Ly$α$ Blobs from Cold Streams Undergoing Kelvin-Helmholtz Instabilities
我们提出了一个分析玩具模型的冷流之间的相互作用产生的辐射认为饲料大规模的晕在高红移和他们的热CGM。我们首先推导宇宙动力参数的流，因为他们进入晕维里半径，$R_{\rm v}$，作为晕质量和红移的函数。对于$z=2$的$10^{12}M_{\odot}$晕，我们发现流中的氢数密度为$n_{\rm H,s}\sim (0.1-5)\times 10^{-2}{\rm cm}^{-3}$，是热CGM密度的$δ\sim (30-300)$倍，而流半径在$R_{\rm s}\sim (0.03-0.50)R_{\rm v}$范围内。当气流加速向光环中心移动时，它们变得更密集、更狭窄。气流-CGM相互作用引起开尔文-亥姆霍兹不稳定性（KHI），这导致气流夹带CGM质量，因此通过动量守恒使气流减速。假设Mandelker等人2019年在没有重力的情况下推导出的夹带率可以局部应用于每个盐心半径，我们推导出了晕中气流的运动方程。使用这些，我们得到的净加速度，质量增长，和能量耗散引起的流CGM相互作用，作为晕质量和红移的函数，为不同的CGM密度分布。在所考虑的模型参数范围内，我们发现在$z=2$下，相互作用可以在含$M_{\rm v}>10^{12}M_{\odot}$的晕的$\le 0.6 R_{\rm v}$内诱导耗散光度$L_{\rm diss}>10^{42}~{\rm erg~s^{-1}…
2020-07-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Rapid and accurate numerical evolution of linear cosmological perturbations with non-cold relics
本研究提出用卷积积分方程替代玻尔兹曼层级，结合NUFFT算法实现非冷遗迹宇宙学微扰的高效精确数值演化，开发的CLASSIER代码精度与收敛玻尔兹曼解相当且速度更快，为小尺度非冷遗迹研究提供新工具。
2025-09-02 astro-ph.CO
Exploring neutrino mass and mass hierarchy in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter
本文研究了真空能量与冷暗物质相互作用中中微子总质量的限制。我们关注两种典型的交互形式，即，$Q=βHρ_{\rm c}$和$Q=βHρ_Λ$。为了避免相互作用暗能量宇宙学中大尺度不稳定性的出现，我们采用参数化后Friedmann方法计算暗能量的微扰演化。我们采用的观测数据，包括普朗克宇宙微波背景温度和偏振数据，重子声振荡数据，JLA样本的Ia型超新星观测，哈勃常数的直接测量，和红移空间畸变数据。我们发现，与$Λ$ CDM模型相比，$Q=βHρ_{\rm c}$模型对$\sum m_ν$的约束要宽松得多，而$Q=βHρ_Λ$模型对$\sum m_ν$的约束则稍紧.考虑中微子可能的质量等级，发现$\sum m_ν$的最小上限出现在简并等级的情况下。通过比较$χ^2_{\rm min}$的值，我们发现，正常的层次结构的情况下，是优于倒置的。特别地，我们发现在$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的差异$Δχ^2_{\rm min} \equiv χ^2_{\rm IH; min}-χ^2_{\rm NH; min}> 2$。此外，我们发现$β=0$与$Q=βHρ_{\rm c}$模型中的当前观察结果一致，并且在$Q=βHρ_Λ$模型中，$β< 0$比$1σ$更受青睐。
2018-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A Chandra Study of the NGC7618/UGC12491 Major Group Merger at Apogee: Multiple Cold Fronts, Boxy Wings, Filaments, and Arc-shaped Slingshot Tails
本研究利用钱德拉深场观测分析NGC 7618与UGC 12491星系群并合的热气体结构，结合模拟验证冷锋等结构的形成机制，推断两主导星系处于轨道远心点附近，为理解宇宙大尺度结构演化提供观测依据。
2024-10-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Hierarchy in the Phase Space and Dark Matter Astronomy
