Axion minicluster power spectrum and mass function
Axion minicluster power spectrum and mass function
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Axion 微团簇功率谱和质量函数
DOI：
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
T. Schwetz
中科院分区：
文献类型：
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作者：
Jonas Enander;Andreas Pargner;T. Schwetz
当膨胀后发生 Peccei-Quinn (PQ) 对称性破缺时，轴子场在因果断开区域中取随机值。这导致 QCD 历元周围轴子能量密度的一阶波动。这些过高的密度最终与哈勃膨胀脱钩并形成所谓的微型星团。我们提出了一种半解析方法来计算这种情况下的重新对准机制的平均轴子能量密度以及功率谱。此外，我们开发了一种改进的 Press & Schechter 方法，适合描述辐射支配期间非线性密度涨落的崩溃，这与轴子微团簇的形成相关。它使我们能够计算重力塌缩微型星团的双微分分布作为其质量和大小的函数。例如，假设 PQ 尺度为 1011 GeV，微型星团的质量范围约为 5 × 10−16 到 3 × 10−13 太阳质量，在开始塌缩时尺寸约为 4 × 104 到 7 × 105 km。
When Peccei-Quinn (PQ) symmetry breaking happens after inflation, the axion field takes random values in causally disconnected regions. This leads to fluctuations of order one in the axion energy density around the QCD epoch. These over-densities eventually decouple from the Hubble expansion and form so-called miniclusters. We present a semi-analytical method to calculate the average axion energy density, as well as the power spectrum, from the re-alignment mechanism in this scenario. Furthermore, we develop a modified Press & Schechter approach, suitable to describe the collapse of non-linear density fluctuations during radiation domination, which is relevant for the formation of axion miniclusters. It allows us to calculate the double differential distribution of gravitationally collapsed miniclusters as a function of their mass and size. For instance, assuming a PQ scale of 1011 GeV, minicluster masses range from about 5 × 10−16 to 3 × 10−13 solar masses and have sizes from about 4× 104 to 7× 105 km at the time they start to collapse.
影响因子：
64.8
作者：
Borsanyi, S.;Fodor, Z.;Szabo, K. K.
通讯作者：
Szabo, K. K.
影响因子：
8.6
作者：
Caldwell, Allen;Dvali, Gia;Steffen, Frank
通讯作者：
Steffen, Frank