超轻暗物质的经典场近似：量子断裂时间、修正与退相干
宇宙学与河外天体物理
2023-10-12 v1 高能物理 - 唯象学
摘要
经典场近似被广泛用于更好地理解超轻暗物质的预言。本文中，我们使用截断 Wigner 近似方法来检验超轻暗物质的经典场近似。该方法将量子态近似为从其 Wigner 函数抽取的独立演化的实现组成的系综。该方法高度可并行化，并允许直接模拟比先前超轻暗物质相关研究大许多倍的系统中的量子修正与退相干时间。我们的研究涉及在 1、2 和 3 个空间维度下系统的模拟。我们模拟了三个系统：三维空间中高斯随机场的凝聚、三维空间中稳定坍缩物体，以及二维空间中两个稳定物体的合并。我们在每种情况下研究了对经典场论的量子修正。我们发现，在非线性增长期间量子修正以指数增长，其时间尺度近似等于系统动力学时间。在稳定系统中，修正以二次方式增长。我们还发现，量子修正的主要效应是降低空间密度中德布罗意尺度上涨落的振幅。最后，我们发现，由于与重子物质的引力耦合引起的退相干的时间尺度至少与引力相互作用引起的量子修正一样快。这些结果强烈暗示量子修正不会影响经典场论的预言。
引用
@article{arxiv.2310.07119,
title = {The classical field approximation of ultra light dark matter: quantum breaktimes, corrections, and decoherence},
author = {Andrew Eberhardt and Alvaro Zamora and Michael Kopp and Tom Abel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.07119},
year = {2023}
}
备注
to be submitted to phys rev d