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量子统计效应对温暗物质及小尺度宇宙结构质量约束的影响

宇宙学与河外天体物理 2024-10-07 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

小尺度物质功率谱的抑制是温暗物质(WDM)的一个显著特征,这使得可以通过星系巡天对WDM质量进行约束。在热遗迹WDM场景中,量子统计效应并不明显。在一个统一框架内,我们研究了具有简并压的费米子情况和具有玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的玻色子情况下的量子统计效应。与热遗迹情况相比,简并费米子情况仅略微降低了质量界限,而具有高初始BEC分数(90%\gtrsim90\%)的玻色子情况则显著降低了该界限。另一方面,BEC分数在从相对论到非相对论的转变过程中下降,如果初始分数低于64%\sim64\%,则完全消失。鉴于人们对用玻色子凝聚解决晚期星系尺度问题的兴趣日益浓厚,一个问题是,如何动态地产生高初始BEC分数,使得凝聚的暗物质组分今天仍然存在。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.02159,
  title  = {Quantum Statistical Effects on Warm Dark Matter and the Mass Constraint from the Cosmic Structure at Small Scales},
  author = {Zhijian Zhang and Weikang Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.02159},
  year   = {2024}
}

备注

12 pages, 6 figures