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多场超轻暗物质暗 halo 中的隧穿与潮汐剥离

高能物理 - 唯象学 2026-05-14 v1 宇宙学与河外天体物理 星系天体物理

摘要

潮汐剥离是暗物质(DM) halo 演化的关键特征,对低质量星系的星系人口具有重大影响。在超轻暗物质的情况下,潮汐剥离不仅在潮汐半径处以经典方式进行,还可以通过类似量子隧穿的方式将长波长粒子从子 halo 的势垒中剥离出来。这一修改后的潮汐剥离行为导致对粒子质量作为子 halo 和宿主属性函数的紧密约束。由于许多超轻暗物质模型预计存在多个独立的物质 species,因此理解这些约束如何推广到具有不同粒子质量的多场 halo 至关重要。然而,数值挑战使得仅在最简单的情况下才能直接研究隧穿过程。我们引入一种基于半经典方法的简化方法,完全规避了最困难的数值问题,并将其用于研究多场 halo 中的隧穿。我们的结果显著阐明了超轻暗物质 halo 的潮汐剥离物理,即使在单场情况下,也提供了隧穿率特征的首要性推导。随后我们评估了两个场 halo 的稳定性界限,覆盖广泛的密度和粒子质量比。我们指出对于特定的参数组合,两个场的情况下的稳定性界限相对于单场情况可以稍微放宽,但在大部分参数空间,约束变得更为严格。我们讨论了探测真实多场超轻暗物质 halo 的路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.12589,
  title  = {Tunneling and tidal stripping in multifield ultralight dark matter halos},
  author = {Benjamin V. Lehmann and Jackie Lodman and Thomas Steingasser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.12589},
  year   = {2026}
}

备注

31 pages + appendices, 8 figures