由红外穿衣效应宇宙学产生的超轻暗物质或暗辐射

在辐射主导的宇宙学中，研究了玻色或费米重粒子被其耦合的无质量粒子云所进行的红外穿衣效应，作为超轻暗物质或暗辐射的一种可能产生机制。我们采用了对远小于哈勃半径的波长有效的绝热展开，结合非微扰且明显幺正的动力学重求和方法来研究初始单重粒子态的时间演化。我们发现其与粒子衰变过程惊人地相似：单粒子初始振幅随时间衰减，不是指数衰减，而是以反常维数 $\propto t^{-\Delta/2}$ 的幂律衰减，并在重粒子变为非相对论性时（玻色与费米情形均）出现向 $t^{-\Delta}$ 的跨接，暗示某种普适性。在长时间下渐近态是重粒子与无质量粒子的纠缠态。纠缠熵被证明随时间演化增长，描述了从初始单粒子到末态多粒子态的信息流。渐近态中能量动量张量的期望值由两种独立的流体描述，各自满足协变守恒：一种是重粒子，另一种是相对论性（无质量）粒子（暗辐射）。由于纠缠，两种流体具有相同的冻结分布函数与熵。