Vereinheitlichte Sicht auf skalare und vektorielle dunkle Materie-Solitonen

Zusammenfassung Die Existenz von Solitonen — stabilen, langlebigen und lokalisierten Feldkonfigurationen — ist eine generelle Vorhersage für ultraleichte dunkle Materie. Diese Solitonen, die je nach Kontext unter verschiedenen Namen wie Bosonensterne, Axionsterne, Oscillons und Q-Kugeln bekannt sind, werden in der Literatur typischerweise als unterschiedliche Entitäten behandelt. Diese Studie zielt darauf ab, eine einheitliche Perspektive auf diese solitonenartigen Objekte für reale oder komplexe, skalare oder vektorielle dunkle Materie zu bieten, wobei Selbstwechselwirkungen und nichtminimale Gravitationswechselwirkungen berücksichtigt werden. Wir zeigen, dass diese Solitonen universelle nichtrelativistische Eigenschaften teilen, wie erhaltene Ladungen, Massen-Radius-Beziehungen, Stabilität und Profile. Ohne Berücksichtigung alternativer Wechselwirkungen oder relativistischer Effekte ist es herausfordernd, zwischen realer und komplexer skalarer dunkler Materie zu unterscheiden. Selbstwechselwirkungen differenzieren jedoch zwischen realer und komplexer vektorieller dunkler Materie aufgrund ihrer unterschiedlichen Abhängigkeiten von der makroskopischen Spin-Dichte der dunklen Materiewellen. Darüber hinaus setzen gradientabhängige nichtminimale Gravitationswechselwirkungen eine obere Grenze für die Solitonamplituden und beeinflussen deren Massenverteilung und Phänomenologie im gegenwärtigen Universum.