玻色子暗物质的随机涨落

许多超越粒子物理标准模型的理论预言了可能构成弥漫于宇宙中的暗物质（DM）的玻色子的存在。在星系暗物质的标准晕模型（SHM）中，玻色子 DM 场的速度分布定义了一个特征相干时间 $\tau_c$。直到最近，搜寻玻色子 DM 场的实验室实验一直处于测量时间 $T$ 显著超过 $\tau_c$ 的区间，因此零结果被解释为对玻色子 DM 与标准模型粒子耦合的约束，其中玻色子 DM 场振幅 $\Phi_0$ 由平均局部 DM 密度固定。然而，受新理论进展的推动，近期若干搜寻工作探测了 $T\ll\tau_c$ 的区间。在此我们表明，在此区间运行的实验并未采样玻色子 DM 场振幅的完整分布，因此在推断玻色子 DM 与标准模型粒子的耦合强度约束时假设固定的 $\Phi_0$ 值是不正确的。相反，为了解释实验室测量（即便在发现的情况下），有必要考虑这种已处于维里化状态的超轻场（VULF）的随机性质。先前若干搜寻超轻玻色子 DM 的零实验所推断的约束被高估了 3 到 10 倍，具体取决于实验细节、模型假设和推断框架的选择。