<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">ijaa</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>International Journal of Astronomy and Astrophysics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2161-4725</issn>
      <issn pub-type="ppub">2161-4717</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2026.163010</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">ijaa-152621</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Study of Warm Dark Matter with the Lyman-α Forest</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Hoeneisen</surname>
            <given-names>Bruce</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Universidad San Francisco de Quito, Quito, Ecuador </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The author declares no conflicts of interest regarding the publication of this paper.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>01</day>
        <month>09</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>09</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>16</volume>
      <issue>03</issue>
      <fpage>145</fpage>
      <lpage>160</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>02</day>
          <month>05</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>17</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>20</day>
          <month>07</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijaa.2026.163010">https://doi.org/10.4236/ijaa.2026.163010</self-uri>
      <abstract>
        <p>Quasar light becomes absorbed by the Lyman-<italic>α</italic> line of neutral hydrogen in “clouds” along the line-of-sight in the highly ionized intergalactic medium after re-ionization. The received flux spectrum is known as the “Lyman-<italic>α</italic> forest”. Limits on the dark matter “standard thermal relic mass” have been obtained in the literature from the power spectrum of the Lyman-<italic>α</italic> forest, <italic>e.g.</italic><inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>m</p>
        <p>th</p>
        <p>&gt;5.7</p>
        <p>keV. These limits are in tension with four independent estimates of the dark matter warmness: <inline-formula><mml:math></mml:math></inline-formula></p>
        <p>0.6≲</p>
        <p>m</p>
        <p>th</p>
        <p>≲1.6</p>
        <p>keV. To try to understand this tension we attempt to measure the dark matter warmness by two methods: the power spectrum of the Lyman-<italic>α</italic> forest, and the width of individual absorption lines, <italic>e</italic><italic>.</italic><italic>g</italic><italic>.</italic> “Lyman-<italic>α</italic> trees”. We obtain a measurement of the dark matter warmness with the Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum, in agreement with the four independent estimates. In conclusion, the warm dark matter free-streaming is clearly observed as a cut-off of the Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Lyman-&lt;i&gt;α&lt;/i&gt; Forest</kwd>
        <kwd>Warm Dark Matter</kwd>
        <kwd>Free Streaming</kwd>
        <kwd>Dark Matter</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>About 5/6 of the matter of the universe is in a “dark matter” form that appears to only have the gravitational interaction. If dark matter is composed of particles, the mass of these particles is unknown in the range 10<sup>−</sup><sup>22</sup> eV to 10<sup>67</sup> eV, <italic>i.e.</italic> over 89 orders of magnitude [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]! The ΛCDM cosmology model assumes dark matter is cold. Never-the-less, we would like to know just how cold or warm dark matter is in order to be able to extrapolate our understanding of the universe to the remote past.</p>
      <p>A summary of four largely independent estimates of the dark matter warmness can be found in <bold>Table 3</bold> of [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. These measurements are consistent with a dark matter “standard thermal relic mass” <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0.6 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> keV </mml:mtext><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mn> 1.6 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> keV </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (defined by Equations (6) and (7) of [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]). This result turns out to be in tension with several published limits on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> summarized in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> of [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. In particular, reference [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] obtains the limit <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 5.7 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> keV (at 95% confidence) by studying the power spectrum obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] from dedicated high resolution observations with the Visual Echelle Spectrograph VLT/UVES [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], and the High Resolution Echelle Spectrometer Keck/HIRES [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>], in the redshift range <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 4.2 </mml:mn><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mn> 5.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Let us recall that after re-ionization the universe is highly ionized with a fraction of neutral hydrogen <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> HI </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mtext> H </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of order 10<sup>−4</sup> [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. This neutral hydrogen absorbs the light of background quasars at the proper (or laboratory) wavelength <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1215.67 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Å , corresponding to the Lyman-<italic>α</italic> transition from the ground state <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to excited states <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> n </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Due to the expansion of the universe, the absorption by neutral hydrogen “clouds” along the line-of-sight is observed redshifted on Earth. The resulting flux spectra is known as the “Lyman-<italic>α</italic> forest”.</p>
      <p>The purpose of the present study is to try to understand the tension between the measurements summarized in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], and the limit obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. To this end we analyze the Lyman-<italic>α</italic> power spectrum as in [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. We also study individual “trees” of the forest, <italic>i.e</italic><italic>.</italic> individual absorption lines.</p>
      <p>Cross-checking the warm dark matter power spectrum cut-off <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is difficult due to the non-linear regeneration of the power spectrum, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref> of [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Never-the-less, the results in <bold>Table 3</bold> of [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] are consistent with cosmic shear measurements (KIDS-Legacy data) [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>], and with gravitational lensing of the cosmic microwave backgroud from the Atacama Cosmology Telescope and lensing of galaxies from the Dark Energy Survey [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
      <p>The outline of the article is as follows. Section 2 describes the Lyman-<italic>α</italic> forest. Section 3 describes the 3D density power spectrum and the 1D Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum, with their cut-offs due to the warm dark matter free-streaming (and baryon thermal motion). Section 4 estimates each of these contributions. Section 5 presents a measurement of the warmness of the dark matter with the Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum. Section 6 suggests a measurement method with individual “trees”. Conclusions follow. Appendices present parameter definitions and notation, and calculations of the power spectrum cut-off wavevector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the warm dark matter free-streaming length <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the masses <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the relation between 1D and 3D power spectra.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>
        2. The Lyman-
        <italic>α</italic>
        Forest and Sidebands
      </title>
      <p>Neutral hydrogen atoms absorbe (and re-emit isotropically) photons at the proper Lyman-<italic>α</italic> wavelength 1215.67 Å from background quasars or galaxies, that are “observed” as redshifted missing flux <inline-formula><mml:math><mml:mi> F </mml:mi></mml:math></inline-formula> on Earth. A typical Lyman-<italic>α</italic> forest is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. Most of the flux power distribution looks like the top panel in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. A few individual absorption lines stand out of the “noise” as shown in the middle and bottom panels of <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. In fact, for quasar J140501+444800 we find only 10 absorption lines that appear to be above the “noise” in the wavelength range 5000 Å to 6095 Å. Narrow absorption lines may be part of larger structures as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>. We will study in more detail this Lyman-<italic>α</italic> forest sideband in Section 6.</p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501527-rId45.jpeg?20260720113034" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 1</bold><bold>.</bold> Details of the observed electromagnetic flux from quasar J140501+444800 as a function of wavelength [Å]. Blue (red) corresponds to spectra observed on May 16 (20), 2005, by the Keck Observatory. Data from KODIAQ [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] at <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://koa.ipac.caltech.edu/applications/KODIAQ/kodiaqQSOList.html">https://koa.ipac.caltech.edu/applications/KODIAQ/kodiaqQSOList.html</ext-link>.</p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501527-rId47.jpeg?20260720113034" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2</bold><bold>.</bold> Details of the observed electromagnetic flux from quasar J140501+444800 as a function of wavelength [Å]. Blue (red) corresponds to spectrum observed on May 16 (20), 2005. Data from KODIAQ [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>] at <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://koa.ipac.caltech.edu/applications/KODIAQ/kodiaqQSOList.html">https://koa.ipac.caltech.edu/applications/KODIAQ/kodiaqQSOList.html</ext-link>.</p>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>
        3. Density Power Spectrum
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        and Lyman-
        <italic>α</italic>
        Forest Power Spectrum
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>Let <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> CDM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the power spectrum of density fluctuations in the ΛCDM cold dark matter cosmology. If dark matter is warm, dark matter particles free-stream into, or out of, density minimums and maximums, thereby erasing small scale structure. For warm dark matter the power spectrum becomes </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>CDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>τ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a cut-off factor. See Appendix C for the mathematical details. We will approximate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to a Gaussian cut-off, so </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>CDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(This is our definition of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Alternative definitions in the literature are <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or 1/4.) We are interested in measuring the wavevector cut-off <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the power spectrum of the Lyman-<italic>α</italic> forest in a cold dark matter and cold baryon scenario. This power spectrum becomes cut-off due to the thermal velocities of both dark matter and baryons. Again we will approximate the cut-off factors to Gaussians. We will use the notation of [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. Then the observed comoving </p>