我们开发了一个理论框架，用于描述冷暗物质晕的相空间的层次结构，由于引力约束的子结构。因为它包括了冷暗物质初始条件的完整层次，因此是对晕模型的补充，稳定的聚类假设在这里首次应用于小尺度相空间结构。作为一个应用程序，我们表明，粒子暗物质湮灭信号可以高达两个数量级大于银河系维里半径内的光滑晕。局部增强与平滑晕密度成反比，因此在太阳半径内是O（1），这可以转化为暗物质直接探测实验的有趣特征：暗物质探测的时间相关性可以在10年的跨度内改变2倍，而暗物质粒子的速度空间将存在显着的相关性。这可能会在本地暗物质风的方向上引入O（1）的不确定性，这被认为是定向暗物质搜索或年度调制信号的基准。
2009-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Vorticity generation in the Universe: A perturbative approach
我们计算了在暗物质流体中速度色散产生的涡旋。对于暗物质在零温度亥姆霍兹定理规定，没有涡旋产生，因此，我们允许的暗物质流体有一个非零的速度色散。这意味着对通常的流体动力学系统（连续性和欧拉方程）的修改：我们必须考虑到二阶矩的玻尔兹曼层次。这意味着欧拉方程被修改为具有描述非零速度弥散效应的源项。我们写了一个方程的欧拉涡在拉格朗日坐标，并表明，它有一个增长模式已经在二阶微扰理论。用微扰理论计算了涡量和旋转速度的二阶功率谱。
2017-04-04 astro-ph.CO
A closer look at interacting dark energy with statefinder hierarchy and growth rate of structure
利用状态发现层次和结构增长率的诊断方法研究了相互作用的暗能量模型。我们希望探索$Λ$ CDM的偏差，并区分可能的简并与几何和结构生长诊断的相互作用暗能量模型。我们考虑模型的两种相互作用形式，即，$Q_1=βHρ_c$和$Q_2=βHρ_{de}$，其中$β$是无量纲耦合参数。我们的重点是I $Λ$ CDM模型，它是$Λ$ CDM的一个单参数扩展，通过考虑真空能量（$Λ$）和冷暗物质（CDM）之间的直接耦合，只有额外的参数$β$。但是我们从一个更一般的情况开始，考虑I $w$ CDM模型，其中暗能量具有常数$w$（状态方程参数）。为了计算结构的增长率，我们采用了“参数化后弗里德曼”的相互作用暗能量的理论框架，以数值方式获得模型的$ε(z)$值。我们发现，在几何和结构诊断$w$的影响是远远强于$β$在I $w$ CDM模型。因此，我们希望通过结合几何和结构诊断来更仔细地研究I $Λ$ CDM模型。我们发现，在$S^{(1)}_3$- $ε$平面的演化轨迹表现出独特的功能和偏离$Λ$ CDM可以很好地评估，理论上，表明复合零诊断$\{S^{(1)}_3, ε\}$是一个很有前途的工具，调查相互作用的暗能量模型。
2015-08-03 astro-ph.CO
Tracking Quintessence and Cold Dark Matter Candidates
我们研究的背景下，一个反幂律势和哈勃诱导的质量项的精粹场的精粹模型的驱动为主的阶段的产生。动能的存在与精粹场和正压指数的振荡演化有关。我们发现，在相当大的区域的参数空间，跟踪缩放的解决方案可以达到足够早，以减轻重合问题。来自核合成、暴胀尺度、当前宇宙加速和暗能量密度参数的其他观测约束也可以满足。这种修改后的运动为主的阶段对冷暗物质候选者的热丰度的影响进行了研究。我们发现：（i）相对于标准范例，WIMP的残余丰度的增强，关键地取决于冻结温度和在精华场的演化中遇到极值的温度之间的等级，以及（ii）e-WIMP的残余丰度使其现值接近精华场的演化的最早极值发生的温度，并且，因此，引力子和轴子都是天然冷暗物质的候选者。在不稳定引力子的情况下，引力子约束可以满足初始温度的值远远高于标准宇宙学所要求的值。
2010-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Non-linear gravitational clustering of cold matter in an expanding universe: indications from 1D toy models
对一类无限大一维自引力系统的研究表明，一方面，它们在空间上形成的团簇可能具有标度不变（分形）性质，另一方面，它们在时间演化上表现出“自相似”性质。这些结果与三维宇宙学模拟的相关性仍然不清楚。我们在这里表明，测量的指数表征的尺度不变的非线性聚类是在一个适当的广义“稳定聚类”的假设与那些来自非常好的协议。进一步的分析中选择的朋友的朋友算法的“光环”显示，这种结构，统计上，维里化的范围内的规模对应的规模不变性。因此，这些模型中的强非线性聚类被准确地描述为维里化的分形结构，非常符合皮布尔斯最初定性地设想为与稳定聚类相关的“聚类层次”。如果将这些结果转换到三维空间，那么值得注意的是，冷的暗物质晕（甚至暗物质晕）1）不能很好地模拟为光滑的物体，2）它们轮廓的所谓“普遍性”就像表面上的光滑一样，是一种数值分辨率很差的假象。
2011-03-02 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech
