排除热平衡下的玻色排斥暗物质
宇宙学与河外天体物理
2015-05-30 v2 广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 理论
量子物理
摘要
自相互作用暗物质（SIDM），尤其是玻色子，被视为替代冷暗物质（CDM）的有希望候选者，因为它解决了与 CDM 相关的一些问题。在此，我们排除了暗物质是处于热平衡状态的排斥玻色子的可能性。我们发展了 Goodman (2000) 首先提出的模型，并推导了有限温度下的状态方程。等温球对称晕模型表明，存在一个玻色 - 爱因斯坦凝聚核心，被非退化包层包围，两者之间的边界由密度的急剧下降标记。将此特征与观测到的旋转曲线进行比较，限制了模型中暗物质粒子的相互作用强度，而子弹星系团（Bullet Cluster）的测量限制了散射截面。这两者最终都可以转化为对粒子质量的限制。我们发现，在任何现实的晕模型中，这两个限制无法同时满足——因此暗物质不可能是处于热平衡状态的排斥玻色子。暗物质仍可能是排斥玻色子，前提是它不处于热平衡状态；这要求粒子质量显著小于毫电子伏特。
引用
@article{arxiv.1109.3844,
title = {Ruling Out Bosonic Repulsive Dark Matter in Thermal Equilibrium},
author = {Zachary Slepian and Jeremy Goodman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.3844},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 3 figures, 1 table, accepted MNRAS August 9 2012