      <disp-formula id="FD3">
        <label>(3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mi>α</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(Later, we will improve on the Gaussian approximation by deriving <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as explained in Appendix F.) <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has independent contributions from the Doppler shift due to the thermal velocities of the neutral hydrogen atoms (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> T </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), from pressure (or Jeans) smoothing of baryons (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), from the size of linear expanding neutral hydrogen “clouds” along the line of sight related to dark matter free-streaming (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ), and from the resolution of the spectrograph (<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> s </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ). The natural width of the Lyman-<italic>α</italic> transition is negligible. The total variance of independent uncertainties is the sum of variances: </p>
      <disp-formula id="FD4">
        <label>(4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>T</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>DM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The intergalactic medium has a position-dependent baryon gas temperature <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For a noble gas, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 5 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For the ionized universe, protons and electrons interact with light and approach thermal equilibrium. So, for the highly ionized universe we expect <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> after re-ionization, varying asymptotically to 1.6 at low <inline-formula><mml:math><mml:mi> z </mml:mi></mml:math></inline-formula> . The mean temperature <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is measured to be 7000 K to 8000 K [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>].</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>
        4. Contributions to
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>b</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>The contribution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mi> T </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> due to the thermal velocities of neutral hydrogen atoms is [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]</p>
      <disp-formula id="FD5">
        <label>(5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>T</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>B</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>T</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>12.8</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mtext>s</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>10</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>K</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The factor 2 is because <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a standard deviation.</p>
      <p>The spectrograph nominal resolution is (2.55 km/s [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]) so </p>
      <disp-formula id="FD6">
        <label>(6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>s</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>2.55</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                          <mml:mo>/</mml:mo>
                          <mml:mi>a</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Consider a cloud of total (dark matter plus baryon) mass <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> in the intergalactic medium, that is still linear and expanding. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> R </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be a typical proper length of this cloud along the line of sight. For warm dark matter, the minimum mass <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> that will eventually collapse due to its own gravity is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , see Appendix E. If the Jeans mass <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is less than <inline-formula><mml:math><mml:mi> M </mml:mi></mml:math></inline-formula> , as is our case of interest, the collapse will occur with the full complement of baryons, see Appendix E. After re-ionization, only a fraction of order 10<sup>−</sup><sup>4</sup> of the hydrogen in the cloud will be neutral. If one of these neutral hydrogen atoms absorbes a photon of wavelength <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , then, this photon will be “seen” on Earth as a missing photon of redshifted wavelength <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mi> α </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Due to the expansion of the cloud, the absorption line will have a width. Let </p>
      <disp-formula id="FD7">
        <label>(7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mo>^</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>cloud</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mo>^</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>λ</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Earth</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>b</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>DM</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>c</mml:mi>
            </mml:mfrac>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>be the relative half-width of the absorption line at the wavelength <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> at which the absorbed flux is reduced by a factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from the absorbed flux at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (see (13) below). Note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is defined with units of velocity. We have <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ≡ </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt><mml:mi> R </mml:mi><mml:mi> H </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mi> m </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> a </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the Hubble expansion parameter. (We take <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> to be a standard deviation, hence the factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .) Let us consider a cloud with the minimum mass <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We will relate <inline-formula><mml:math><mml:mi> R </mml:mi></mml:math></inline-formula> with the comoving warm dark matter root-mean-square free-streaming length <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (in three dimensions, or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> along the line of sight): <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In summary, we obtain </p>
      <disp-formula id="FD8">
        <label>(8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>DM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Ω</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>2</mml:mn>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mi>a</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], a broadening is added due to baryon Jeans pressure: </p>
      <disp-formula id="FD9">
        <label>(9)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>f</mml:mi>
              <mml:mi>J</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>10</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mtext>B</mml:mtext>
                </mml:msub>
                <mml:mi>T</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>9</mml:mn>
                <mml:mi>μ</mml:mi>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                  <mml:mtext>H</mml:mtext>
                </mml:msub>
                <mml:mi>Δ</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>11.1</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mtext>s</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>f</mml:mi>
                          <mml:mi>J</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>0.88</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>10</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mtext>K</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>γ</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> f </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0.88 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is estimated to be ≈1 from simulations in [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. The expression (9) can be obtained replacing <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (8) by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined in Appendix E. (The extra factor Δ in the denominator depends on how fast hydrogen approaches equilibrium with the photon temperature before <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , see Appendix E). In my view, this term (9) is appropriate if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mi> M </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Our case of interest is warm dark matter with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub><mml:mo> ≪ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>i.e.</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≪ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, so, in this case, we omit the term (9).</p>
      <p>The intergalactic baryons have a temperature that varies greatly between voids and filaments, so the correction from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is highly uncertain, and is specific to each neutral hydrogen “cloud”. We will consider two corrections as bench-marks: </p>
      <disp-formula id="FD10">
        <label>(10)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>DM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>12.8</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mtext>s</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>2.55</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>s</mml:mtext>
                          <mml:mo>/</mml:mo>
                          <mml:mtext>a</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD11">
        <label>(11)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>DM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>b</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>12.8</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mtext>s</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msqrt>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msqrt>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mn>2.55</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>s</mml:mtext>
                          <mml:mo>/</mml:mo>
                          <mml:mtext>a</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>11.1</mml:mn>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>km</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mtext>s</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(10) is our default, and (11), used in [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] and [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], will help us estimate systematic uncertainties.</p>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>
