具有结构场的分层暗结构:$Z_4$对称惰性双重态-单态实现及其对$S_8$张力的影响
高能物理 - 唯象学
2026-03-31 v1 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们引入了具有结构场的分层暗区(Layered Dark Sectors with a Structuring Field, LDS-SF),这是一个结构化的宇宙学框架,其中多组份暗区的内部架构自然地产生了结构生长的尺度依赖性。在该框架中,特征尺度依赖性来源于暗区扰动矩阵的主导特征值。这种结构驱动的机制在保持标准CDM背景膨胀和广义相对论的同时修改了结构生长。我们在两组分暗物质对称惰性双重态-单态模型(-IDSM)中提供了该框架的最小实现。通过积分掉重的惰性双重态媒介子,我们推导出一个60 GeV单态暗物质候选者的接触相互作用有效场论(EFT)。这种相互作用宏观上表现为有效声速,我们将其映射到LDS-SF特征模演化。我们将该系统实现到CLASS玻尔兹曼代码中,采用了一个晚期激活函数,将晕的成团性质投影到线性扰动框架中。我们还使用micrOMEGAs计算了遗迹密度,以进一步检验可行参数的遗迹丰度预测。我们的数值分析表明,虽然该模型在复合时期与CDM不可区分,但它在晚期()和小尺度()引入了有针对性的物质功率谱抑制。与Planck CMB、BAO和增长率测量结果进行对比,我们发现三组耦合参数成功缓解了张力,使预测振幅与KiDS-1000和DES的弱透镜数据达到一致。这项工作建立了LDS-SF作为一个数学自洽且观测上可行的标准宇宙学扩展。
引用
@article{arxiv.2603.27096,
title = {Layered dark structure with a Structuring Field: A $Z_4$-symmetric Inert Doublet-Singlet realization and implications for the $S_8$ tension},
author = {Marriam Naeem and Mohid Farhan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27096},
year = {2026}
}
备注
21 pages, 39 figures. Published in Physica Scripta 101 (2026) 125301, DOI: 10.1088/1402-4896/ae4e6e