Radiative natural supersymmetry with mixed axion/higgsino cold dark matter
自然超对称性模型试图解决这个小的等级问题，方法是假定一个由\lesssim 200 GeV的轻希格斯介子和\lesssim 500 GeV的轻顶方子以及非常重的方子和TeV尺度的胶子组成的光谱。这样的模型有低的电弱微调，是安全的LHC搜索。然而，在MSSM的上下文中，他们预测的m（h）值太低，热产生的类希格斯诺WIMP的残余密度远低于暗物质（DM）的测量值。考虑到Higgs质量m_{H_u} > m_0的高尺度软超对称性破缺，在RG运行过程中会产生自然的抵消，并在电弱尺度下产生辐射诱导的低精细调谐。这个模型的辐射自然超对称性（RNS），与大的混合在顶部的squark部门，允许微调在5-10%的水平与TeV规模的顶部的squark和125 GeV的轻希格斯标量h。如果强CP问题是通过PQ机制解决的，那么我们期待一个暗物质的轴子-希格西诺混合物，其中一个或两个DM粒子可能被直接检测到。
2012-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on neutrino mass in the scenario of vacuum energy interacting with cold dark matter after Planck 2018
本文利用最新的宇宙学观测资料，研究了真空能量与冷暗物质（简称I $Λ$ CDM）相互作用对中微子总质量的限制.我们考虑了四种典型的交互形式，即，在I $Λ$ CDM场景中，$Q=βH ρ_{\rm de}$、$Q=βH ρ_{\rm c}$、$Q=βH_{0} ρ_{\rm de}$和$Q=βH_{0} ρ_{\rm c}$。为了避免相互作用暗能量模型中的大尺度不稳定性问题，我们采用扩展的相互作用暗能量参数化后Friedmann方法计算了这些模型中暗能量的微扰演化.这项工作中使用的观测数据包括普朗克2018年数据发布的宇宙微波背景（CMB）测量，重子声振荡（BAO）数据，Ia型超新星（SN）观测（Pantheon汇编），以及哈勃太空望远镜2019年哈勃常数$H_{0}$的本地距离阶梯测量。我们发现，与$Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型相比，四个I $Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型中对$\sum m_ν$的约束更宽松.当考虑中微子的三个质量等级时，对$\sum m_ν$的约束在简并等级情况下是最紧的，而在反等级情况下是宽松的。此外，在4个I $Λ$ CDM+ $\sum m_ν$模型中，CMB+BAO+SN+ $H_{0}$数据组合的耦合参数$β$值大于CMB+BAO+SN数据组合的耦合参数$β$值，且在1个以上的$σ$水平上，CMB+BAO+SN+ $H_{0}$…
2020-05-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exploring neutrino mass and mass hierarchy in interacting dark energy models
本文研究了在相互作用暗能量（IDE）模型中，暗能量的性质如何影响中微子总质量的约束。在这项研究中，我们主要关注两个典型的相互作用动力学暗能量模型，相互作用$w$冷暗物质（I $w$ CDM）模型和相互作用全息暗能量（IHDE）模型。为了避免IDE模型中的大尺度不稳定性问题，我们采用参数化后Friedmann方法计算暗能量的微扰。我们采用普朗克2015年的宇宙微波背景温度和偏振数据，结合低红移测量的重子声学振荡距离尺度，Ia型超新星和哈勃常数，以约束宇宙学参数。我们发现，暗能量的性质可以影响总中微子质量的约束限制。一旦在IDE模型中考虑了动力学暗能量，$\sum m_ν$的上界将被改变。通过考虑$χ^2_{\rm min}$的值，我们发现在这些IDE模型中，正常的层次结构的情况下是稍微优先于倒置的层次结构的情况下，例如，$Δχ^2=2.720$是在IHDE+ $\sum m_ν$模型。此外，我们还发现在I $w$ CDM+ $\sum m_ν$模型中，$β=0$在1 $σ$的范围内与当前观测数据一致，而在IHDE+ $\sum m_ν$模型中，$β>0$在2 $σ$以上的水平上更受青睐。
2019-05-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Phase-space perturbation theory for cosmic large-scale structure
Universität Heidelberg（海德堡大学）