        5. Measurement of
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        with the Lyman-
        <italic>α</italic>
        Power Spectrum
      </title>
      <p>Let us consider the Lyman-<italic>α</italic> power spectrum presented in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> (obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] from the Keck Observatory Database of Ionized Absorption toward Quasars (KODIAQ)). The redshift of the power spectrum in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is compared to calculations (with (40) and (41) in Appendix F) for several density power spectra <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A good fit (except for the last data point) is obtained with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.9 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−1</sup> (that still needs to be corrected).</p>
      <p>This is our second lesson. The first lesson is this: dark matter is warm. This conclusion is obtained from four independent estimates that are in agreement (see <bold>Table 3</bold> of [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] and references therein). The second lesson is this: the observed Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum cut-off is mainly due to warm dark matter free-streaming. This conclusion is obtained from the agreement of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.9 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup> with the four estimates in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. In other words, the contribution to the Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum cut-off by the neutral hydrogen temperature and the baryon Jeans pressure are relatively small. This conclusion will allow us to make a new measurement of <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in spite of the uncertainties in (10) or (11).</p>
      <p>Both the 3D density power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the 1D Lyman-<italic>α</italic> power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have a cut-off. The cut-off wavevector that drops <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by a factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 0.0676 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> s/km (see <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref>), so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 20.9 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> km/s. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mi> z </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 3.6 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .The corresponding <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 20.4 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> km/s assuming (10), or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 20.3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> km/s assuming (11). The corrected <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.9 </mml:mn><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 20.9 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 20.4 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, or 5.1 Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, respectively. So the correction is negligible.</p>
      <p>In <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref> we consider redshift <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. A fair fit (except for the last data point) is obtained with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5.3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> drops by a factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 0.0832 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> s/km (see <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref>), so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 17.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> km/s. The corresponding <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 16.5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> km/s assuming (10), or 16.4 km/s assuming (11). The corrected <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5.3 </mml:mn><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 17.0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 16.5 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5.5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, or 5.5 Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, respectively.</p>
      <p>Let us repeat this analysis with the Lyman-<italic>α</italic> power spectrum obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>] at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and analyzed in [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>] where a limit is obtained. We are unable to obtain a good fit using (40) and (41), see <xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>. </p>
      <p>Our final measurement is </p>
      <disp-formula id="FD12">
        <label>(12)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>5.0</mml:mn>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>0.1</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>stat</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>1.0</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>syst</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>±</mml:mo>
            <mml:mn>2.0</mml:mn>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>other</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The statistical uncertainty is obtained from the uncertainties in [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. The systematic uncertainty is obtained from the differences of the results for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with the corrections (10) and (11). The major “other” uncertainty is estimated from the discrepancy between <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>, the uncertain relation between the total density and the neutral hydrogen density, the contribution of non-expanding galaxy halos, the contribution of narrow Lyman-<italic>α</italic> absorptions that belong to larger structures (see <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>), etc. The corresponding “standard thermal relic mass” <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (defined by Equations (6) and (7) of [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]) is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0.5 </mml:mn><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mn> 1.3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> keV.</p>
      <fig id="fig3">
        <label>Figure 3</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501527-rId247.jpeg?20260720113035" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 3</bold><bold>.</bold> Measured Lyman-<italic>α</italic> dimensionless power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], compared with calculations with (40) and (41) for several <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A good fit is obtained with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the cut-off wavevector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.9 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup> (blue line). Note the sensitivity to <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . </p>
      <fig id="fig4">
        <label>Figure 4</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501527-rId262.jpeg?20260720113035" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 4</bold><bold>.</bold> Measured Lyman-<italic>α</italic> dimensionless power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>], compared with calculations with (40) and (41) for several <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . A fair fit is obtained with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the cut-off wavevector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5.3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup> (green line). </p>
      <fig id="fig5">
        <label>Figure 5</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/4501527-rId273.jpeg?20260720113036" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 5</bold><bold>.</bold> Measured Lyman-<italic>α</italic> dimensionless power spectrum <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> z </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 4.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], compared with calculations with (40) and (41) for several <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> P </mml:mi><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mtext> D </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note the sensitivity to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We are unable to obtain a good fit. </p>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>
        6. Lyman-
        <italic>α</italic>
        Trees
      </title>
      <p>We try a different approach: instead of the power spectrum of the “Lyman-<italic>α</italic> forest”, we study individual absorption lines, <italic>i.e.</italic> individual “trees”. As an example, consider two spectra of quasar J140501+444800, taken on May 16 and May 20, 2005, by the Keck Observatory. Most of the spectra looks like the top <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. We inspect by eye the spectra from 5000 Å to 6095 Å in steps of 10 Å. We write down the wavelength, half-width, and amplitude of each absorption line that appears to be above “noise”. Two example absorption lines are presented in the middle and bottom panels of <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. These lines can be approximated by (we use the notation of [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]) </p>
      <disp-formula id="FD13">
        <label>(13)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>λ</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>λ</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>λ</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>b</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mo>'</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>F</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
            <mml:mi>F</mml:mi>
            <mml:mo>⋅</mml:mo>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>v</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                            </mml:msub>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mo>′</mml:mo>
                      </mml:msup>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>(we have replaced <inline-formula><mml:math><mml:mi> b </mml:mi></mml:math></inline-formula> by <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> to emphasize that <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> has an individual value for each Lyman-<italic>α</italic> absorption line). Note that the standard deviation of <inline-formula><mml:math><mml:mi> v </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . All absorption lines that coincide between the two spectra are listed in <bold>Table 1</bold>. We note that only 10 absorption lines are found above “noise”. These absorption lines are not emphasized when the power spectrum of the “Lyman-<italic>α</italic> forest” is calculated, considering that most of the spectra looks like the top <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref>. We conclude that an alternative measurement of the dark matter warmness may focus on individual “Lyman-<italic>α</italic> trees”.</p>
      <p>Each of the absorption lines listed in <bold>Table 1</bold> obtains “<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ” if the line-of sight traverses, with no offset, an overdensity of the minimum mass <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> that is still linear and expanding, see Appendix E. The challenge is to identify which absorption</p>
