Small-scale structure of fuzzy and axion-like dark matter
类轴子粒子(ALP)暗物质在波动效应超过自引力的尺度上表现出独特的行为。超轻轴子是模糊暗物质(FDM)的候选者,其在维里化晕中的德布罗意波长达到千秒差距的尺度。FDM方案的重要特征是形成孤立子晕核,抑制小尺度扰动,增强引力松弛。更大质量的ALP,包括QCD轴子,在星系尺度上表现得像CDM,但如果它们在暴胀后产生,可能会聚集成轴子微团。就像FDM晕一样,轴子小星团也可以通过玻色-爱因斯坦凝聚形成相干束缚物体(轴子星)。本文介绍了一个选择的主题,在这一领域,目前正在积极调查。
2019-12-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Pre-inflationary QCD axion stars after moduli domination
University of Oxford(牛津大学)
大爆炸前QCD轴子暗物质在早期物质主导时期经历绝热密度扰动,产生约1个量级的扰动,这些扰动在量子 Jeans 尺寸处坍缩成轴子星,可能包含50%的暗物质。
2026-04-30 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Core-halo mass relation of ultralight axion dark matter from merger history
在超轻轴子暗物质的结构形成的背景下,我们提供了一个替代的解释孤子核心和它们的主机晕在数值模拟中观察到的质量关系。我们的论点是完全基于二进制核心的主要合并过程中发生的质量增益,并在很大程度上独立于初始的核心晕质量关系分配给主机,刚刚崩溃。我们发现晕质量$M_h$和相应的核心质量$M_c$,$M_c\propto M_h^{2β-1}$,其中$(1-β)$是核心质量损失分数之间的关系。在随机合并树的核心群众的演变,我们发现我们的模型的经验证据。我们的结果是有用的统计模型的暗物质核心的星系及其子结构的性质在轴子暗物质宇宙学的影响。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Formation and mass growth of axion stars in axion miniclusters
我们研究的形成和随后的质量增长的轴子星内的轴子微集群。数值求解薛定谔-泊松方程与现实的初始条件,我们发现,轴子星表现出类似的性质,在超轻玻色暗物质晕的径向密度分布和大振幅振荡的孤子核心。两颗轴子星的合并证实了先前发现的合并轴子星质量的经验定律。随着时间的推移监测轴子星质量,我们观察到质量增长与Levkov等人报告的动力学机制中玻色星的质量增长一致,证实了轴子星的质量演化可以用波凝聚来理解。基于这一结果,我们预测的饱和度的质量增长与微集群质量一致的核心晕质量关系先前发现的超轻玻色子暗物质晕。
2019-09-24 astro-ph.CO
Constraining Axion Dark Matter with Galactic-Centre Resonant Dynamics
University of Oxford(牛津大学)
通过研究银河系中心共振动力学约束轴子暗物质质量范围
2025-11-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Nonclassicality of axion-like dark matter through gravitational self-interactions
类轴子粒子(ALP)是很有希望的暗物质候选者。它们通常由经典场描述,其动机是大的相空间占用数。在这里,我们表明,这样的描述是伴随着一个量子效应:由于引力自相互作用压缩。对于一个典型的QCD轴子来说,压缩的开始是在$\mathrm{μs}$ -尺度上达到的,并在数千年内增长。因此,在基于经典薛定谔-泊松方程(一种Gross-Pitaevskii方程)的通常模型中,任何可行的ALP都是非经典的。我们还表明,压缩可能是相关的其他自引力系统,如星系晕,或孤子核心的规模。相反,我们的研究结果突出了经典的单字段描述的ALP的不完整性和局限性。
2022-08-11 astro-ph.CO cond-mat.other hep-ph
Amnesia in the Axion Misalignment Landscape
