具有类轴子势的超轻暗物质玻色子：尺度依赖约束再探

被赋予三角势的标量场 $\phi$ 已被提议扮演暗物质角色。对线性扰动宇宙学演化的深入研究，及其与冷暗物质（CDM）和模糊暗物质（FDM，即具二次势的标量场）情形的比较，揭示了由于类轴子势的非线性，大波数处质量功率谱振幅的增强。我们首次研究了增长因子 $D_k$、速度增长因子 $f_k$ 及 $f_k \sigma_8$ 等物理量的尺度依赖性。我们发现，对于 $z<10$，所有这些量均恢复 CDM 演化；而在高红移处，依据波数 $k$ 与类轴子势衰变参数，各模型（FDM 情形与类轴子势）间存在明显区分。我们还重访了半解析晕质量函数，发现低质量晕数量受抑，一如 FDM 情形，但因类轴子势非线性，方差与晕质量函数振幅有微小增量。最后，我们利用 Planck 合作组 2018 与 Lyman-$\alpha$ 森林数据给出了对轴子质量与轴子衰变参数的约束。