      <p><bold>Table 1</bold><bold>.</bold> Parameters of several absorption lines of spectra of quasar J140501+444800. <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mi> Δ </mml:mi><mml:mi> λ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> λ </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , with half-width <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> λ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> measured at peak flux absorption times <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> e </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> b </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> DM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (10), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (8), <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (36), and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> from (27). The calculations assume that the line-of-sight goes through the center of a linear and expanding overdensity of mass <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined in Appendix E. The challenge is to identify an absorption line with these characteristics. Calculations correspond to (10), except the last column corresponds to (11)<sup>*</sup>. </p>
      <table-wrap id="tbl1">
        <label>Table 1</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>λ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>amplitude</td>
              <td>half-width</td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>′</mml:mo>
                    </mml:msup>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>b</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>DM</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>l</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math display="inline">
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>h</mml:mi>
                          <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                “
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
                ”
              </td>
              <td>
                “
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
                ” *
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>[Å]</td>
              <td>
              </td>
              <td>[Å]</td>
              <td>[km/s]</td>
              <td>[km/s]</td>
              <td>[Mpc]</td>
              <td>[m/s]</td>
              <td>
                [Mpc
                <sup>−1</sup>
                ]
              </td>
              <td>
                [Mpc
                <sup>−1</sup>
                ]
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5067.2</td>
              <td>12%</td>
              <td>0.32</td>
              <td>18.9</td>
              <td>13.5</td>
              <td>0.21</td>
              <td>80</td>
              <td>6.1</td>
              <td>10.8</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5142.3</td>
              <td>85%</td>
              <td>0.50</td>
              <td>29.1</td>
              <td>25.9</td>
              <td>0.41</td>
              <td>153</td>
              <td>3.2</td>
              <td>3.5</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5341.3</td>
              <td>85%</td>
              <td>0.15</td>
              <td>8.4</td>
              <td>imaginary</td>
              <td>
              </td>
              <td>
              </td>
              <td>infty</td>
              <td>infty</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5341.7</td>
              <td>85%</td>
              <td>0.25</td>
              <td>14.0</td>
              <td>4.5</td>
              <td>0.07</td>
              <td>26</td>
              <td>19.0</td>
              <td>infty</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5343.7</td>
              <td>99%</td>
              <td>0.89</td>
              <td>49.9</td>
              <td>48.1</td>
              <td>0.74</td>
              <td>279</td>
              <td>1.8</td>
              <td>1.8</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5357.3</td>
              <td>100%</td>
              <td>0.86</td>
              <td>48.1</td>
              <td>46.3</td>
              <td>0.71</td>
              <td>267</td>
              <td>1.8</td>
              <td>1.9</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5451.7</td>
              <td>60%</td>
              <td>0.45</td>
              <td>24.7</td>
              <td>20.9</td>
              <td>0.32</td>
              <td>120</td>
              <td>4.1</td>
              <td>4.8</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5741.3</td>
              <td>25%</td>
              <td>0.66</td>
              <td>34.5</td>
              <td>31.8</td>
              <td>0.47</td>
              <td>178</td>
              <td>2.8</td>
              <td>3.0</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5930.0</td>
              <td>22%</td>
              <td>0.75</td>
              <td>37.9</td>
              <td>35.5</td>
              <td>0.52</td>
              <td>195</td>
              <td>2.5</td>
              <td>2.6</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>5991.6</td>
              <td>55%</td>
              <td>0.36</td>
              <td>18.0</td>
              <td>12.1</td>
              <td>0.18</td>
              <td>66</td>
              <td>7.4</td>
              <td>18.2</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p>lines meet these requirements. The line-of-sight to the quasar generally traverses the cloud with an offset, so the observed absorption line is narrower than with no offset. Furthermore, the line-of-sight may traverse a galaxy halo that is not expanding, which again obtains a narrow absorption line. So obtaining the warmness of dark matter with the individual trees is highly non-trivial, and requires extensive simulations, but needs to be attempted. The suggestion is to study histograms of <inline-formula><mml:math><mml:msup><mml:mi> b </mml:mi><mml:mo> ′ </mml:mo></mml:msup></mml:math></inline-formula> in bins of amplitude <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> F </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Let us mention, however, that all “<inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ” obtained in <bold>Table 1</bold> are consistent with the warm dark matter measured in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], except the absorption at 5341.3 Å that happens to be part of a larger structure shown in <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>.</p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Conclusion</title>
      <p>We have presented studies of the Lyman-<italic>α</italic> forest assuming dark matter is warm. The fits to the Lyman-<italic>α</italic> power spectra obtained in [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 5.0 </mml:mn><mml:mo> ± </mml:mo><mml:mn> 2.2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>, corresponding to a “standard thermal relic mass” <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 0.5 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> keV </mml:mtext><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mn> 1.3 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> keV </mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (defined by Equations (6) and (7) of [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]), in agreement with four independent estimates presented in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. In conclusion, the warm dark matter free-streaming is clearly observed as a cut-off of the Lyman-<italic>α</italic> forest power spectrum.</p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>This research has made use of the Keck Observatory Archive (KOA), which is operated by the W. M. Keck Observatory and the NASA Exoplanet Science Institute (NExScI), under contract with the National Aeronautics and Space Administration.</p>
    </sec>
    <sec id="sec9">
      <title>Appendix A. Definition of Dark Matter Warmness</title>
      <p>The dark matter warmness can be defined by any of these variables: the comoving root-mean-square dark matter thermal velocity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the comoving power spectrum cut-off wavevector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the “standard thermal relic mass” <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined by Equations (6) and (7) of [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>], or the expansion parameter at which dark matter becomes non-relativistic, defined as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The comoving power spectrum of relative density perturbations of the cold dark matter ΛCDM cosmology becomes attenuated by a cut-off factor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if dark matter is warm: <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> P </mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mtext> WDM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> P </mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mtext> CDM </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the comoving wavevector. To be specific we assume a Maxwell-Boltzmann distribution of warm dark matter velocities. In this case <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has the approximate form <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mtext> exp </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>], so <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mtext> exp </mml:mtext><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This is our definition of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (Other definitions in the literature are <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or 1/4.) A handy table relating these parameters is <bold>Table 1</bold> of [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>].</p>
    </sec>
    <sec id="sec10">
      <title>
        Appendix B. The Lyman-
        <italic>α</italic>
        1D Power Spectrum Notation
      </title>
      <p>The observed flux <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> λ </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and its mean <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mi> F </mml:mi><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> define the normalized flux </p>
      <disp-formula id="FD14">
        <label>(14)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>F</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>〈</mml:mo>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>〉</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>〈</mml:mo>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                  <mml:mo>〉</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Consider a large velocity interval (0, <inline-formula><mml:math><mml:mi> ν </mml:mi></mml:math></inline-formula> ), and apply periodic boundary conditions. Then we may write </p>
      <disp-formula id="FD15">
        <label>(15)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:munder>
                <mml:mo>∑</mml:mo>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:munder>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mi>F</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>z</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>δ</mml:mi>
                <mml:mo>˜</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>ν</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>ν</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>z</mml:mi>
                          <mml:mi>j</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                    <mml:mi>F</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mi> j </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> j </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> ν </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The power spectrum and dimensionless variance are defined as </p>
      <disp-formula id="FD16">
        <label>(16)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mi>ν</mml:mi>
