Mixed WIMP-axion dark matter
我们研究了一个双组分暗物质模型的实验约束，该模型由QCD轴子和标量粒子组成，两者都对宇宙的暗物质遗迹丰度有贡献。该理论的整体Peccei-Quinn对称性可以自发地分解为剩余的$\mathbb{Z}_2$对称性，从而将该标量识别为稳定的弱相互作用大质量粒子，即，一种暗物质的候选者，除了轴子。我们进行了全面的研究模型使用的最新数据从暗物质直接和间接的探测实验，以及新的物理搜索在大型强子对撞机。我们发现，虽然该模型主要是由暗物质探测实验的约束，它仍然是可行的周围的一个小区域的参数空间的标量暗物质是一半的重的标准模型希格斯粒子。在这个允许的范围内，由于暗物质-希格斯耦合的抵消机制，这些实验的边界被规避了。然而，对撞机的搜索结果，施加弱边界的模型。
2020-02-27 astro-ph.CO hep-ph
The Rethermalizing Bose-Einstein Condensate of Dark Matter Axions
当光子温度约为500 eV时，在QCD相变过程中产生的轴子由于引力自相互作用而热化。然后它们形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。由于轴子BEC再热的时间尺度比宇宙的年龄短，因此它具有与其他形式的冷暗物质不同的特性。如果暗物质是轴子，至少部分是轴子，但如果暗物质完全是WIMP或无菌中微子，那么星系晕中暗物质的焦散环的观测证据就无法解释了。
2015-09-07 astro-ph.CO hep-ph
An argument that the dark matter is axions
一个论点是，暗物质是轴子，至少部分。它有三个步骤。首先，轴子的行为不同于其他形式的冷暗物质，因为它们形成了再热的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。第二，在观测的基础上，有一种工具可以区分轴子BEC和其他暗物质候选者，即对星系晕内焦散线的研究。第三，暗物质焦散环的观测证据在各个方面都与轴子BEC一致，但与其他提出的暗物质形式不一致。
2012-09-28 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Axion Bose-Einstein Condensation: a model beyond Cold Dark Matter
如果轴子热化，冷的暗物质轴子就会形成玻色-爱因斯坦凝聚体。最近，人们发现当光子温度达到T ~ 100 eV（f/10^1/2GeV）^1/2时，它们确实会热化，而且此后它们会继续热化。我们讨论了轴子BEC和CDM在密度微扰演化的线性区和非线性区的区别。我们发现，轴子BEC提供了一个机制，生产净整体旋转的暗物质晕，并为宇宙微波各向异性多极的排列。
2010-04-15 astro-ph.CO hep-ph
The QCD Axion: A Unique Player in the Axiverse with Mixings
本文研究轴子宇宙中QCD轴子与其他轴子混合时的动力学，发现其丰度增强可拓宽暗物质参数区域，并可能形成多组分暗物质。
2023-09-04 astro-ph.CO hep-ph
CMB Spectral Distortions from an Axion-Dark Photon-Photon Interaction
本文研究混合轴子-光子-暗光子相互作用$ϕF \ ilde F_D$，证明其在轴子或暗光子构成暗物质时会使CMB光子转入暗扇区并产生光谱畸变，进而给出比传统轴子-光子耦合更强的宽质量范围约束。
2024-03-11 astro-ph.CO hep-ph
Dark and visible matter with broken R-parity and the axion multiplet
R宇称的一个小破缺调和了热稀薄生成、引力子暗物质和原始核合成。我们发现，同样的破缺放宽宇宙学界限的轴子多重态。自然预期的光谱成为允许的和后期粒子衰变的界限变得如此之弱，它们被非热轴子生产的界限所取代。在这个意义上，强CP问题是破R-宇称的另一个动机。
2011-06-15 astro-ph.CO hep-ph
Evolution and thermalization of dark matter axions in the condensed regime
讨论了暗物质轴子在引力自作用下形成玻色-爱因斯坦凝聚体的可能性。BEC的形成发生在凝聚态，其中不同动量状态之间的跃迁速率与跃迁中交换的能量相比是大的。基于内-内形式，导出了凝聚态下轴子量子态占据数随时间的演化。我们恢复了在其他文献中得到的轴子场自相互作用热化率的表达式。研究还发现，轴子与其他粒子相互作用的首阶贡献消失，这意味着轴子BEC对标准宇宙学参数没有任何显著的修正.
