Can QCD Axion Stars explain Subaru HSC microlensing?
不可忽略的一部分QCD轴子暗物质可能形成引力束缚的玻色-爱因斯坦凝聚体，通常被称为轴子星或轴子团。这种天体最近被认为是斯巴鲁超级超级相机（HSC）在仙女座星系中进行微透镜搜索所报告的单一候选事件的原因。根据Peccei-Quinn对称性的破缺尺度和暗物质场景的细节，QCD轴子团可能在辐射支配期间通过引力凝聚形成，在轴子微团的致密核心中，或者在原始黑洞周围的轴子微晕中。我们分析了所有这些情况，并得出结论，斯巴鲁HSC调查检测到的微透镜候选人可能不是由QCD轴子星引起的。
2021-11-25 astro-ph.CO hep-ph
Heavy QCD axion dark matter from avoided level crossing
本文提出QCD轴子与惰性轴子混合时，其质量本征态的避免能级交叉可将能量密度几乎完全转移给QCD轴子，从而在更高达meV至eV量级的质量范围内自然产生全部暗物质，为未来直接探测实验提供理论依据。
2023-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Toward the Effective Light and Heavy QCD Axion Scenarios
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太理论物理中心）
本文研究了轻重QCD轴子情景中轴子质量与衰变常数的参数空间，发现质量比相似而衰变常数比相反，并推广到多轴子情况。
2025-12-28 astro-ph.CO hep-ph
Resolving the QCD Axion Domain Wall Problem with a Light Axion
Tohoku University（东北大学）；University of Tokyo（东京大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
通过引入轻轴子，解决QCD轴子的域壁问题，同时保持Peccei-Quinn机制有效，避免强CP问题的重现。
2026-02-24 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
Resonant excitation of the axion field during the QCD phase transition
我们发现，在QCD相变过程中，宇宙膨胀在原始等离子体中产生的绝热涨落通过将轴子从低动量模抽到动量高达$\sqrt{3} m$阶的模而共振激发轴子场，其中$m$是轴子质量.我们导出了受激轴子的动量分布。如果轴子质量大于几个$μ$ eV，那么被激发的冷轴子的分数是一阶的。无论暴胀发生在Peccei-Quinn相变之前还是之后，这种效应都会发生。
2022-02-28 astro-ph.CO hep-ph
Cosmologically safe QCD axion as a present from extra dimension
我们提出了一个QCD轴子模型，通过引入额外的维度解释了PQ对称性的起源和轴子等曲率扰动的抑制。每一个额外的夸克-反夸克对分别存在于膜上，以抑制PQ破缺算符。由于暴胀子和大量标量场之间的相互作用，膨胀后额外维度的大小发生变化，这意味着PQ对称性可以在膨胀期间被彻底打破，以抑制不希望的轴子等曲率波动。
2015-06-17 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes from QCD Axion Bubbles
我们提出了一个方案，其中一个强大的Peccei-Quinn（PQ）对称性破缺在早期宇宙中的初始QCD轴子场值的大的不均匀性的结果，导致非常密集的轴子泡的形成。一些轴子泡随后坍缩成原始黑洞（PBH）。QCD轴子的空间均匀部分解释了宇宙的暗物质，而轴子泡产生的PBH可以解释LIGO事件或超大质量黑洞的种子。有趣的是，PBH的质量是由轴子衰变常数决定的;对于$f_a = 10^{17} (10^{16})$ GeV，PBH的质量大约比$10 (10^4) M_\odot$重。此外，轴子微团簇也是由轴子气泡形成的，比PBH更丰富，并且它们的质量预计会比基于膨胀后PQ对称性自发破缺的通常情况下更重。
