models and Statistics},
author = {Tim Zimmermann and David J. E. Marsh and Keir K. Rogers and Hans A. Winther and Sijing Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.10829},
year = {2025}
}
备注
15+5 pages, 12+1 figures, v2 submitted to A&A