本文提出一种不依赖动量累积层级截断的扰动方法，用于研究宇宙结构形成中的Vlasov-Poisson系统，通过求解Volterra型积分方程并递归计算高阶项，展示了非冷初始条件下的Eulerian标准扰动理论结果，并通过引入均匀各向同性速度分散来动态生成所有高阶动量累积项。
2026-04-13 astro-ph.CO
Finding closure: approximating Vlasov-Poisson using finitely generated cumulants
由于暗物质几乎只与引力相互作用，相空间动力学由弗拉索夫-泊松方程描述。一个关键的特点是它的无限累积量的层次，塔耦合的相空间分布的累积量的演变方程。虽然在大尺度上的物质分布被很好地描述为流体和层次可以被截断，较小的尺度是在多流制度，其中所有的高阶累积源通过非线性引力坍缩。这一制度是至关重要的束缚结构的形成和出现的特性，如其密度分布。我们提出了一种新的封闭策略的累积量层次的启发，由cumulant产生的累积量，因此超越截断。这构成了一个建设性的方法，减少非线性相空间动力学的Vlasov-Poisson在位置空间中的一个封闭的方程组。利用这一思想，我们推导出薛定谔-泊松近似量子方法，用于求解具有冷初始条件的Vlasov-Poisson经典动力学。我们的推导补充了薛定谔-弗拉索夫关系的常见的反向推理使用半经典极限的量子力学，并提供了一个更清晰的图片之间的对应关系的经典和量子动力学。我们的框架概述了一个重要的第一步，在宇宙学和等离子体物理与不同的初始条件和潜力的Vlasov样系统的近似方法构建。
2018-10-22 astro-ph.CO physics.plasm-ph
Boltzmann hierarchies for self-interacting warm dark matter scenarios
我们提供了一个一般的框架自相互作用的温暖暗物质（WDM）在宇宙学扰动，从第一性原理推导玻尔兹曼层次保持一定的独立性，从一个特定的相互作用拉格朗日。我们考虑大质量粒子之间的弹性相互作用，并获得一个层次，这是更一般的比通常获得的非相对论（如冷DM）或超相对论（如中微子）近似。在玻尔兹曼碰撞项中，更一般的动量相关的核积分，明确计算不同的场介质模型，包括一个标量场（无论是大规模或无质量）或大规模矢量场的例子。作为一个应用程序，我们研究了弛豫时间近似下每个粒子的相互作用速率的演变，并评估当一个给定的自相互作用是相关的哈勃膨胀率相比。我们的框架旨在成为一个有用的起点，以评估DM自相互作用的影响，在线性功率谱，必要的，然后研究它的演变一直到非线性阶段的结构形成，其中某些DM相互作用被证明是相关的。
2020-09-25 astro-ph.CO hep-ph
Neutrino Mass and Dark Matter in light of recent AMS-02 results
我们研究了一个简单的扩展标准模型的电弱三重标量场补充，以适应小中微子质量的II型跷跷板机制，而额外的单重标量场可以发挥冷暗物质（DM）在我们的宇宙中的作用。这个DM候选者在很宽的模型参数空间范围内都是亲轻子的，并且由于它的湮灭而产生的轻子通量携带着关于中微子质量等级的信息。使用最近发布的高精度数据，从AMS-02实验的正电子分数和通量，我们检查DM解释的观察到的正电子过剩在我们的模型中的两个运动学上不同的方案与DM和三重标量质量（a）非简并（$m_{\rm DM}\gg m_Δ$），和（b）准简并（$m_{\rm DM} \simeq m_Δ$）。我们发现，在中微子质量为正常等级的情况下，（a）和（b）都可以得到与AMS-02数据的良好拟合，而反等级的情况则有些不利。虽然我们需要一个更大的提升因子的正常层次的情况下，这仍然是符合目前的上限来自费米LAT和冰立方数据的情况（a）。此外，PAMELA数据所建议的多余的反质子通量的情况下设置的DM-核子自旋无关的弹性散射截面，这是强于现有的DM直接检测约束从LUX在AMS-02的首选DM质量范围内的间接上限。
2014-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
No-Scale F-SU(5) in the Light of LHC, Planck and XENON
我们根据LHC、Planck和XENON 100的结果，对无标度F-SU（5）模型的实验现状和前景进行了评估。鉴于没有确凿的证据，光超对称性（SUSY）已经出现了从7，8 TeV对撞机搜索，目前的工作是集中在探索和澄清的精确性质的高质量截止强加在这个模型上的点，其中的Stau和中性伴子质量简并变得如此紧密，冷暗物质遗迹密度观测不能满足。这个模型的质量尺度上的硬上限构成了一个自上而下的理论任务，相对轻（和可测试的）超对称谱，不过分强调规范层次问题的自然分辨率。所得到的模型边界之间的重叠和预期的灵敏度的未来14 TeV的LHC和氙1吨直接检测超对称性/暗物质的实验进行了说明。
2013-09-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