2020-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Suppressing the QCD Axion Abundance by Hidden Monopoles
我们研究了隐单极子对QCD轴子动力学的Witten效应，并表明，如果有足够数量的隐单极子，它的丰度以及等曲率扰动可以显着抑制。当暗物质中隐藏的单极子占很大比例时，威滕效应会抑制衰变常数小于$10^{12}$ GeV的轴子的丰度。当Peccei-Quinn对称性在暴胀后自发破缺时，QCD轴子的宇宙学域壁问题也可以避免，放松衰变常数的上限。
2015-11-16 astro-ph.CO hep-ph
The photo-philic QCD axion
我们提出了一个框架，其中的QCD轴子有一个指数大的耦合光子，依赖于“发条”机制。我们讨论了目前和未来的轴子实验的模型的参数空间的影响。除了轴子之外，该模型还预测了大量的伪标量，它们可以在LHC上轻而可观察。在最有利的情况下，轴子暗物质将在多个轴子检测实验中给出信号，并且将在LHC中发现伪标量，从而允许确定模型的大部分参数。
2017-01-30 astro-ph.CO hep-ph
QCD Axion Domain Walls from Super-Cooling First Order Phase Transition
本文探究了NANOGrav信号可能源自的过冷一阶相变如何改变QCD轴子演化，发现其可诱导轴子经历短暂的迷你动力学错配并促使QCD轴子畴壁形成，为轴子存在与引力波信号解释提供新启示。
2025-06-24 astro-ph.CO hep-ph
QCD Axion Dark Matter with a Small Decay Constant
QCD轴子是一个很好的暗物质候选者。观测到的暗物质丰度可能是由未对准或缺陷机制引起的，这通常需要一个轴子衰变常数$f_a \sim \mathcal{O}(10^{11})$ GeV（或更高）。我们介绍了一个新的宇宙学起源的轴子暗物质，参数共振的Peccei-Quinn对称性破缺场的振荡，这需要$f_a \sim (10^8 -10^{11})$ GeV。在大尺度结构中，轴子的温度可能足以偏离冷的暗物质。
2018-07-26 astro-ph.CO hep-ph
QCD Axion Dark Matter from level crossing with refined adiabatic condition
本研究探究双轴子系统的能级交叉现象对QCD轴子与类轴子粒子的影响，推导了与基无关的改进绝热条件并数值验证，确定了暗物质轴子的可行参数区及相关特征关系，还发现QCD轴子热摩擦或被低估、轴子混合模型可实现不同质量的QCD轴子。
2024-12-13 astro-ph.CO hep-ph
New Source for QCD Axion Dark Matter Production: Curvature Induced
İstinye University（伊斯坦耶大学）；Tel-Aviv University（特拉维夫大学）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；The University of Osaka（大阪大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；Universität Hamburg（汉堡大学）；Universitat de València-CSIC（瓦伦西亚大学-西班牙国家研究委员会）；Khon Kaen University（孔敬大学）
本文提出通过曲率扰动与快速滚动背景场的乘积生成QCD轴子暗物质的新机制，并探讨其在暗物质参数空间中的应用及实验验证可能性。
2026-01-09 astro-ph.CO hep-ph
Improved hot dark matter bound on the QCD axion
我们加强了宇宙学的束缚的轴子质量，通过求解动量依赖的玻尔兹曼方程的轴子-π介子散射，并通过使用一个唯象的生产率来自π介子-π介子散射数据，克服了手征微扰理论的故障。利用现有的宇宙学数据，我们得到了$m_a\leq 0.24~\text{eV}$。为了进一步提高边界和利用即将到来的宇宙学调查的范围，需要可靠的非微扰计算以上的QCD交叉。
2022-11-07 astro-ph.CO hep-ph
The Flavor of QCD Axion Dark Matter
