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具有一般势能的场的非相对论有效理论及其对宇宙学的影响

宇宙学与河外天体物理 2026-04-14 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

非相对论有效场论 (NREFT) 在从冷原子实验到宇宙学等多个领域发挥着关键作用。本文提出了一种系统化的框架, 用于从具有通用自互作用的相对论理论推导 NREFT。我们的方法允许(但不限于)非幂律势能(如来自稀粒子或阿尔法子的势能)或在经典真空处非解析的势能(如带有对数 radiative 修正的势能)。这些势能在非相对论范畴内 largely 未被探索。NREFT 通常被视为低速度、弱耦合和小场�幅系统的近似。我们的方法放宽了后者的假设, 只要质量项保持占主导地位(确保非相对论极限的有效性)。此外, 我们为非相对论标量场建立了有效流体描述, 揭示关键量项如能量密度、压强和声速。为便于宇宙学应用, 我们将该形式推广到可扩张宇宙中, 为研究具有任意自互作用的超轻暗物质模型提供了可靠工具。最后, 我们演示了 NREFT 在分析脱轨体中的适用性, 这在宇宙学中研究如玻色星和暗物质星系核心也相关。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.08786,
  title  = {Non-relativistic effective theories for fields with general potentials and their implications for cosmology},
  author = {H. S. Modirzadeh and R. Moti and M. H. Namjoo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08786},
  year   = {2026}
}

备注

30 pages, and 3 figures