2013-04-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion Dark Matter and Cosmological Parameters
我们观察到，大爆炸核合成（BBN）后，但在重组前的光子冷却可以消除观测值和理论预测值之间的冲突的原始丰度的$^7$锂。这种冷却通常难以实现。然而，最近认识到暗物质轴子形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）提供了一种可能的机制，因为冷得多的轴子可能与光子热接触。这一提议预测了宇宙微波各向异性谱测量到的高有效中微子数。
2012-01-23 astro-ph.CO hep-ph
"Invisible" QCD axion rolling through the QCD phase transition
当前宇宙中的可见物质是强作用力--量子色动力学（QCD）的相变的结果。这种相变发生在宇宙膨胀时，宇宙温度约为$T_c\simeq 165\,$ MeV。强相互作用的物质粒子是$T_c$之上的夸克，而它们是$T_c$之下的π介子、质子和中子。在相变之后，刚好在$T_c$之上的夸克和胶子相位中的自旋自由度37被转换为3（π介子）。这种相变可能主要是在过冷温度下实现的。过冷是由宇宙的膨胀提供的。我们得到了有效的气泡形成速率$α(T)\approx 10^{4-5}\,$ MeV和相变完成温度（到强子相），$T_f\simeq 126\,$ MeV。在相变期间，比例因子$R$增加了2.4倍。这提供了一个关键的知识，“看不见的”QCD轴子的能量密度在全强子相开始温度$T_f$，并允许我们估计当前的能量密度的冷暗物质组成的“看不见的”QCD轴子。
2018-07-16 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Coupled Boltzmann computation of mixed axion neutralino dark matter in the SUSY DFSZ axion model
超对称化DFSZ轴子模型是非常有动力的，不仅因为它提供了规范层次和强CP问题的解决方案，而且因为它提供了一个解决超对称μ问题，自然允许一个小层次。我们计算预期的混合轴子-中性伴子暗物质丰度的SUSY DFSZ轴子模型在两个基准情况下-一个自然的SUSY模型与标准的中性伴子丰度不足（SUA）和一个mSUGRA/CMSSM模型与标准的过剩（SOA）。我们的计算实现耦合玻尔兹曼方程，跟踪辐射密度以及中性伴子，轴子（产生热（TH）和通过相干振荡（CO）），saxion（TH-和CO-产生），axino和引力子密度。在SUSY DFSZ模型中，轴子，axino和saxion经历冻结过程-与SUSY KSVZ模型中的冻结或平衡生产相反-导致热产量在很大程度上独立于再加热温度。我们发现SUA的情况下，与抑制saxion-axion耦合（ε =0）只承认解决方案PQ破坏尺度f_a~< 5 \times 10^{12} GeV的参数空间的大部分往往是轴子主导。对于具有允许的萨克逊-轴子耦合的SUA（α =1），则允许f_a值高达~ 2 \times 10^{14} GeV。对于SOA的情况下，几乎所有的超对称DFSZ参数空间是不允许的暗物质，暗辐射的生产过剩或违反BBN约束的组合。一个例外发生在非常大的f_a~ 10^{15}-10 ^{16} GeV，其中来自CO产生的saxion的大熵稀释导致允…
2015-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Audible Axions
探测轴子和类轴子粒子（ALP）的传统方法通常依赖于与光子的耦合。但是，如果这种耦合非常弱，ALP将变得不可见，并有效地从标准模型中解耦。在这里，我们表明，这种不可见的轴子，这是可行的候选人暗物质，可以产生一个随机的引力波背景在早期宇宙。这个信号是在不可见的轴子耦合到暗规范玻色子的模型中产生的，当轴子开始振荡时，暗规范玻色子经历了快子不稳定性。顺便说一句，同样的机制也拓宽了轴子暗物质的可行参数空间。指数增长的规范玻色子模放大的量子涨落是手征引力波的源。对于轴子衰变常数$f \gtrsim 10^{17}$ GeV，该信号可以被脉冲星定时阵列或空间/地面引力波探测器探测到，从而为探测不可见的轴子模型提供了一个新的窗口。
2018-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Probing axion dark matter with 21cm fluctuations from minihalos