本文论证一致的宇宙学历史排除了畴壁和强相互作用遗迹，从而确定了两种强子QCD轴子实现作为可行的暗物质模型，其具有低能下不被抑制的违反味的夸克耦合，使得NA62和KOTO实验能通过探测$K\ ightarrowπ+ a$衰变来检验该暗物质模型。
2023-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Some Properties of Multi-Component Axion Dark Matter
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太地区理论物理国际中心）
该研究探讨了多组分轴子暗物质的性质，揭示了轴子混合后不同组分在暗物质预算中的主导作用，并提出了具有分层质量及衰变常数的轴子框架。
2025-12-29 astro-ph.CO hep-ph
Resonant conversions of QCD axions into hidden axions and suppressed isocurvature perturbations
我们详细研究了MSW类共振转换QCD轴子到隐藏的轴子，包括绝热条件仅勉强满足的情况下，非谐效应是不可忽略的。当共振转换是有效的，QCD轴子丰度被抑制的隐藏和QCD轴子质量比。我们发现，当共振转换是不完整的，由于弱违反绝热性，CDM等曲率扰动可以显着抑制，而非高斯的等曲率扰动一般保持不受抑制。因此，膨胀尺度上的等曲率界限可以通过QCD轴子到隐藏轴子的部分共振转换来放松。
2014-11-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Possible evidence of QCD axion stars in HSC and OGLE microlensing events
本文提出Subaru HSC和OGLE观测到的微透镜候选事件可由质量为地球量级、占暗物质约27%的QCD轴子星同时解释，对应轴子质量在$10^{-9}-10^{-6}$ eV范围内，与实验约束及宇宙学人择窗口一致。
2023-04-07 astro-ph.CO hep-ph
On the Temperature Effects in QCD Axion Mass Mixing
本文研究早期宇宙中两个QCD轴子质量混合的温度效应，提出三种混合情形，重点分析能级交叉现象，揭示混合II与III的根本差异，并讨论其对冷暗物质的意义。
2025-07-07 astro-ph.CO hep-ph
Natural Higgs-flavor-democracy solution of the mu problem of supersymmetry and the QCD axion
我们表明，在超对称理论的层次小亩长期是一个后果的两个相同的对希格斯二重态采取民主形式为他们的质量矩阵。我们简要地讨论了离散对称S2 xS 2民主的质量矩阵。然后，我们表明，有一个近似的Peccei-Quinn对称性，因此，值μ是相关的轴子衰变常数。
2013-06-28 astro-ph.CO hep-ph
The Minimal UV-induced Effective QCD Axion Theory
这种特征性的轴子耦合可以通过标准模型（SM）费米子与高尺度$U(1)$ Peccei-Quinn（PQ）对称性破缺的赝Goldstone之间的有效耦合产生。假设UV诱导的有效算子在PQ对称性破缺之前产生必要的耦合，并且SM的任何低尺度耦合都被限制在Yukawa扇区，可以制定三个最小的自然场景，这提供了在GUT/弦尺度下QCD轴子和介质之间的连接。我们发现，PQ对称性破缺尺度可能约为$10^{15}$ GeV，高于经典QCD暗物质轴子窗口，但如果考虑人择窗口，这是可能的。我们还提出了一个实验来探测这种情况。如果暗物质轴子被发现，他们可能会建议我们生活在一个非典型的哈勃体积。
2022-05-04 astro-ph.CO hep-ph
The QCD Axion and Gravitational Waves in light of NANOGrav results
北美纳赫兹天文台的引力波（NANOGrav）合作最近报告了强有力的证据，随机过程影响12.5年的脉冲星定时残差数据集。我们表明，信号可以解释在一个随机的引力波的背景下发出的网络在早期宇宙的轴子弦。Peccei-Quinn对称性的自发破缺产生了轴子弦网络和模型中的暗物质粒子QCD轴子。我们探讨了一个非标准的宇宙学模型驱动的奇异标量场$ϕ$的影响下的自相互作用势的发展，轴子场开始振荡在修改后的宇宙学，并提供了观测到的暗物质。对于状态方程$w_ϕ< 1/3$，QCD轴子质量比标准宇宙学中预期的要小，而来自轴子弦的GW谱要大。我们评估的参数空间的模型是一致的NANOGrav- $12.5\,$年的检测，这可以解释在95%的限制内的QCD轴子场演化的尘埃类的情况下，以及在68%的限制内的宇宙学与$w_ϕ< 0$。