            <mml:munder>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>j</mml:mi>
            </mml:munder>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>δ</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>F</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>z</mml:mi>
                            <mml:mi>j</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>Δ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>π</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mi>F</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec11">
      <title>Appendix C. Relation between Free-Streaming and the Power Spectrum Cut-Off</title>
      <p>We use the notation of [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. The relative density perturbation is </p>
      <disp-formula id="FD17">
        <label>(17)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>δ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>ρ</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>〈</mml:mo>
                  <mml:mi>ρ</mml:mi>
                  <mml:mo>〉</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>〈</mml:mo>
                  <mml:mi>ρ</mml:mi>
                  <mml:mo>〉</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> 〈 </mml:mo><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> 〉 </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the root-mean-square of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> x </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The Fourier transform pair, with periodic boundary conditions on a cube of volume <inline-formula><mml:math><mml:mi> V </mml:mi></mml:math></inline-formula> , is </p>
      <disp-formula id="FD18">
        <label>(18)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>δ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mo>∑</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:msub>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>⋅</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mi>V</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∫</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>⋅</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The power spectrum is defined by </p>
      <disp-formula id="FD19">
        <label>(19)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>〈</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>δ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>〉</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mo>∑</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>δ</mml:mi>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mi>k</mml:mi>
                          </mml:mstyle>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>|</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mo>∑</mml:mo>
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In the end we take the limit <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> V </mml:mi><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> ∞ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>If dark matter is warm instead of cold, dark matter particles free-stream into, and out of, density minimums and maximums, attenuating small scale perturbations. Then the cold dark matter relative density perturbation becomes smoothed by a convolution with a cut-off function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Φ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> x </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : </p>
      <disp-formula id="FD20">
        <label>(20)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>δ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>WDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∫</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>δ</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>CDM</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>y</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The Fourier transform of a convolution is equal to the product of Fourier transforms. Therefore, the warm and cold dark matter power spectra are related by </p>
      <disp-formula id="FD21">
        <label>(21)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>WDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>CDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>τ</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a cut-off factor, and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> k </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the Fourier transform of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ϕ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> x </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>We first study the case of a Gaussian cut-off function with zero mean: </p>
      <disp-formula id="FD22">
        <label>(22)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ϕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>σ</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∫</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mtext>d</mml:mtext>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                  <mml:mi>τ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>⋅</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> x </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the root-mean-square free-streaming distance, and </p>
      <disp-formula id="FD23">
        <label>(23)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∫</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>k</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mo>⋅</mml:mo>
                      <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For this Gaussian cut-off </p>
      <disp-formula id="FD24">
        <label>(24)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>WDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>CDM</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>with</mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>/</mml:mo>
              <mml:mi>σ</mml:mi>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mo>/</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let us now assume a Maxwell-Boltzmann distribution of velocities with zero chemical potential. Then </p>
      <disp-formula id="FD25">
        <label>(25)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>ϕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mi>ϕ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>r</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∝</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>[</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>3</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>σ</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 3 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the comoving root-mean-square dark matter thermal velocity. With the definitions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msqrt><mml:mi> r </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msqrt><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we obtain </p>
      <disp-formula id="FD26">
        <label>(26)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:mi>τ</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∝</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>R</mml:mi>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>cos</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>θ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>exp</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>R</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>i</mml:mi>
                      <mml:mi>C</mml:mi>
                      <mml:mi>R</mml:mi>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mi>θ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We evaluate this integral numerically, and obtain <inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . We obtain <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.072 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , so </p>
      <disp-formula id="FD27">
        <label>(27)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1.31</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>With <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> B </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> ≡ </mml:mo><mml:mi> B </mml:mi><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 0.32 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mtext> Mpc </mml:mtext><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 120 </mml:mn><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mrow><mml:mtext> m </mml:mtext><mml:mo> / </mml:mo><mml:mtext> s </mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (see Appendix D), we obtain </p>
      <disp-formula id="FD28">
        <label>(28)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.62</mml:mn>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ρ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>crit</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                        <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>4.1</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>120</mml:mn>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>m</mml:mtext>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mtext>s</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>When baryons are included we obtain [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]</p>
      <disp-formula id="FD29">
        <label>(29)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0.88</mml:mn>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ρ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>crit</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                        <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>5.8</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>120</mml:mn>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>m</mml:mtext>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mtext>s</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref> of [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>] obtains </p>
      <disp-formula id="FD30">
        <label>(30)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>1.03</mml:mn>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ρ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>crit</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                        <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>6.8</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>120</mml:mn>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>m</mml:mtext>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mtext>s</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec12">
      <title>Appendix D. Dark Matter Free-Streaming</title>
      <p>The evolution of the universe is described by </p>
      <disp-formula id="FD31">
        <label>(31)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>a</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>/</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>d</mml:mtext>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mn>4</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mi>Λ</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For the standard notation and parameter values, see [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. The warm dark matter comoving free-streaming root-mean-square distance is </p>
      <disp-formula id="FD32">
        <label>(32)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mi>e</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>c</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>a</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mi>p</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>p</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>a</mml:mi>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>′</mml:mo>
