多组分暗物质中的动力学弛豫与玻色星形成 I

利用波动动力学，我们估计了一般多组分薛定谔-泊松(SP)系统在动力学区中引力玻色-爱因斯坦凝聚体/玻色星的出现时间尺度。我们辨识了波动动力学玻尔兹曼方程中扩散与摩擦项（在微扰论领头阶）的一些效应，并给出了凝聚体动力学成核速率的估计。我们使用多组分 SP 系统的完整 $3+1$ 维模拟检验了我们的分析。着眼于多组分暗物质的应用，我们详细研究了两种一般情况。第一种是具有 $N=2s+1$ 个组分的自旋-$s$ 大质量场（标量 $s=0$、矢量 $s=1$ 与张量 $s=2$）。我们发现对于不同组分的均匀布居，凝聚时间尺度为 $\tau_{(s)}\approx \tau_0\times N$，其中 $\tau_0$ 为标量情形的凝聚时间尺度。第二种是两个具有不同玻色子质量的标量情形。在此情形下，我们描绘了凝聚时间如何依赖于其平均质量密度比与玻色子质量比，揭示了组分间的竞争与协助，并指引了哪个组分先凝聚。例如，当 $m_1 < m_2$ 且质量密度不过于悬殊时，我们验证第一物种的凝聚时间尺度迅速变得与 $m_2/m_1$ 无关；而对于相等的平均数密度，出现时间尺度随 $m_2/m_1$ 增大而减小。