如果对称性破缺诱导轴子发生在膨胀后，大的轴子等曲率扰动可能会出现由于不同的轴子振幅在每个因果断开补丁。这导致了小尺度密度涨落的增强，从而显著影响了结构形成的演化。小晕形成的时代变早，我们估计了那些可以容纳中性氢原子的小晕的丰度，从而产生了21厘米的波动信号。我们发现，未来的射电望远镜，如SKA，可以把简单的温度无关的轴子质量模型的数量级$m_a \gtrsim 10^{-13}$ eV的轴子质量的界限，并可以扩展到数量级$m_a \gtrsim 10^{-8}$ eV的温度相关的轴子质量。
2021-05-19 astro-ph.CO hep-ph
Freeze-in Axion-like Dark Matter
我们提出了一个有趣的希格斯门模型，其中类轴子粒子（ALP）耦合到标准模型部门只有通过希格斯场。ALP由于CP不变性而变得稳定，并且被证明是冻结暗物质的天然候选者，因为它的性质由微扰ALP移位对称性控制。门耦合可以由隐藏的限制规范扇区非微扰地产生，也可以由在ALP位移对称下带电的新轻子辐射地产生。这样的紫外线完成通常涉及CP破坏阶段，这使得ALP不稳定并通过与希格斯玻色子混合而衰变，但可以通过调用额外的对称性以自然的方式充分抑制。
2019-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Active galaxies can make axionic dark energy
活动星系核喷流携带螺旋形磁场，如果暗物质是轴子的，那么它会影响暗物质。这项初步研究表明，在强螺旋磁场的存在下，轴子凝聚体的性质可能会改变，成为暗能量。这样的暗能量可能会影响星系形成和星系动力学，因此在考虑轴子暗物质时不应忽视这种可能性。
2016-10-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Rotating Drops of Axion Dark Matter
我们考虑如何QCD轴子产生的错位机制可以形成银河系暗物质晕。我们记得，静止的、引力稳定的轴子场结构的大小相当于一颗质量为$10^{-13} $太阳质量的小行星（因为梯度压力不足以支撑一个更大的物体）。我们称这种场结构为“液滴”。我们探讨了旋转液滴是否可以更大，并发现它们的质量可以增加10倍。值得注意的是，这个质量与在膨胀后产生的轴子的情况下由未对准轴子产生的微团簇的质量相当。我们推测，今天的错位轴子是以液滴的形式出现的，像小行星的分布一样（而不是作为一个相干振荡的背景场）对暗物质起作用。我们考虑了一些观测到的水滴特征，这些特征似乎与由轴子暗物质组成的星系晕一致。
2016-03-14 astro-ph.CO hep-ph
Axion detection via Topological Casimir Effect
我们提出了一个新的桌面实验配置的直接检测暗物质轴子的质量在$(10^{-6} \rm eV - 10^{-2} \rm eV)$范围内使用非微扰效应在一个系统与非平凡的空间拓扑结构。与大多数直接暗物质轴子探测的文献中发现的依赖于$\dotθ$或$\vec{\nabla}θ$的实验装置不同，我们发现我们的系统原则上对静态$θ\geq 10^{-14}$敏感，并且也可以用于限制基本常数$θ_{\rm QED}$，如果满足某些条件，则该基本常数将成为麦克斯韦系统的基本可观测参数。本文还讨论了当感应电荷$e'$与$θ$成正比，磁势变为非零$e'=-e \fracθ{2π}$的双子时与Witten效应的关系。
2017-08-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Aspects of the Clockwork Axion
发条轴子是指一系列对齐的多轴子模型，导致Peccei-Quinn对称性破缺的尺度和轴子衰变常数的尺度之间的指数层次。发条机制可以将Peccei-Quinn尺度粒子带到对撞机实验的范围内，在这项工作中，我们感兴趣的是宇宙学观测是否对发条机制轴子施加了任何新的约束。如果宇宙再加热到超过佩切-奎因破缺的尺度，那么随之而来的宇宙学相变会产生一个拓扑缺陷网络，它的行为与通常的轴子模型中的弦壁网络有质的不同。我们估计的遗迹丰度的轴子暗物质和暗辐射所产生的轴子发射的缺陷网络，我们推断的Peccei-Quinn打破的规模和质谱的约束。我们发现缺陷对轴子暗物质遗迹丰度的贡献一般可以忽略不计。然而，当Peccei-Quinn对称性破缺的尺度大于$100 \, {\rm TeV}$时，相对论性轴子暗辐射的缺陷产生变得显著，而对$ΔN_{\rm eff}$的测量为这类模型提供了新的探索.