                          </mml:msup>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                      <mml:mi>h</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the expansion parameter normalized to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the present time <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> is the comoving momentum, and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the dark matter particle mass. The proper root-mean-square non-relativistic dark matter particle velocity at expansion parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The comoving root-mean-square non-relativistic dark matter particle velocity <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> p </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mi> h </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is an adiabatic invariant. In the present article we integrate (32) numerically.</p>
      <p>To understand the relation between <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> it is convenient to have an approximate analytic equation. Carrying out the integral in 3 intervals from 0 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> eq </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> eq </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to 1, obtains approximately </p>
      <disp-formula id="FD33">
        <label>(33)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>ln</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>c</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                        <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>As an example, the three terms in (33), for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 120 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> m/s, are </p>
      <disp-formula id="FD34">
        <label>(34)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0.19</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1.22</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>0.37</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For comparison, the numerical integral obtains </p>
      <disp-formula id="FD35">
        <label>(35)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0.16</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1.12</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>0.32</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>We now argue that we should keep only the last term in (35), <italic>i.e.</italic></p>
      <disp-formula id="FD36">
        <label>(36)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>l</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>fs</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:mn>0.32</mml:mn>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>120</mml:mn>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>m</mml:mtext>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mtext>s</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0.32</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0.37</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>h</mml:mi>
                    <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:msqrt>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:msqrt>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2.12</mml:mn>
            <mml:msqrt>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>h</mml:mi>
                        <mml:mtext>rms</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>4</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>G</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mi>m</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ρ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>crit</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>eq</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msqrt>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Consider the interval from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> eq </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . From Equation (29) of [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>], the difference between cold and warm dark matter only occurs at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> Jh </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and in this regime the free-streaming of warm dark matter is oscillatory. We also neglect the contribution from the interval 0 to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> a </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> &lt; </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> NR </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> all particles are ultra-relativistic, so the dark matter makes no difference. What is of interest are the “initial” perturbations at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> eq </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Note that the result (36) is only used to obtain <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , not <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> nor <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> m </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> th </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> : the uncertainty due to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> l </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is added only to <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> h </mml:mi><mml:mtext> rms </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec13">
      <title>
        Appendix E. The Masses
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>h</mml:mi>
                  <mml:mi>m</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        and
        <inline-formula>
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>M</mml:mi>
                <mml:mi>J</mml:mi>
              </mml:msub>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>From simulations in [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>] we find that, given the comoving warm dark matter free-streaming cut-off wavevector <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the minimum total (warm dark matter plus baryon) mass that collapses due to gravity is </p>
      <disp-formula id="FD37">
        <label>(37)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>M</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>hm</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≈</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>4</mml:mn>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mi>π</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>2.3</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Ω</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>crit</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Another mass of interest is a sort of Jeans mass [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]</p>
      <disp-formula id="FD38">
        <label>(38)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>M</mml:mi>
              <mml:mtext>J</mml:mtext>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mi>π</mml:mi>
                      <mml:mi>G</mml:mi>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>ρ</mml:mi>
                    <mml:mo>¯</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mi>M</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>/</mml:mo>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msubsup>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>≡</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>λ</mml:mi>
              <mml:mtext>J</mml:mtext>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:msub>
              <mml:mi>Ω</mml:mi>
              <mml:mi>m</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ρ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>crit</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>3</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> M </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the total (dark matter plus baryon) mean density at expansion parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> , and </p>
      <disp-formula id="FD39">
        <label>(39)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mi>s</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>P</mml:mi>
                  <mml:mtext>B</mml:mtext>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∂</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ρ</mml:mi>
                  <mml:mtext>B</mml:mtext>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>5</mml:mn>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                          <mml:mtext>B</mml:mtext>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>T</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>3</mml:mn>
                        <mml:mi>μ</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>m</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>/</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>is the sound velocity of the plasma at expansion parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> a </mml:mi></mml:math></inline-formula> , with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.22 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for 24 % helium by weight. It turns out that, due to residual ionization, baryons stay in thermal equilibrium with photons until about <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>], so the baryon temperature <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> γ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> T </mml:mi><mml:mi> γ </mml:mi><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> ρ </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> M </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has its present value, and <inline-formula><mml:math display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn><mml:mo> × </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:msup><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:msub><mml:mtext> M </mml:mtext><mml:mo> ⊙ </mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , until <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> ≈ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (After re-ionization, we take <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> μ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.59 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>].)</p>
      <p>We note that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>. So, the minimum matter that will collapse gravitationally is <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and this matter collapses with a full complement of baryons only if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> hm </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≳ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> M </mml:mi><mml:mtext> J </mml:mtext></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≲ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup>.</p>
      <p>If dark matter is warm with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≪ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup> (our scenario of interest) we will treat matter (dark matter plus baryons) as a single fluid collapsing gravitationally. If dark matter is colder with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> k </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> fs </mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ≳ </mml:mo><mml:mn> 150 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> Mpc<sup>−</sup><sup>1</sup> the baryon plasma needs to be considered separately.</p>
    </sec>
    <sec id="sec14">
      <title>
        Appendix F. From
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
        to
        <inline-formula>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>P</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mi>D</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </inline-formula>
      </title>
      <p>The predicted 1D Lyman-<italic>α</italic> power spectrum can be obtained from the 3D density power spectrum as follows: </p>