2021-03-24 astro-ph.CO hep-ph
Thermal QCD Axions across Thresholds
早期宇宙中的热轴子产生会经历几个质量阈值，并且由此产生的速率可能会在它们之间发生显着变化。针对不可见QCD轴子的KSVZ和DFSZ框架，我们对阈值范围内的热产生进行了系统的分析，并给出了光滑的速率结果。QCD的相变是这两类模型的障碍。对于强子KSVZ轴子，我们还处理生产的重色费米子下的Peccei-Quinn对称性收费的质量周围的温度。在DFSZ框架内，标准模型费米子在这种对称性下带电，额外的阈值是重希格斯玻色子质量和电弱相变。我们研究了宇宙学的影响，具体侧重于量化的有效数量的中微子物种的轴子暗辐射，并探讨未来的CMB-S4调查的发现范围。
2021-11-02 astro-ph.CO hep-ph
Light QCD Axion Dark Matter from Double Level Crossings
研究$Z_{\mathcal N}$轴子与类轴子粒子的质量混合中发生的单重和双重能级交叉，发现其能调控$Z_{\mathcal N}$轴子暗物质的遗迹密度，实现增强或抑制。
2024-01-04 astro-ph.CO hep-ph
(Non-)Perturbative Dynamics of a Light QCD Axion: Dark Matter and the Strong CP Problem
Indiana University（印第安纳大学）
研究Z_N QCD轴子的非微扰动力学，揭示其暗物质丰度和强CP问题的解决概率变化。
2026-02-21 astro-ph.CO hep-ph
QCD axion dark matter and the cosmic dipole problem
本文研究了通过引入源于Peccei-Quinn对称性自发破缺的QCD轴子作为暗物质，来解决遥远星系数量计数与CMB推导出的宇宙偶极之间差异问题的可能性。
2023-07-11 astro-ph.CO hep-ph
Statistical Uncertainties of the $N_\text{DW} = 1$ QCD Axion Mass Window from Topological Defects
我们回顾了QCD轴子弦和畴壁模拟的结果，并将相关的不确定性，包括QCD不确定性，传播到轴子遗迹密度的计算中。我们比较了两组不同的研究，并使用宇宙学的约束，进行统计推断后通货膨胀的Peccei-Quinn对称性破缺的情况下的轴子质量窗口。对于暗物质轴子在最近的模拟推断适度的红外主导的光谱，这导致一个中值暗物质轴子质量为0.50 meV，而95%的可信区间在最高的后验密度是0.48和0.52 meV之间。对于另外包括弦畴壁衰变的替代模拟（但对光谱具有不同的总体推断），这些数字为0.22 meV和[0.16，0.27] meV。放宽条件，所有的暗物质的轴子，轴子质量窗口完成的上限约为80 meV，这来自暗辐射的约束。这证实了轴子质量可以相当精确地限制统计不确定性，并进一步要求对模拟中系统不确定性的各种来源进行更详细的分析。
2022-05-11 astro-ph.CO hep-ph
Observable dark radiation from cosmologically safe QCD axion
我们提出了一个QCD轴子模型，它避免了宇宙学畴壁问题，引入了一个整体的SU（3）_f族对称性，我们嵌入了不需要的PQ离散对称性。SU（3）_f和PQ对称性的自发破缺预言了八个NG玻色子和轴子，它们都对宇宙中的暗辐射有贡献。从暗辐射的标准模型预测的推导可以通过未来对CMB波动的观测来观察。我们的模型还预测了一个相当大的异国情调的K介子衰变率，这是勉强符合目前的对撞机数据，并将通过未来的对撞机实验进行测试。
2015-04-16 astro-ph.CO hep-ph
Role of QCD in moduli stabilization during inflation and axion dark matter