2018-03-19 astro-ph.CO hep-ph
Prospects for Axion Dark Matter Searches at LISA-like Interferometers
本文提出修改LISA-like干涉仪星间激光链路偏振态以探测axion暗物质诱导的双折射效应，利用Sagnac组合推导灵敏度，发现下一代空间干涉仪对$10^{-19} - 10^{-14}~\ ext{eV}$质量的axion-光子耦合具有高灵敏度。
2025-04-03 astro-ph.CO hep-ph
Relic Density of Axion Dark Matter in Standard and Non-Standard Cosmological Scenarios
在这篇硕士论文中，我们研究了轴子暗物质通过所谓的错位机制的生产，考虑到在此期间，宇宙是由一种新的流体，不同于辐射。我们进行了非常详细的分析，今天的振荡温度和遗物密度，分析和数值。我们的研究结果表明，一方面，振荡温度受到非标准宇宙学的强烈影响，影响遗迹密度，另一方面，轴子的能量密度被稀释，因为新流体最终衰变，将熵注入热浴。我们发现预测的参数空间的轴子暗物质为不同的非标准宇宙学，我们展示了它的影响的耦合的轴子到两个光子。
2021-06-14 astro-ph.CO hep-ph
Axion dark matter with thermal friction
在早期宇宙中，轴子场的宇宙学演化可能受到轴子与热化隐扇区耦合引起的热摩擦的显著影响。我们研究了这种热摩擦对轴子暗物质密度及其扰动的影响，当热摩擦超过哈勃摩擦时，直到轴子场开始围绕潜在的最小值振荡。我们表明，在存在相当大的热摩擦，可以有一个指数衰减阶段的轴子场之前的振荡阶段，在此期间的轴子能量密度有效地消散到隐藏的热浴。因此，先前排除的参数区域，由于过度封闭的遗迹轴子密度成为宇宙学上可行的热摩擦。特别是，一个比$μ$ eV轻得多的QCD轴子是可行的，而不需要调整初始失准角。我们还发现热摩擦可以通过多种方式影响轴子暗物质的密度扰动。例如，它可以减轻在暴胀前PQ破坏场景中轴子暗物质上的大尺度等曲率约束，这将使暴胀前轴子暗物质在宽范围的模型参数上与高尺度暴胀相容。在后暴胀PQ破缺的情况下，热摩擦也可以显著改变轴子弦的标度行为，从而改变所得轴子微团的典型尺寸。
2023-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Note on a solution to domain wall problem with the Lazarides-Shafi mechanism in axion dark matter models
轴子是暗物质的一个有希望的候选者。在Peccei-Quinn对称性破缺之后，当宇宙的温度变得与QCD尺度相当时，轴子弦形成并被畴壁附着。这些天体如果寿命很长，可能会造成宇宙学灾难。作为它的一种解决方案，Lazarides-Shafi机制经常通过引入一种新的非阿贝尔（规范）对称性来讨论。我们详细研究了这种机制，并显示字符串和墙壁的配置。即使在早期宇宙中形成了畴壁数大于1的阿贝尔轴子弦，即使没有畴壁，由于Alice弦之间的排斥力，它们中的每一个也会分裂成多个Alice轴子弦。当宇宙冷却下来形成畴壁时，单个爱丽丝弦可以被单个壁连接，因为真空通过非阿贝尔旋转连接，而不改变能量。即使由于在手性相变中的Kibble Zurek机制而产生了由畴壁连接的阿贝尔轴子弦，在畴壁张力的存在下，这样的弦也类似地分裂成由壁连接的多个Alice弦。这样的壁不会形成稳定的网络，因为它们会因壁的张力而坍塌，发射出轴子。
2019-03-28 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark photon relic dark matter production through the dark axion portal
利用最近提出的暗轴子门，提出了一种在早期宇宙中借助轴子（$a$）产生暗光子（$γ'$）的新机制。暗光子是暗区的一种轻规范玻色子，如果它的寿命足够长，它可以成为一种遗迹暗物质。我们考虑的主要过程是由光子介导的Primakoff过程$f a \to f γ'$的变体，这是可能的轴子-光子-暗光子耦合。在早期宇宙中，由于强相互作用的存在，轴子被热化，通过暗轴子门耦合，轴子参与了非热暗光子的产生。它提供了一个双组分的暗物质扇区，轴子暗物质的残余密度亏损问题可以通过暗光子的补偿来解决。暗光子暗物质也可以通过$γ' \to γa$衰变来解决报告的3.5 keV $X$ -射线过剩。
2017-06-02 astro-ph.CO hep-ph
Galaxy Phase-Space Density Data Preclude that Bose-Einstein Condensate be the Total Dark Matter