      <disp-formula id="FD40">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mi>D</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>d</mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mi>z</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:mo>∫</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mtext>D</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mi>z</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>sin</mml:mi>
                  <mml:mi>θ</mml:mi>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>θ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>cos</mml:mi>
                      <mml:mi>θ</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD41">
        <label>(40)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>z</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mi>z</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mi>∞</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>3</mml:mn>
                      <mml:mtext>D</mml:mtext>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The 3D density power spectrum, in the range of <inline-formula><mml:math><mml:mi> k </mml:mi></mml:math></inline-formula> of interest, has the form </p>
      <disp-formula id="FD42">
        <label>(41)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>P</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>3</mml:mn>
                <mml:mtext>D</mml:mtext>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>k</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∝</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>6</mml:mn>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>Mpc</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mfrac>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>a</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mtext>fs</mml:mtext>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msubsup>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1.739 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the measured power spectrum that includes non-linear regeneation. A good fit to the Lyman-<italic>α</italic> measurements in [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>] at redshift <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> z </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 3.6 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or 4.2 is obtained with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2.0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This is the predicted slope for the linear power spectrum, which is perhaps more appropriate for the inter-galactic medium. See <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref>.</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Navas, S., <italic>et al</italic>. (2024) The Review of Particle Physics. <italic>Physical Review D</italic>, 110, Article ID: 030001.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Navas, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>The Review of Particle Physics</article-title>
            <source>Physical Review D</source>
            <volume>110</volume>
            <fpage>030001</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Hoeneisen, B. (2026) Update to Four Estimates of the Dark Matter Warmness. <italic>International</italic><italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Astronomy</italic><italic>and</italic><italic>Astrophysics</italic>, 16, 79-93. https://doi.org/10.4236/ijaa.2026.162006 <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2026.162006</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijaa.2026.162006">https://doi.org/10.4236/ijaa.2026.162006</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hoeneisen, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2026</year>
            <article-title>Update to Four Estimates of the Dark Matter Warmness</article-title>
            <source>International Journal of Astronomy and Astrophysics</source>
            <volume>16</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2026.162006</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Viel, M., Lesgourgues, J., Haehnelt, M.G., Matarrese, S. and Riotto, A. (2005) Constraining Warm Dark Matter Candidates Including Sterile Neutrinos and Light Gravitinos with WMAP and the Lyman- <italic>α</italic> Forest. <italic>Physical</italic><italic>Review</italic><italic>D</italic>, 71, Article ID: 063534. https://doi.org/10.1103/physrevd.71.063534 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.71.063534</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevd.71.063534">https://doi.org/10.1103/physrevd.71.063534</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Viel, M.</string-name>
              <string-name>Lesgourgues, J.</string-name>
              <string-name>Haehnelt, M.G.</string-name>
              <string-name>Matarrese, S.</string-name>
              <string-name>Riotto, A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2005</year>
            <article-title>Constraining Warm Dark Matter Candidates Including Sterile Neutrinos and Light Gravitinos with WMAP and the Lyman-α Forest</article-title>
            <source>Physical Review D</source>
            <volume>71</volume>
            <fpage>063534</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.71.063534</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Liu, B., Shan, H. and Zhang, J. (2024) New Galaxy UV Luminosity Constraints on Warm Dark Matter from JWST. <italic>The</italic><italic>Astrophysical</italic><italic>Journal</italic>, 968, Article 79. https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4ed8 <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ad4ed8</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4ed8">https://doi.org/10.3847/1538-4357/ad4ed8</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Liu, B.</string-name>
              <string-name>Shan, H.</string-name>
              <string-name>Zhang, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>New Galaxy UV Luminosity Constraints on Warm Dark Matter from JWST</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>968</volume>
            <elocation-id>79</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/ad4ed8</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Iršič, V., Viel, M., Haehnelt, M.G., Bolton, J.S., Molaro, M., Puchwein, E., <italic>et al</italic>. (2024) Unveiling Dark Matter Free Streaming at the Smallest Scales with the High Redshift Lyman- <italic>α</italic> Forest. <italic>Physical</italic><italic>Review</italic><italic>D</italic>, 109, Article ID: 043511. https://doi.org/10.1103/physrevd.109.043511 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.109.043511</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevd.109.043511">https://doi.org/10.1103/physrevd.109.043511</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Viel, M.</string-name>
              <string-name>Haehnelt, M.G.</string-name>
              <string-name>Bolton, J.S.</string-name>
              <string-name>Molaro, M.</string-name>
              <string-name>Puchwein, E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>Unveiling Dark Matter Free Streaming at the Smallest Scales with the High Redshift Lyman-α Forest</article-title>
            <source>Physical Review D</source>
            <volume>109</volume>
            <fpage>043511</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.109.043511</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Boera, E., Becker, G.D., Bolton, J.S. and Nasir, F. (2019) Revealing Reionization with the Thermal History of the Intergalactic Medium: New Constraints from the Ly <italic>α</italic> Flux Power Spectrum. <italic>The</italic><italic>Astrophysical</italic><italic>Journal</italic>, 872, Article 101. https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafee4 <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/aafee4</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafee4">https://doi.org/10.3847/1538-4357/aafee4</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Boera, E.</string-name>
              <string-name>Becker, G.D.</string-name>
              <string-name>Bolton, J.S.</string-name>
              <string-name>Nasir, F.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Revealing Reionization with the Thermal History of the Intergalactic Medium: New Constraints from the Lyα Flux Power Spectrum</article-title>
            <source>The Astrophysical Journal</source>
            <volume>872</volume>
            <elocation-id>101</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-4357/aafee4</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Dekker, H., D’Odorico, S., Kaufer, A., Delabre, B. and Kotzlowski, H. (2000) Design, Construction, and Performance of UVES, the Echelle Spectrograph for the UT2 Kueyen Telescope at the ESO Paranal Observatory. <italic>SPIE Proceedings</italic>, 4008, 534-545. https://doi.org/10.1117/12.395512 <pub-id pub-id-type="doi">10.1117/12.395512</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1117/12.395512">https://doi.org/10.1117/12.395512</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Dekker, H.</string-name>
              <string-name>Odorico, S.</string-name>
              <string-name>Kaufer, A.</string-name>
              <string-name>Delabre, B.</string-name>
              <string-name>Kotzlowski, H.</string-name>
              <string-name>Design, C</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>Design, Construction, and Performance of UVES, the Echelle Spectrograph for the UT2 Kueyen Telescope at the ESO Paranal Observatory</article-title>
            <source>SPIE Proceedings</source>
            <volume>4008</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1117/12.395512</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="confproc">Vogt, S.S., Allen, S.L., Bigelow, B.C., Bresee, L., Brown, W.E., Cantrall, T., <italic>et al</italic>. (1994) HIRES: The High-Resolution Echelle Spectrometer on the Keck 10-m Telescope. <italic>SPIE Proceedings</italic>, 2198, 362. https://doi.org/10.1117/12.176725 <pub-id pub-id-type="doi">10.1117/12.176725</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1117/12.176725">https://doi.org/10.1117/12.176725</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="confproc">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Vogt, S.S.</string-name>
              <string-name>Allen, S.L.</string-name>
              <string-name>Bigelow, B.C.</string-name>
              <string-name>Bresee, L.</string-name>
              <string-name>Brown, W.E.</string-name>
              <string-name>Cantrall, T.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>HIRES: The High-Resolution Echelle Spectrometer on the Keck 10-m Telescope</article-title>
            <source>SPIE Proceedings</source>
            <volume>2198</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1117/12.176725</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Garzilli, A., Theuns, T. and Schaye, J. (2015) The Broadening of Lyman- <italic>α</italic> Forest Absorption Lines. <italic>Monthly</italic><italic>Notices</italic><italic>of</italic><italic>the</italic><italic>Royal</italic><italic>Astronomical</italic><italic>Society</italic>, 450, 1465-1476. https://doi.org/10.1093/mnras/stv394 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stv394</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnras/stv394">https://doi.org/10.1093/mnras/stv394</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Garzilli, A.</string-name>
              <string-name>Theuns, T.</string-name>
              <string-name>Schaye, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>The Broadening of Lyman-α Forest Absorption Lines</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</source>
            <volume>450</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stv394</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">MacInnis, A. and Sehgal, N. (2025) CMB-HD as a Probe of Dark Matter on Sub-Galactic Scales. <italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Cosmology</italic><italic>and</italic><italic>Astroparticle</italic><italic>Physics</italic>, 2025, Article 48. https://doi.org/10.1088/1475-7516/2025/02/048 <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1475-7516/2025/02/048</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1088/1475-7516/2025/02/048">https://doi.org/10.1088/1475-7516/2025/02/048</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>MacInnis, A.</string-name>
