Nichtlineare Strukturbildung mit elastischen Wechselwirkungen im dunklen Sektor

Kosmologische Modelle, in denen dunkle Materie über reinen Impulsübertrag und ohne Energieaustausch (d.h. elastisch) mit dunkler Energie interagiert, bieten überzeugende Szenarien, um den offensichtlichen Mangel an Strukturen bei niedrigem Rotverschiebung zu adressieren. Insbesondere wurde gezeigt, dass Messungen von S 8 eine statistisch signifikante Präferenz für solche elastischen Wechselwirkungen zeigen. In dieser Arbeit implementieren wir eine spezifische Realisierung dieser Szenarien in einem N-Körper-Code, um das nichtlineare Regime zu erkunden. Wir schließen zwei Teilchenpopulationen ein, um interagierende dunkle Materie und nicht-interagierende Baryonen zu beschreiben. Auf linearen Skalen rekonstruieren wir die Strukturunterdrückung, die aus Boltzmann-Codes erhalten wurde, während nichtlineare Skalen eine erhöhte Materieleistung zeigen. Wir stellen fest, dass bei niedrigem Rotverschiebung weniger massive Halos aufgrund elastischer Wechselwirkungen entstehen und dass dunkle Materiehalos kompakter sind als im Standardmodell. Darüber hinaus ist das Verhältnis des Dichteprofils von dunkler Materie zu Baryonen nicht konstant. Schließlich bestätigen wir, dass Baryonen effizient um dunkle Materiehalos herum gruppieren und somit das Geschwindigkeitsfeld der dunklen Materie trotz der Wechselwirkung gut nachverfolgen. Dies zeigt, dass die Wechselwirkung nicht ausreichend stark ist, um virialisierte Strukturen zu stören.