质量为m ~ 10^{-22} eV的轻标量（如轴子）形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），具有kpc尺度的金斯长度，因此被认为是暗物质（DM）的候选者。我们这里的处理是通用的，独立的粒子物理模型，并适用于所有DM BEC，在平衡或不平衡。两个观测量以一种不可避免的方式严格地约束DM：平均DM密度rho_{DM}和相空间密度Q。现今星系中观测到的rho_{DM}和Q值限制了BEC形成的可能性和DM质量m。这两个约束鲁棒地排除了刚在QCD相变后发生双折射的轴子DM。此外，m ~ 10^{-22} eV的值只能在数万亿个超相对论自由度的情况下才能得到，这在辐射主导时代是不可能实现的。此外，我们发现的轴子真空失调的情况下，产生强烈的热平衡和轴子的质量在这种情况下变成17个数量级太大，重现所观察到的星系结构。此外，我们还考虑了由玻色子量子压力支持的不均匀引力束缚的BEC，独立于任何特定的粒子物理场景。对于一个典型的大小为R ~ kpc，质量为M ~ 10^7 Msun的致密物体，它们明显导致与BEC自由流长度相同的粒子质量m ~ 10^{-22} eV。然而，相空间密度的引力约束BEC的转向是超过60个数量级小于星系的观测值。我们得出结论，BEC的和轴子不能DM粒子。然而，在毫电子伏特尺度的轴子可能是一个相关的暗能量通过零点宇宙量子涨落的来源。
2022-08-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
A detailed exploration of the EDGES 21 cm absorption anomaly and axion-induced cooling
EDGES合作对宇宙黎明时代周围21厘米处强烈吸收特征的观测，通过提出宇宙氢冷却过程中暗物质的新特征，为宇宙学界注入了活力。在最近的一封信中，我们认为，凭借在凝聚相时调解冷却过程的能力，少量的轴子暗物质可以在轴子和轴子类粒子的标准模型的背景下解释这些观察结果。这些轴子和类轴子粒子（ALP）可以通过引力自相互作用而热化，最终形成玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC），于是大规模的长程关联可以产生实验上可观察到的信号。在这种情况下，EDGES的最佳拟合结果有利于在（6，400）meV范围内的轴子状粒子的质量。未来的实验和星系调查，特别是国际轴子天文台（IAXO）和EUCLID，应该有能力直接测试这种情况。在本文中，我们将详细探讨这一机制，并给出某些关键点的更彻底的计算细节。
2021-03-13 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological perturbations for ultra-light axion-like particles in a state of Bose-Einstein condensate
对于像轴子这样的超轻标量粒子，暗物质可以形成具有相干经典波的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）状态，其波长为星系尺度。在质量为$m$的振荡标量场的上下文中，这种BEC描述相当于在$m \gg H$状态下对哈勃时间尺度$H^{-1}$上的场振荡进行积分。我们提供了一个规范不变的广义相对论框架来研究与复标量场相关的自相互作用BEC中的宇宙学扰动。特别是，我们明确地显示从完美的流体BEC的差异，考虑到冷暗物质，重子，辐射作为一个Schutz-Sorkin描述的完美流体。我们还审查了常用的牛顿处理的准静态近似的基础上的扰动深处的哈勃半径的准确性。对于一个标量场，它开始振荡后，物质辐射平等，我们表明，BEC形成后，一个负的自耦合几乎不会导致拉普拉斯不稳定性的BEC密度衬度。这是由于在非相对论BEC描述的有效性范围内，拉普拉斯不稳定性并没有压倒自相互作用的引力不稳定性。我们的分析不适应制度的参数共振，这可能会发生一个大的字段对齐过程中的瞬态时期之前的BEC形成。
2021-03-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stability of Axion Dark Matter-Photon Conversion
已知相干振荡的轴子场是暗物质的候选者。在存在振荡轴子的情况下，光子可以通过参量放大共振产生。宇宙中还存在着宇宙磁场，它是相干的电磁场。在有磁场的情况下，轴子可以转换成光子，反之亦然。因此，研究在同时存在轴子暗物质和磁场的情况下，轴子-光子系统会发生什么是很有趣的。该系统可以看作是一个轴子与光子的耦合系统，其方程中含有Mathieu型项。与传统的Mathieu方程相比，我们发现在磁场的存在下，不稳定性条件发生了变化。稳定与不稳定的分岔点位置发生了移动，出现了新的不稳定带。这是因为共振放大的轴子可以转换为光子，反之亦然。
2020-02-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Relaxing Isocurvature Bounds on String Axion Dark Matter
