重新审视具有 cosh 势的标量场暗物质

由超轻玻色子作为组成粒子的暗物质模型已成为宇宙学与天体物理学主流讨论的一部分。在经典层面上，这些模型由具有包含自相互作用势的（实或复）标量场动力学表示，因此被统称为标量场暗物质模型。本文中，我们重新审视具有 cosh 势的此类模型的性质，并与文献中其他已知例子比较。在宇宙学背景下，势中的自相互作用在标量场密度早期诱导出类辐射行为，随后在势极小值附近场快速振荡开始时转为恰当的类物质行为。解通过数值方法求得，并从中我们获得了直至线性密度扰动层次的宇宙学可观测量信息。我们还研究了非相对论极限下自引力物体的一般性质，并确定了由 cosh 势所得自相互作用在其中的作用。一个总体结论是，在由不同约束所允许的参数值范围内，cosh 势的表现与更简单的二次势几乎无法区分，这也意味着两种模型承受着来自宇宙学与天体物理观测的同样严苛约束。