Cosmological Structure Formation and Soliton Phase Transition in Fuzzy Dark Matter with Axion Self-Interactions - Laboratoire de Physique Théorique - LPT Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Année : 2023

Cosmological Structure Formation and Soliton Phase Transition in Fuzzy Dark Matter with Axion Self-Interactions

Philip Mocz
  • Fonction : Auteur
Anastasia Fialkov
  • Fonction : Auteur
Mark Vogelsberger
  • Fonction : Auteur
Michael Boylan-Kolchin
  • Fonction : Auteur
Mustafa A. Amin
  • Fonction : Auteur
Sownak Bose
  • Fonction : Auteur
Tibor Dome
  • Fonction : Auteur
Lars Hernquist
  • Fonction : Auteur
Jesús Zavala
  • Fonction : Auteur
Lachlan Lancaster
  • Fonction : Auteur
Matthew Notis
  • Fonction : Auteur
Connor Painter
  • Fonction : Auteur
Victor H. Robles
  • Fonction : Auteur

Résumé

We investigate cosmological structure formation in Fuzzy Dark Matter (FDM) with an attractive self-interaction (SI) with numerical simulations. Such a SI would arise if the FDM boson were an ultra-light axion, which has a strong CP symmetry-breaking scale (decay constant). Although weak, the attractive SI may be strong enough to counteract the quantum 'pressure' and alter structure formation. We find in our simulations that the SI can enhance small-scale structure formation, and soliton cores above a critical mass undergo a phase transition, transforming from dilute to dense solitons.

Dates et versions

hal-03982580 , version 1 (10-02-2023)

Identifiants

Citer

Philip Mocz, Anastasia Fialkov, Mark Vogelsberger, Michael Boylan-Kolchin, Pierre-Henri Chavanis, et al.. Cosmological Structure Formation and Soliton Phase Transition in Fuzzy Dark Matter with Axion Self-Interactions. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2023, 521 (2), pp.2608-2615. ⟨10.1093/mnras/stad694⟩. ⟨hal-03982580⟩
37 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More