Насправді, аксіони належать до значно більшої категорії кандидатів у “ультралегкі” частинки темної матерії, маса яких може досягати значень до 10^-24 еВ. Це в багато мільярдів разів легше, ніж WIMP, а також переважна більшість частинок Стандартної моделі.
Це означає, що аксіони і подібні до них частинки ведуть себе зовсім інакше, ніж більшість частинок Стандартної моделі.
По-перше, може не бути навіть доцільним називати їх частинками. Вони мають настільки малу масу, що їхня довжина де Бройля — розмір квантової хвилі, що відповідає кожній частинці — може розтягуватися до макроскопічних пропорцій. У деяких випадках ця довжина може складати кілька метрів, в інших — бути зіставною зі зіркою або сонячною системою. В інших випадках, одна “частинка” аксіону може простягатися на всю галактику.
У цьому контексті окремі аксіонні частинки можуть бути частиною більшої квантової хвилі, схожої на океан темної матерії, настільки великого і безмежного, що немає сенсу говорити про його індивідуальні компоненти.
Оскільки аксіони є бозонами, вони можуть синхронізувати свою квантову хвильову природу, утворюючи особливий стан матерії: конденсат Бозе-Ейнштейна. У конденсаті Бозе-Ейнштейна більшість частинок перебуває в одному і тому ж стані низької енергії. Коли це відбувається, довжина де Бройля перевищує середню відстань між частинками, а хвилі окремих частинок об’єднуються, створюючи, своєю сутністю, суперчастинку.
Таким чином, можуть виникати аксіонні “зірки” — скупчення аксіонів, які діють як одна частинка. Деякі з цих аксіонних зірок можуть мати кілька тисяч кілометрів в діаметрі, блукаючи в міжзоряному просторі. Інші можуть бути розміром із галактичні ядра, що може пояснити деякі проблеми з традиційною картиною WIMP.
Найкращий опис темної матерії загалом свідчить про те, що вона є “холодною”, що означає, що окремі частинки не пересуваються швидко в порівнянні зі швидкістю світла. Це дозволяє їм гравітаційно взаємодіяти та формувати основи таких структур, як галактики та скупчення. Проте цей процес є дещо занадто ефективним. За даними симуляцій, холодна темна матерія має тенденцію утворювати більше малих, підгалактичних скупчень, ніж ми спостерігаємо, і схильна робити ядра галактик набагато густішими, ніж це видно насправді.