超轻类轴子粒子的新天体物理界限
宇宙学与河外天体物理
2017-03-08 v2
摘要
受普通冷暗物质(cold dark matter, CDM)预言与星系尺度观测之间张力的推动，质量约为 的超轻类轴子粒子(ultralight axionlike particles, ULALPs)被提出作为 CDM 的替代候选者。我们考虑由真空重排机制在早期宇宙中产生、并构成大部分 CDM 的冷且无碰撞 ULALPs。ULALP 流体通常用经典场方程描述。然而，我们表明，如同 QCD 轴子，ULALPs 通过引力自相互作用热化并形成玻色-爱因斯坦凝聚态，这是一种量子现象。ULALPs 像 QCD 轴子一样，解释了暗物质的焦散环的观测证据，因为它们热化并进入可用的最低能态。这是在回转球面上刚性旋转的一种状态。通过研究下落 ULALPs 对星系盘恒星的加热效应，以及从我们星系盘的 IRAS 图中三角特征观测到的邻近焦散环的厚度，我们分别获得了 ULALP 质量约为 和 的质量下限。
引用
@article{arxiv.1701.04573,
title = {New astrophysical bounds on ultralight axionlike particles},
author = {Nilanjan Banik and Adam J. Christopherson and Pierre Sikivie and Elisa Maria Todarello},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.04573},
year = {2017}
}
备注
14 pages, 3 figures, minor typos corrected, matches published version