高自旋波暗物质中的极化孤子
Polarized solitons in higher-spin wave dark matter
AI总结：
本文研究了高自旋波暗物质，证明大质量整数自旋场的有效非相对论理论由2s+1分量Schrödinger-Poisson作用量描述，并构造出具有宏观自旋且无轨道角动量的极化孤子基集，探讨了其与标量孤子的区分及探测途径。
摘要：
我们首先证明，引力相互作用的大质量整数自旋场（特别是自旋为0、1和2）的有效非相对论理论由2s+1分量的Schrödinger-Poisson作用量描述，其中s为场的自旋。随后，我们在此非相对论理论中，由全同极化的平面波构造出s+1种不同的、引力支持的孤子。这类孤子具有极端极化，具有宏观极大的自旋，但无轨道角动量。这s+1种孤子构成了基集，可由此构造部分极化的孤子。所有此类孤子均为基态，具有球对称的能量密度，但场构型并非如此。我们讨论了如何将高自旋场中的孤子与标量孤子区分开来，以及探测它们的引力与非引力探针。
英文摘要：
We first show that the effective non-relativistic theory of gravitationally interacting, massive integer-spin fields (spin-$0$, $1$, and $2$ in particular) is described by a $2s+1$ component Schrödinger-Poisson action, where $s$ is the spin of the field. We then construct $s+1$ distinct, gravitationally supported solitons in this non-relativistic theory from identically polarized plane waves. Such solitons are extremally polarized, with macroscopically large spin, but no orbital angular momentum. These $s+1$ solitons form a basis set, out of which partially polarized solitons can be constructed. All such solitons are ground states, have a spherically symmetric energy density but not field configurations. We discuss how solitons in higher-spin fields can be distinguished from scalar solitons, and potential gravitational and non-gravitational probes of them.
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