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(卡尔斯鲁厄理工学院);İstinye University(伊斯提耶大学);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学);Kanazawa University(金泽大学)
该研究通过格点模拟探究暴胀前轴子失准景观的演化,发现meV质量范围存在敏感的“峰顶着陆”解,强自相互作用可使不同早期轴子历史产生相似晚期结构。
2026-08-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Relic Density of Axion Dark Matter in Standard and Non-Standard Cosmological Scenarios
在这篇硕士论文中,我们研究了轴子暗物质通过所谓的错位机制的生产,考虑到在此期间,宇宙是由一种新的流体,不同于辐射。我们进行了非常详细的分析,今天的振荡温度和遗物密度,分析和数值。我们的研究结果表明,一方面,振荡温度受到非标准宇宙学的强烈影响,影响遗迹密度,另一方面,轴子的能量密度被稀释,因为新流体最终衰变,将熵注入热浴。我们发现预测的参数空间的轴子暗物质为不同的非标准宇宙学,我们展示了它的影响的耦合的轴子到两个光子。
2021-06-14 astro-ph.CO hep-ph
From Rags to Jeans: Axion Miniclusters from Early matter domination
Universidad de Santiago de Chile(圣地亚哥智利大学);Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚理工大学);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学)
本文研究早期物质主导时期辐射浴的不均匀性通过轴子质量温度依赖性产生轴子密度扰动,导致轴子过密度在物质-辐射相等时达到量级1,并形成两种特征区域的非线性谱,估计了微团簇质量及轴子星子结构。
2026-06-19 astro-ph.CO hep-ph
Dark Photon Dark Matter Produced by Axion Oscillations
尽管人们对以假想的暗光子形式寻找超轻暗物质的兴趣越来越大,并付出了大量努力,但它如何符合一致的宇宙学尚不清楚。已知先前提出的几种暗光子暗物质产生机制具有局限性,至少在某些实验感兴趣的质量范围内。在这封信中,我们探索了一种新的机制,相干振荡的类轴子场可以有效地转移其能量密度的暗光子场通过快子不稳定性。剩余的轴子残骸随后通过与可见部分的耦合而耗尽,只留下暗光子作为暗物质。我们保证了轴子和暗光子的宇宙学与现有的约束条件是一致的。我们发现,该机制适用于广泛的暗光子质量,包括正在进行的实验和拟议的检测技术的兴趣。
2019-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Improved Halo Model Calibrations for Mixed Dark Matter Models of Ultralight Axions
本文针对超轻轴子混合暗物质模型,利用新 MDM 引力求解器模拟并校准广义平滑参数,改进 AxionHMcode,使其在较宽参数范围内与模拟高度一致,为贝叶斯参数分析提供高效稳健框架。
2025-03-08 astro-ph.CO
Analysis of Bose-Einstein condensation times for self-interacting scalar dark matter
我们研究了引力阱中自相互作用类轴子粒子的凝聚时间,扩展了先前的工作[arXiv:2007.07438],该工作表明Wigner形式是描述凝聚标量场的一种很好的分析方法。在目前的工作中,我们使用这种形式主义,肯定$ϕ^4$自相互作用将需要更长的时间来支持与结构形成相关的时间尺度,使重力的过程中的必要组成部分,使轴子暗物质到一个孤立的形式。在这里,我们表明,当考虑到轴子的维里速度,与自相互作用的时间尺度将标度为$λ^2$。这与最近的数值估计是一致的,它证实了在以前的工作~ \cite{Relax}中描述的维格纳形式主义是一个有用的分析框架,以检查潜在的数值伪影的计算工作。
2022-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Ultra-light Axions with Galaxy Cluster Number Counts