当暴胀标度很高时，轻标量在暴胀过程中会产生很大的量子涨落，如果暴胀标度足够长，轻标量会产生CDM等曲率扰动，这一扰动受到普朗克数据的严格限制。专注于弦轴子等轻标量，我们表明，热膨胀可以提供足够大的熵产生稀释CDM等曲率扰动。重要的是，有效的稀释是可能的弦轴子，因为有效地没有二次相干振荡诱导结束时的热膨胀，相反的模场。我们还研究了轴子暗物质的生存能力与质量约7千电子伏的起源的3.5千电子伏的X射线线过剩，在存在大熵产生。
2014-06-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Isocurvature Constraints and Anharmonic Effects on QCD Axion Dark Matter
我们重新审视等曲率密度扰动引起的量子波动的轴子场通过扩展最近开发的分析方法和近似的时间依赖的标量势，这使我们能够遵循的演化的轴子，直到它开始振荡。我们发现，随着初始失准角接近山顶的潜力，等曲率扰动变得显着增强，而非高斯参数增加缓慢，但肯定。因此，在轴子暗物质窗口的较小端附近，当轴子衰变常数fa <10 ^10 GeV时，暴胀尺度上的等曲率约束被收紧为Hinf < O（100）GeV。我们还推导出有用的公式的功率谱和非高斯等曲率扰动。
2013-09-26 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Detecting axion dark matter beyond the magnetoquasistatic approximation
本文用有限元方法求解耦合轴子-电磁方程，发现辐射损耗和几何自谐振使磁准静态近似提前失效，并据此提出把轴子探测灵敏度扩展到更高频率。
2022-10-31 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Accurate effective fluid approximation for ultralight axions
超轻轴子在理论上是有趣的和现象学上丰富的暗扇区候选者，但由于它们的快速振荡，很难在宇宙学时间尺度上跟踪它们。我们通过开发一种新的方法来解决这个问题，以有效和准确地进化它们。我们首先构建一个确切的有效流体，在后期匹配的轴子，但在一个简单的方式演变。然后，我们用精心选择的状态方程和声速来近似这种演化。与我们的计划，我们发现，我们可以获得subpercent精度的线性理论抑制的轴子密度波动相对于冷暗物质，甚至没有跟踪一个完整的振荡的轴子场。我们用我们的技术来测试其他的近似方案，并提供一个拟合公式的线性理论中的物质功率谱的传递函数在轴子模型。在现有的宇宙学轴子代码中实现我们的方法是简单的，将有助于释放高精度下一代实验的潜力。
2022-06-24 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting Axion-like Dark Matter with Linearly Polarized Pulsar Light
非相对论性QCD轴子或类轴子粒子是宇宙中冷暗物质最热门的候选者之一。我们提出了用线偏振脉冲星光作为探测器来探测类轴子DM。由于星系轴子DM背景振荡可能引起的双折射效应，脉冲星光穿越星系时，其线偏振角可能随时间变化。与孤子+NFW银河DM密度分布，我们表明，这种策略可以潜在地探测小到$\sim 10^{-13}$ GeV $^{-1}$轴子质量$m_a \sim 10^{-22}-10^{-20}$ eV的轴子光子耦合，给定当前的测量精度。强于CAST（$ \sim 10^{-10}$ GeV $^{-1}$）和SN 1987 A（$ \sim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$）的排阻极限可以分别扩展到$m_a \sim 10^{-18}$ eV和$\sim 10^{-19}$ eV。
2019-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Tracking Dark Energy from Axion-Gauge Field Couplings
我们提出了一个暗能量的玩具模型，其中目前主导宇宙能量密度的自由度由与庞特里亚金密度线性耦合的伪标量“轴子场”$ \text{tr}(F \wedge F)$来描述，即，规范场的陈-西蒙斯形式的外导数。我们假设轴子具有对应于指数势的自相互作用。我们认为，非零磁螺旋的规范场导致慢滚动的轴子在远低于普朗克尺度的字段值。我们的建议提出了一个“跟踪暗能量方案”，其中轴子能量密度对总能量密度的贡献在早期辐射阶段是恒定的（并且很小），直到与规范场的庞特里亚金密度成比例的长期增长项成为主导。轴子场对总能量密度的初始贡献很小，这与观测到的小重子熵比有关。
2016-12-12 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