              <string-name>Sehgal, N.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>CMB-HD as a Probe of Dark Matter on Sub-Galactic Scales</article-title>
            <source>Journal of Cosmology and Astroparticle Physics</source>
            <volume>2025</volume>
            <elocation-id>48</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1475-7516/2025/02/048</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Broxterman, J.C., Simon, P., Porth, L., Kuijken, K., Wright, A.H., Asgari, M., <italic>et al</italic>. (2025) Matter Power Spectrum Reconstruction with Kids-Legacy: Improved Internal ΛCDM Consistency and Preference for Strong Baryonic Feedback. <italic>Astronomy</italic><italic>&amp;</italic><italic>Astrophysics</italic>, 703, L3. https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557182 <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/202557182</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557182">https://doi.org/10.1051/0004-6361/202557182</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Broxterman, J.C.</string-name>
              <string-name>Simon, P.</string-name>
              <string-name>Porth, L.</string-name>
              <string-name>Kuijken, K.</string-name>
              <string-name>Wright, A.H.</string-name>
              <string-name>Asgari, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Matter Power Spectrum Reconstruction with Kids-Legacy: Improved Internal ΛCDM Consistency and Preference for Strong Baryonic Feedback</article-title>
            <source>Astronomy &amp; Astrophysics</source>
            <volume>703</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1051/0004-6361/202557182</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Perez Sarmiento, K., Laguë, A., Madhavacheril, M.S., Jain, B. and Sherwin, B. (2025) Reconstructing the Shape of the Nonlinear Matter Power Spectrum Using CMB Lensing and Cosmic Shear. <italic>Physical</italic><italic>Review</italic><italic>D</italic>, 112, Article ID: 063510. https://doi.org/10.1103/bzrj-76sn <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/bzrj-76sn</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/bzrj-76sn">https://doi.org/10.1103/bzrj-76sn</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sarmiento, K.</string-name>
              <string-name>Madhavacheril, M.S.</string-name>
              <string-name>Jain, B.</string-name>
              <string-name>Sherwin, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Reconstructing the Shape of the Nonlinear Matter Power Spectrum Using CMB Lensing and Cosmic Shear</article-title>
            <source>Physical Review D</source>
            <volume>112</volume>
            <fpage>063510</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/bzrj-76sn</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">O’Meara, J.M., Lehner, N., Howk, J.C., Prochaska, J.X., Fox, A.J., Peeples, M.S., <italic>et al</italic>. (2017) The Second Data Release of the KODIAQ Survey. <italic>The</italic><italic>Astronomical</italic><italic>Journal</italic>, 154, Article 114. https://doi.org/10.3847/1538-3881/aa82b8 <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-3881/aa82b8</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3847/1538-3881/aa82b8">https://doi.org/10.3847/1538-3881/aa82b8</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Meara, J.M.</string-name>
              <string-name>Lehner, N.</string-name>
              <string-name>Howk, J.C.</string-name>
              <string-name>Prochaska, J.X.</string-name>
              <string-name>Fox, A.J.</string-name>
              <string-name>Peeples, M.S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>The Second Data Release of the KODIAQ Survey</article-title>
            <source>The Astronomical Journal</source>
            <volume>154</volume>
            <elocation-id>114</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.3847/1538-3881/aa82b8</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">O’Meara, J.M., Lehner, N., Howk, J.C., Prochaska, J.X., Fox, A.J., Swain, M.A., <italic>et al</italic>. (2015) The First Data Release of the Kodiaq Survey. <italic>The</italic><italic>Astronomical</italic><italic>Journal</italic>, 150, Article 111. https://doi.org/10.1088/0004-6256/150/4/111 <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-6256/150/4/111</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1088/0004-6256/150/4/111">https://doi.org/10.1088/0004-6256/150/4/111</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Meara, J.M.</string-name>
              <string-name>Lehner, N.</string-name>
              <string-name>Howk, J.C.</string-name>
              <string-name>Prochaska, J.X.</string-name>
              <string-name>Fox, A.J.</string-name>
              <string-name>Swain, M.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>The First Data Release of the Kodiaq Survey</article-title>
            <source>The Astronomical Journal</source>
            <volume>150</volume>
            <elocation-id>111</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-6256/150/4/111</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Lehner, N., O’Meara, J.M., Fox, A.J., Howk, J.C., Prochaska, J.X., Burns, V., <italic>et al</italic>. (2014) Galactic and Circumgalactic O Vi and Its Impact on the Cosmological Metal and Baryon Budgets AT 2 &lt; <italic>z</italic> ≲ 3.5. <italic>The</italic><italic>Astrophysical</italic><italic>Journal</italic>, 788, Article 119. https://doi.org/10.1088/0004-637x/788/2/119 <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-637x/788/2/119</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1088/0004-637x/788/2/119">https://doi.org/10.1088/0004-637x/788/2/119</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Lehner, N.</string-name>
              <string-name>Meara, J.M.</string-name>
              <string-name>Fox, A.J.</string-name>
              <string-name>Howk, J.C.</string-name>
              <string-name>Prochaska, J.X.</string-name>
              <string-name>Burns, V.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Galactic and Circumgalactic O Vi and Its Impact on the Cosmological Metal and Baryon Budgets AT 2 &lt; z ≲ 3</article-title>
            <source>5. The Astrophysical Journal</source>
            <volume>788</volume>
            <elocation-id>119</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0004-637x/788/2/119</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Garzilli, A., Magalich, A., Theuns, T., Frenk, C.S., Weniger, C., Ruchayskiy, O., <italic>et al</italic>. (2019) The Lyman- <italic>α</italic> Forest as a Diagnostic of the Nature of the Dark Matter. <italic>Monthly</italic><italic>Notices</italic><italic>of</italic><italic>the</italic><italic>Royal</italic><italic>Astronomical</italic><italic>Society</italic>, 489, 3456-3471. https://doi.org/10.1093/mnras/stz2188 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stz2188</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/mnras/stz2188">https://doi.org/10.1093/mnras/stz2188</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Garzilli, A.</string-name>
              <string-name>Magalich, A.</string-name>
              <string-name>Theuns, T.</string-name>
              <string-name>Frenk, C.S.</string-name>
              <string-name>Weniger, C.</string-name>
              <string-name>Ruchayskiy, O.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>The Lyman-α Forest as a Diagnostic of the Nature of the Dark Matter</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</source>
            <volume>489</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/mnras/stz2188</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Göksel Karaçayl, N., Padmanabhan, N., Font-Ribera, A., <italic>et al</italic>. (2022) Optimal 1D Ly <italic>α</italic> Forest Power Spectrum Estimation—II. KODIAQ, SQUAD &amp; XQ-100, arxiv:2108.10870.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Padmanabhan, N.</string-name>
              <string-name>Font-Ribera, A.</string-name>
              <string-name>KODIAQ, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Optimal 1D Lyα Forest Power Spectrum Estimation—II</article-title>
            <source>KODIAQ</source>
            <fpage>2108</fpage>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Hoeneisen, B. (2025) The Warm Dark Matter Plus Baryon Linear Power Spectrum. <italic>International</italic><italic>Journal</italic><italic>of</italic><italic>Astronomy</italic><italic>and</italic><italic>Astrophysics</italic>, 15, 264-281. https://doi.org/10.4236/ijaa.2025.153017 <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2025.153017</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4236/ijaa.2025.153017">https://doi.org/10.4236/ijaa.2025.153017</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hoeneisen, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>The Warm Dark Matter Plus Baryon Linear Power Spectrum</article-title>
            <source>International Journal of Astronomy and Astrophysics</source>
            <volume>15</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4236/ijaa.2025.153017</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Boyanovsky, D., de Vega, H.J. and Sanchez, N.G. (2008) Dark Matter Transfer Function: Free Streaming, Particle Statistics, and Memory of Gravitational Clustering. <italic>Physical</italic><italic>Review</italic><italic>D</italic>, 78, Article ID: 063546. https://doi.org/10.1103/physrevd.78.063546 <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.78.063546</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1103/physrevd.78.063546">https://doi.org/10.1103/physrevd.78.063546</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Boyanovsky, D.</string-name>
              <string-name>Vega, H.J.</string-name>
              <string-name>Sanchez, N.G.</string-name>
              <string-name>Streaming, P</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Dark Matter Transfer Function: Free Streaming, Particle Statistics, and Memory of Gravitational Clustering</article-title>
            <source>Physical Review D</source>
            <volume>78</volume>
            <fpage>063546</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevd.78.063546</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Macciò, A.V., Paduroiu, S., Anderhalden, D., Schneider, A. and Moore, B. (2012) Cores in Warm Dark Matter Haloes: A Catch 22 Problem. <italic>Monthly</italic><italic>Notices</italic><italic>of</italic><italic>the</italic><italic>Royal</italic><italic>Astronomical</italic><italic>Society</italic>, 424, 1105-1112. https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2012.21284.x <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-2966.2012.21284.x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2012.21284.x">https://doi.org/10.1111/j.1365-2966.2012.21284.x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Paduroiu, S.</string-name>
              <string-name>Anderhalden, D.</string-name>
              <string-name>Schneider, A.</string-name>
              <string-name>Moore, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>Cores in Warm Dark Matter Haloes: A Catch 22 Problem</article-title>
            <source>Monthly Notices of the Royal Astronomical Society</source>
            <volume>424</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1365-2966.2012.21284.x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="book">Weinberg, S. (2008) Cosmology. Oxford University Press.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="book">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Weinberg, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Cosmology</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>