在本文中,我们调查的潜力,目前和即将到来的宇宙学调查约束的质量和丰度的超轻轴子(轴子)宇宙学与星系团数计数。ULA,有时也被称为模糊暗物质,在标准模型之外的许多理论中都有很好的动机,并且可能解决$Λ$ CDM小规模危机。星系团计数为宇宙结构的形成提供了一个强有力的探测。它们的质量和红移分布对基本的线性物质扰动非常敏感。在这篇预测论文中,我们探讨了两种情况,首先是一个排斥限制轴子质量给出了一个无轴子模型,其次是约束的轴子模型。由此我们得到了$m_a \gtrsim 10^{-24}$ eV量级的电子质量下限。然而,这一结果在很大程度上取决于给定调查中最小的可靠可观测集群的质量。像许多其他宇宙学探测器一样,星团计数在质量与丰度参数空间中显示出近似的简并性,这取决于探测器的特性。这些简并对于其他宇宙学探测器是不同的。因此,星系团的计数可能会提供一个补充窗口的性质超轻轴子。
2021-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Axions in Cold Dark Matter and Inflation Models
本论文的研究对象是不可见的轴子和更一般的类轴子粒子族。不可见的轴子是一种假设的基本粒子,也是冷暗物质的候选者。我提出了一个改进的计算的参数空间的冷暗物质轴子在标准宇宙学的约束,其中包括贡献的非谐性的轴子潜力和从衰变的轴子弦。在这种情况下,我更新了冷暗物质轴子的质量值,发现值$(67\pm17){\rm μeV}$,比以前的计算大约大了一个数量级。首次研究了非标准宇宙学场景对轴子冷暗物质参数空间的影响。特别是,我认为低温再加热和kination宇宙学的情况下,我表明,冷暗物质轴子的质量可以从标准的宇宙学场景中的值不同的数量级。最后,我考虑类轴子粒子的家庭,假设这些粒子作为暴胀子的背景下,温暖的通货膨胀。我发现,轴子能量尺度$f$,在标准的通货膨胀的情况下是普朗克质量的顺序,可以降低到更安全的大统一理论尺度$f \sim 10^{16}{\rm GeV}$。我还约束参数空间和引力波的数量从这个模型,使用威尔金森微波各向异性探测器7年的数据的结果。
2011-11-22 astro-ph.CO hep-ph
Tidal disruption of solitons in self-interacting ultralight axion dark matter
超轻轴子(ULAs)是一种很有前途的暗物质候选者,相对于冷的无碰撞暗物质(CDM)范式,它对非线性尺度结构的形成和演化具有独特的影响。然而,大多数研究的结构形成的非线性模型不包括自相互作用的影响,这是预计将出现的一般。本文研究了孤子的自相互作用强度和符号对孤子潮汐演化的影响。具体而言,使用伪谱求解器UltraDark.jl,我们模拟了自相互作用孤子核心的潮汐破裂,因为它们围绕$10^{11}~M_{\mathrm{\odot}}$ Navarro-Frenk-White CDM主机晕势的轨道参数范围,假设基准粒子质量为$10^{-22}\mathrm{eV}$。我们发现,排斥(吸引)的自相互作用显着加速(减速)孤子潮汐破裂。我们还确定了自相互作用强度和孤子质量之间的简并性,确定了潮汐破坏的效率,从而在$\sim 50\%$水平上影响破坏时间尺度的变化,从$λ=-10^{-92}$到$λ=10^{-92}$的无量纲自耦合。
2022-07-06 astro-ph.CO hep-ph
The impact of ultra-light axion self-interactions on the large scale structure of the Universe
超轻轴子引起了人们的关注,因为它们的微小质量$m\sim 10^{-22}$ eV,导致与矮星系大小相当的千秒差距尺度的德布罗意波长,可以缓解所谓的大质量冷暗物质(CDM)候选者的小尺度危机。然而,最近对莱曼的分析-$α$森林功率谱对它们的质量$m\gtrsim 10^{-21}$ eV设定了一个严格的下限,这使得它们从天体物理学的角度来看不太相关。这些数值研究的一个重要警告是,它们没有考虑超轻轴子之间的吸引力自相互作用,这可以抵消粒子强烈离域引起的量子“压力”。在这项工作中,我们表明,即使是一个微小的吸引力之间的相互作用超轻轴子可以有一个显着的影响宇宙结构的稳定性在低红移。在简要回顾了无引力情况下孤子的已知结果后,我们讨论了在存在量子压力、引力和吸引相互作用时,无引力和煎饼解的稳定性.基于一个自由度,即呼吸模式的分析表明,煎饼是稳定的,而细丝是不稳定的,如果每单位长度的质量大于一个临界值。然而,我们表明,煎饼是不稳定的横向扰动。我们希望这也适用于晕和细丝。由呼吸模式驱动的不稳定性将不会在低柱密度莱曼- $α$森林中看到,除非轴子衰变常数非常小,$f\lesssim 10^{13}$ GeV。尽管如此,如果未知的轴子核心-细丝质量关系的归一化比球形晕的大$\sim 100$,那么轴子孤子核心可以在莱曼- $α$森林中留下可检测的签名。
