The nature of dark matter and the cosmic structure

暗物质的性质和宇宙结构

• 批准号: 22KJ1062
• 负责人: 河合 宏紀
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1062/
• 关键词: ダークマター

近年ファジーダークマターが、従来の冷たいダークマターに代わるダークマターモデルとして注目されている。ファジーダークマターは質量が非常に小さい仮想的なスカラー粒子で、量子力学的効果が宇宙論スケールで現れるという特徴を持っている。その結果、ファジーダークマターハロー内にはソリトンコアや粒状構造といった、ファジーダークマターモデルに特有な構造が存在することが分かっている。しかし、ファジーダークマターハローの構造を特徴づけるコア・ハロー質量関係に関する統一的な理解はなされていない。特に、コア・ハロー質量関係の分散や重いハロー質量領域における理解が不十分となっている。従って本研究では、ファジーダークマターハローのコア・ハロー質量関係の準解析的モデルの構築に努め、上記の問題の解決を行なった。具体的には、与えられたハロー質量に対し、緩和時間条件によって質量再分配が起きるものと仮定し、コア質量を導出した。その結果、既存のシミュレーションをよく再現できることが分かり、また分散の由来はハローの質量集中度の分散由来に落とし込めることが分かった。重いハロー質量領域での振る舞いも決定することができた。現時点では、我々のモデルはファジーダークマターのみを考えているが、今後はこの結果を踏まえてバリオンを入れた場合のコア・ハロー質量関係を計算していく予定である。これが完成した後には、実際の宇宙の観測データ（例えば銀河の回転曲線のデータ）と比較することが可能になり、よりファジーダークマター質量により厳しい制限がかけられることが期待される。

近年来，模糊的暗物质吸引了人们的注意，这是一个取代传统冷暗物质的暗物质模型。模糊的暗物质是一种假设的标量粒子，其质量很小，其特征是量子机械效应在宇宙学尺度上出现。结果，已经发现，模糊的暗物质模型（例如孤子核心和颗粒状结构）在模糊的暗物质光环中所特有的结构。但是，对核心 - 哈洛质量关系的理解尚无统一的理解，而核心质量关系是模糊暗物质光环的结构。特别是，对核心质量质量关系和沉重的光环质量区域的分散不足。因此，在这项研究中，我们努力构建模糊暗物质halo的核心质​​量质量关系的准分析模型，并解决了上述问题。具体而言，假设质量重新分布是由于给定光晕质量的松弛时间条件而导致的，则得出了核心质量。结果，发现现有的模拟可以很好地再现，并且分散的起源可以从光晕的质量浓度的分散体确定。也可以确定重晕质量区域的行为。目前，我们的模型仅在考虑模糊的暗物质，但是将来，我们计划根据这些结果计算核心质量关系。一旦完成，就可以将其与宇宙的实际观察数据进行比较（例如，来自星系的旋转曲线的数据），预计会受到更模糊的暗物质质量会受到严格的限制。

项目成果

An analytic model for the the core-halo mass relation in fuzzy dark matter halos

模糊暗物质晕中核心晕质量关系的解析模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichiro Mori;Hiroyuki Kagi;Katsutoshi Aoki;Sho Kakizawa;Yuji Higo;Yoshinori Tange;Asami Sano-Furukawa;Takanori Hattori;T. Jikei and T. Amano;T. Jikei;Hiroki Kawai;Hiroki Kawai
• 通讯作者: Hiroki Kawai

An analytic model for the the structures in fuzzy dark matter halos

模糊暗物质晕结构的解析模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichiro Mori;Hiroyuki Kagi;Katsutoshi Aoki;Sho Kakizawa;Yuji Higo;Yoshinori Tange;Asami Sano-Furukawa;Takanori Hattori;T. Jikei and T. Amano;T. Jikei;Hiroki Kawai;Hiroki Kawai;Hiroki Kawai
• 通讯作者: Hiroki Kawai

The core-halo mass relation in fuzzy dark matter halos

模糊暗物质晕中的核心-晕质量关系

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuichiro Mori;Hiroyuki Kagi;Katsutoshi Aoki;Sho Kakizawa;Yuji Higo;Yoshinori Tange;Asami Sano-Furukawa;Takanori Hattori;T. Jikei and T. Amano;T. Jikei;Hiroki Kawai
• 通讯作者: Hiroki Kawai