在宇宙学与天体物理系统中探测超轻暗场

暗物质占我们宇宙总能量的 $26\%$，但其本质仍然难以捉摸。在各种可行的暗物质候选者中，质量轻于 $40 \mathrm{eV}$ 的粒子和场被称为超轻暗物质，由于其可行的产生机制、与当前观测的一致性以及多样且可检验的预测，它们作为特别有前景的候选者脱颖而出。鉴于正在进行和即将开展的实验与观测努力，从理论和唯象学角度推进对超轻暗物质的理解至关重要：它如何与自身、普通物质以及引力相互作用？有哪些有前景的探测方法？在本论文中，我们旨在以相对模型无关的方式，探索超轻暗物质及其他天体物理可及的假设场的动力学与相互作用。在不对其紫外物理作具体假设的情况下，我们首先展示了一种为标量和矢量暗场构建经典有效场论的系统性方法，并讨论了其有效性条件。然后，我们在非拓扑孤子、中子星和引力波等各种背景下，探索了超轻暗场的引力及其他相互作用。