2018-01-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Primordial Black Holes from Axion Domain Wall Collapse
本文研究QCD轴子模型中自封闭畴壁坍缩形成PBH的数密度与动力学,结合半解析和数值模拟,发现高$f_a$模型可产生未来引力透镜巡天可观测的PBH丰度。
2024-06-17 astro-ph.CO hep-ph
An emulator for the Lyman-$α$ forest in beyond-$Λ$CDM cosmologies
解释观测的莱曼- $α$森林通量功率谱需要少量昂贵的模拟之间的插值。我们提出了一个高斯过程仿真器建模的1D通量功率谱的小尺度线性物质功率谱的振幅和斜率的函数,和感兴趣的时代($2 < z < 4$)的星系际介质的状态。这种参数化使扩展的宇宙学模型中的通量功率谱的预测,没有明确包括在训练集中,消除了需要构建定制的仿真器的一些扩展到$Λ$ CDM。我们的模拟器是适当的宇宙学中的线性物质功率谱被描述为百分比水平的准确性,只是一个振幅和斜率跨越时代的利益,并在该制度探测的eBOSS/DESI数据。我们证明了这一点的大规模中微子宇宙学,模拟器是能够预测的通量功率谱在$Σm_ν=0.3$ eV中微子宇宙学次百分之准确度,不包括大规模中微子的训练模拟。需要更多的参数来描述具有线性幂的尖锐特征的模型,例如温暖或轻的轴子暗物质。这项工作将促进即将到来的DESI数据与宇宙微波背景的观测相结合,以获得中微子质量和其他扩展$Λ$ CDM宇宙学的约束。
2021-05-14 astro-ph.CO
Stringy-Running-Vacuum-Model Inflation: from primordial Gravitational Waves and stiff Axion Matter to Dynamical Dark Energy
在以前的工作中,我们推导出了弦宇宙的运行真空模型(RVM),它提供了一个有效的描述从暴胀到现在的时代的四维弦启发宇宙学的演变。在这个“弦RVM”版本的背景下,假设早期宇宙的特征是纯粹的引力自由度,来自无质量的引力弦多重态,包括反对称张量场。后者起着重要的作用,因为它的对偶产生了一个“刚性”的引力轴子“物质”,这反过来又耦合到引力异常项,假设在早期时代是非平凡的。在存在原始引力波(GW)扰动的情况下,这种反常耦合导致类似于RVM的动力学暴胀,而没有外部暴胀子。我们在这里回顾这个框架,并讨论潜在的场景生成这样的原始GW,其中形成不稳定的域壁,最终崩溃的非球对称的方式,引起GW。我们还注意到,在后暴胀时代,当产生适当的势能时,同一类型的“刚性”轴子物质可以提供宇宙中的暗物质(DM)的(一部分),它很可能是超轻的,这取决于弦启发模型的参数。总而言之,RVM暴胀的新(弦)机制保留了原始(更唯象的)RVM的基本结构,以及它的主要优点:即,一种优雅退出和产生大量熵的机制,能够解释视界问题。它还预言了公理暗能量和目前宇宙中存在的本质型温和动力学暗能量(DE),两者都是宇宙演化暴胀阶段的“活化石”。
2020-12-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modeling Post-Reionization HI Distributions in Fuzzy Dark Matter Cosmologies Using Conditional Normalizing Flows
本研究利用条件归一化流对模糊暗物质宇宙学中的中性氢分布建模,发现FDM降低HI丰度并增加偏置,且HIGlow网络能有效预测合成宇宙学的峰值通量。
2023-12-30 astro-ph.CO astro-ph.GA
Axion minicluster streams in the solar neighbourhood
研究恒星潮汐剥离轴子微团簇产生的潮汐流对地球直接探测的影响,发现太阳邻域暗物质主要由数百条重叠流组成,其尖峰状信号特征可区分暴胀前后轴子宇宙学。
2024-08-21 astro-ph.CO hep-ph
Confronting fuzzy dark matter with the rotation curves of nearby dwarf irregular galaxies
