文献

J-GLOBAL ID：201502221374015881   整理番号：15A0967287

アキシオン暗黒物質の非線形流体力学:相対速度効果と量子力

Nonlinear hydrodynamics of axion dark matter: Relative velocity effects and quantum forces

著者 (1件)： MARSH David J. E. (Perimeter Inst., Ontario, CAN)
資料名： Physical Review. D. Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology  (Physical Review. D. Particles, Fields, Gravitation, and Cosmology)
巻： 91  号： 12,Pt.A  ページ： 123520.1-123520.7  発行年： 2015年06月 
JST資料番号： D0748A  ISSN： 1550-7998  CODEN： PRVDAQ  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 暗黒物質(DM)の粒子的性質は未知であるが,宇宙論的および天体物理学的にその質量は制限されている。熱的DMの場合,構造形成によりホットDMは排除され,暖DM(WDM)は,m_W≧O(数keV)と制限されている。非熱的DMの場合,例えば超軽アキシオン(ULA)あるいはスカラー場に対してはm_a≧O(数)x10^-23eVと制限されている。21cmパワースペクトルのような来る天体物理学的データにより,これらの制限は大きく改善され,DMの粒子的性質の発見が期待される。これらのデータを利用するには,非線形効果を扱う小さいスケールでのDM模型が必要である。この論文では,普遍膨張とHubbleドラッグを含めた,非相対論的Mandelung-Shcroedinger形でのアキシオン/スカラー場DMに対する非線形流体力学方程式を簡単な方法で導いた。この方程式は,アキシオンDMとバリオンとの相対速度,および導いた動背景摂動理論(MBPT)を調べるのに用いることができる。すべてのDMに対して十分重いアキシオンは,相対速度のコヒーレント長に影響を与えないが,MBPT方程式は,アキシオン有効音速を含めることにより修正される。これらのMBPT方程式は,最初の宇宙構造形成に対するアキシオンDMの効果を正確に模型化するために必要で,21cmパワースペクトルにより,アキシオン質量の制限を現在の最善の制限に対して約4桁改善しうることを示唆していた。これらの結果のさらなる応用として,アキシオンDMの平滑化粒子流体力学(SPH)模型において,スカラー場勾配を模型化するために”量子力”アナロジーを用いた。SPH法は,非線形領域のアキシオンDMを扱うことができ,すでにSPHモジュールを含むGADGETのような現存のN体コードに容易に取り入れることができる。

シソーラス用語： *暗黒物質 ,  アキシオン ,  スカラー場 ,  質量 ,  *計算流体力学 ,  *非線形性 ,  計算機シミュレーション ,  天体力学
準シソーラス用語： N体シミュレーション ,  宇宙の大規模構造 ,  平滑化粒子流体力学

分類 (2件)： 宇宙論  (DB07000D) ,  仮説粒子とその他の素粒子  (BF04050V)

タイトルに関連する用語 (6件)： アキシオン ,  暗黒物質 ,  非線形 ,  流体力学 ,  相対速度 ,  量子