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QCD轴子动力学碎片化格林数模拟

宇宙学与河外天体物理 2025-10-24 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 理论

摘要

动力学错位是轴子暗物质非热生成最具说服力的场景之一,通常伴随轴子碎片化,即轴子浓度能量传递给其扰动的过程。在暗物质生产的上下文中,碎片化的动力学至今仅通过扰动理论进行半解析性研究。本工作中,我们对轴子动力学碎片化进行了首次经典格林数模拟,聚焦于QCD轴子相关参数。我们的发现表明,格林数导致的非扰动动力学显著扩大了轴子扰动的谱,能量向亚热力学模式持续传递,且占据数更小,相较于线性近似。因此,最终暗物质丰度通常比线性近似低O(1),而线性近似本身也比零模预测低O(1)。这种谱的扩宽和抑制可能对轴子迷你星系形成产生重大影响,这是动力学碎片化的主要实验手段之一。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.01822,
  title  = {Kinetic Fragmentation of the QCD Axion on the Lattice},
  author = {Matteo Fasiello and Joanes Lizarraga and Alexandros Papageorgiou and Ander Urio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.01822},
  year   = {2025}
}

备注

23 pages, 9 figures, two references added, matches the published version