Instituto de Astrofísica de Canarias(加那利群岛天体物理研究所);Universidad de La Laguna(拉奥罗哈大学);Università di Padova(帕多瓦大学);INFN-Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);INAF-Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦分部)
本文通过高分辨率旋转曲线数据检验模糊暗物质模型的可行性,发现其在核心半径-质量关系和线性功率谱预测上存在显著矛盾。
2026-06-05 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Prospects for disentangling dark matter with weak lensing
本文研究超轻轴子暗物质与重子反馈在物质功率谱上的简并性,利用LSST星系剪切数据和晕模型仿真器预测约束能力,并借助外部反馈约束打破简并,提出直接重建功率谱及专门模拟以区分暗物质模型。
2025-10-08 astro-ph.CO
A Soliton Solution for the Central Dark Masses in 47- Tuc Globular Cluster and Implications for the Axiverse
我们对球状星团47-Tuccino中心恒星的上升自行提供了驻波解释,这些恒星的上升自行相当于总质量的$\simeq 0.44\%$。我们表明,这可以解释为暗物质的光玻色子组成的孤子核心,$ m \geq 10^{-18} eV $,对应于$ \leq 0.27 pc$,作为一个替代方案,一个单一的黑洞(BH)或最近提出的恒星BH残余物的浓度。这一点特别重要,因为在没有重核的情况下,拥有一个具有上述半径的浓缩恒星BH残留物是非常具有挑战性的,因为三个天体的相遇会阻止BH如此浓缩。我们认为这个核心是由这个球状星团在围绕我们银河系的暗晕运行时被深引力势捕获的暗物质发展而来的。这个玻色子可能是第二个轻轴子的证据,除了$10^{-22} eV$的较轻玻色子之外,矮球状星系的大暗核暗示了占主导地位的暗物质。两个这样的轻玻色子质量标度的识别有利于广义弦论预测的一个广泛的,离散的质量谱的轴子标量场。
2020-02-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Cosmic Web Dissection in Fuzzy Dark Matter Cosmologies
本文利用NEXUS+分析类FDM的N体模拟,量化节点、纤维、壁和空洞的统计差异,提出以过密度PDF约束FDM。
2023-08-16 astro-ph.CO
Interference of Dark Matter Solitons and Galactic Offsets
通过数值模拟,我们讨论了Schrodinger-Poisson方程中稳定孤立波的碰撞动力学。在一个模型的框架中,部分或全部的暗物质是超轻轴子的玻色-爱因斯坦凝聚体,我们表明,这些动力学可以自然地解释暗物质和普通物质之间的相对位移的星系团阿贝尔3827,其最近的观察是第一个经验证据的暗物质相互作用超越重力。基本的假设是千秒差距尺度上孤立星系核的存在。出于这个原因,我们提出了模拟与基准值的轴子质量$m_a = 2 \times 10^{-24}$电子伏特,这是略低于宇宙结构形成的首选,如果该领域是所有的暗物质($m_a \approx 10^{-22}$电子伏特)。我们认为,未来的观测可能会证实或证伪这种相干波解释的暗物质抵消。
2016-03-16 astro-ph.CO hep-ph nlin.PS
String Cosmology: from the Early Universe to Today
该综述系统梳理弦理论在宇宙学各阶段的应用,涵盖暴胀、暗能量等核心问题及多种替代方案,关联沼泽地猜想,探讨新型粒子激发态的观测 signatures 与宇宙学意义。
2023-05-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First star formation in ultra-light particle dark matter cosmology
高红移宇宙中第一批恒星的形成是对暗物质(DM)小尺度粒子物理性质的敏感探测。我们进行了宇宙学模拟的原始恒星形成的超轻,类轴子粒子DM宇宙学,与质量的$10^{-22}$和$10^{-21}\,{\rm eV}$,德布罗意波长接近银河系尺度($\sim$ kpc)。恒星形成的开始被推迟,并转移到更大质量的宿主结构。对于这里探索的最轻的DM粒子质量,第一颗恒星形成在$z \sim 7$的结构与$\sim 10^9\,{\rm M}_\odot$相比,在$Λ$冷暗物质($Λ$ CDM)宇宙学中的标准微晕环境,其中$z \sim 20 - 30$和$\sim 10^5 - 10^6\,{\rm M}_\odot$。尽管这极大地改变了DM主机环境,无金属气体的热力学行为,因为它崩溃到DM潜力以及渐近接近一个非常相似的演变轨迹。因此,碎片的性质预计将保持相同的$Λ$ CDM宇宙学,这意味着类似的质量尺度的第一颗恒星。这些结果预言了轴子宇宙学中的强烈恒星爆发,这可能适合用{ \it詹姆斯韦伯太空望远镜}进行观测。
2017-09-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
A novel model-marginalized cosmological bound on the QCD axion mass
本文结合多源CMB与BAO数据,在混合热暗物质场景下进行模型边缘化分析,获得了QCD轴子质量与中微子质量的严格限制,并发现最佳背景宇宙学偏离最小ΛCDM模型。
2023-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Soliton Formation and the Core-Halo Mass Relation: An Eigenstate Perspective
本研究从本征态视角分析超轻暗物质晕的孤子核-晕质量关系,通过三类并合模拟对比本征态分离法与拟合法的差异,发现不存在普适核-晕质量关系,解释了过往文献结果的分歧。
2023-04-28 astro-ph.CO
Feebly-Interacting Peccei-Quinn Model
提出一种具有大波函数重整化常数的弱相互作用 Peccei-Quinn 标量场模型,在满足自然性的同时实现大衰变常数,缓解了质量和精细调节问题,并预测了轻质量 PQ Higgs 玻色子及多种暗物质宇宙学场景与实验特征。
2024-12-27 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
One trick to treat them all: SuperEasy linear response for any hot dark matter in $N$-body simulations
本研究将SuperEasy线性响应方法推广至任意热暗物质,通过代数修正因子模拟HDM效应,实验验证其精度较高,且发现非标准HDM宇宙学的非线性特征与标准模型无本质差异,但多红移观测或可区分。
2024-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological structure formation in complex scalar field dark matter versus real ultralight axions: a comparative study using CLASS
本研究修改玻尔兹曼代码CLASS,对比复标量场暗物质(含自相互作用与无自相互作用的模糊暗物质)和实超轻轴子模型的宇宙背景演化与线性结构增长,证实千秒差距核的标量场暗物质模型不受青睐,揭示了两类模型功率谱差异的物理机制。
2023-06-14 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Canonical Hubble-Tension-Resolving Early Dark Energy Cosmologies are Inconsistent with the Lyman-$α$ Forest
本研究利用莱曼-α森林数据首次约束轴子类早期暗能量,发现其与CMB和BAO数据结合时显著降低EDE贡献上限,并导致与SH0ES测量存在>4σ张力,表明典型EDE模型与观测不一致。
2023-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Learning Theory Informed Priors for Bayesian Inference: A Case Study with Early Dark Energy
本研究提出用归一化流学习理论知情的贝叶斯先验,以早期暗能量为测试案例,复现已知约束且计算效率提升约30万倍,得到迄今最强的EDE理论约束,挑战其解决哈勃张力的作用。
2024-09-13 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ph
Unified view of scalar and vector dark matter solitons
本文统一了标量和矢量暗物质孤子(如玻色子星、轴子星等)的视角,揭示其共享非相对论性质,并指出自相互作用和非最小引力相互作用对区分暗物质类型及限制孤子振幅的关键作用。
2025-04-24 astro-ph.CO hep-ph nlin.PS
Everything hot everywhere all at once: Neutrinos and hot dark matter as a single effective species
本研究拓展有效分布方法,证明多种热暗物质组分可等效为单一有效组分,提升了FlowsForTheMasses微扰理论精度,量化了中微子质量序近似误差并公开相关代码。
2024-10-08 astro-ph.CO hep-ph
Contrasting Galaxy Formation from Quantum Wave Dark Matter, $ψ$DM, with $Λ$CDM, using Planck and Hubble Data
$4 \lesssim z \lesssim 10$新建立的高z星系光度函数可以为解释矮星系核心性质的暗物质模型提供严格的检验。矮球状星系的核心被认为是太大了,以至于不能用温暖的暗物质的自由流动来解释,而不会过度抑制这种星系的形成。在这里,我们证明了宇宙学模拟波暗物质,$ψ$ DM,适合于轻玻色子,如轴子,不遭受这个问题,给出一个玻色子质量$m_ψ \ge 1.2 \times 10^{-22}{\,\rm eV}$($2σ$)。在这种情况下,Halo质量函数被抑制在$\sim 10^{10}{\,M_\odot}$以下的水平,这是一致的高Z光度函数,而同时产生的矮星系中产生的孤子基态$ψ$ DM的kpc尺度的核心。我们证明,在这种情况下的再电离的历史是一致的汤姆逊光学深度最近报告的普朗克,假设一个合理的电离光子产生率。我们预测在$z \gtrsim 4$,光度函数应该在$M_{\rm UV} \gtrsim -16$的固有UV光度附近缓慢翻转。我们还表明,在哈勃前沿领域的星系放大$\mathord{>}10\times$,$ψ$ DM预测的数量级比冷暗物质在$z \gtrsim 10$到$M_{\rm UV} \sim -15$少检测,使我们能够区分这些非常不同的解释所观察到的冷暗物质。
2016-01-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Halo mass functions in mixed cold and fuzzy dark matter models
Durham University(杜伦大学);Universität Bielefeld(比勒费尔德大学);University of Cambridge(剑桥大学)
使用AxiREPO框架模拟混合冷暗物质与模糊暗物质宇宙学,发现模糊暗物质通过波干涉抑制小尺度结构,降低低质量晕丰度,并引入一个依赖于红移和模糊暗物质分数的抑制函数模型,在0.1-0.2 dex精度内再现模拟结果。
2026-10-06 astro-ph.CO
Fine-tuning in mixed Dark Matter models with Primordial Black Hole relics
University of Sussex(萨塞克斯大学);Taibah University(塔伊巴大学)
该研究探讨含原初黑洞遗迹的混合暗物质模型的微调问题,分析不同暗物质产生机制与原初黑洞形成通道的参数敏感性,发现自然实现数量级为1的原初黑洞遗迹丰度较难。
2026-08-12 astro-ph.CO
Lyman-$α$ Forest Signatures of Mixed Fuzzy and Cold Dark Matter
Institut für Astrophysik, Georg-August-Universität Göttingen(哥廷根大学天体物理研究所)
研究混合模糊暗物质与冷暗物质宇宙中Lyman-α森林通量统计,发现小尺度速度功率抑制导致Ly α功率谱差异,凸显波动力学效应在暗物质动力学中的影响。
2026-10-06 astro-ph.CO astro-ph.GA