研究通过暴胀期间QCD对模势的贡献稳定额外维体积模，使大衰变常数QCD轴子获得质量并实现近零初始振幅，从而由暴胀量子涨落主导轴子数密度，在避免等曲率扰动约束下解释冷暗物质并预测轴子微团或轴子星。
2023-07-27 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes from the QCD axion
我们提出了一种产生原始黑洞（PBH）的机制，它与宇宙膨胀无关，发生在略低于QCD相变的位置。我们的设置依赖于长寿命的弦域壁网络的崩溃，并自然地实现在QCD轴子模型与域壁数$N_{DW}>1$和Peccei-Quinn对称性破缺膨胀后。在我们的框架中，暗物质主要由meV质量范围内的轴子以及一小部分重$M \sim 10^4-10^7 M_\odot$ PBH组成，即$Ω_{\text{PBH}} \gtrsim 10^{-6} Ω_{\text{CDM}} $。后者可在减轻$Λ$清洁发展机制模型在亚银河尺度上的某些缺点方面发挥作用。这种情况在正在进行的轴子搜索以及引力波观测站中都有明显的特征。
2019-02-21 astro-ph.CO hep-ph
QCD axion dark matter from long-lived domain walls during matter domination
Peccei-Quinn机制的畴壁问题可以解决，如果Peccei-Quinn对称性被明确地破缺了一个小的量。畴壁衰变成轴子，这可能解释宇宙的暗物质。然而，这个计划是强烈的限制，过度生产的轴子，除非明确的破缺项的相位进行调整。我们调查的情况下，宇宙是物质占主导地位的周围的温度的兆电子伏规模和畴壁衰变在这个物质占主导地位的时代。我们展示了如何可行的参数空间扩展。
2018-02-02 astro-ph.CO hep-ph
How invisible can QCD axions be? From Supernova emission to Cherenkov signals
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati（意大利国家核物理研究所弗拉斯卡蒂国家实验室）；Dipartimento di Matematica e Fisica, Università Roma Tre（罗马三大学数学与物理系）；Centro de Astrofísica y Física de Altas Energías (CAPA), University of Zaragoza（萨拉戈萨大学天体物理学与高能物理中心）；Department of Chemistry and Physics, Barry University（巴里大学化学与物理系）；Dipartimento di Fisica e Astronomia “Galileo Galilei”, Università di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理与天文系）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）
研究最大程度隐形的QCD轴子，先分析其在超新星中的产生，推导冷却约束并计算发射光谱，再探讨在切伦科夫探测器中的探测前景，目的是建立QCD轴子可探测性下限。
2026-07-15 astro-ph.CO hep-ph
Dark matter from an even lighter QCD axion: trapped misalignment
我们表明，暗物质可以占一个轴子，解决了强CP问题，但比平常轻得多，由于$Z_\mathcal{N}$对称性。从规范QCD轴子到超轻区的整个质量范围都是允许的，有$3\le\mathcal{N}\lesssim65$。这包括第一个提议的“模糊暗物质“QCD轴子与$m_a\sim10^{-22}$电子伏特。由于$Z_{\mathcal{N}}$轴子势的特殊温度依赖性，出现了一种新的失准机制--{ \it陷阱失准}。暗物质遗迹密度的增强是因为轴子场经历了两个阶段的振荡：它首先被困在错误的最小值，这有效地延迟了真正振荡的开始。捕获的错位比这里讨论的设置更普遍，并且可以在高温下出现额外的Peccei-Quinn断裂源时保持。此外，它将被证明，捕获的错位可以动态源最近提出的动力学错位机制。所有的参数空间都在未来几十年的实验项目的范围内。例如，即使是卡斯珀电气的第一阶段也可以发现这个轴子。
2023-02-15 astro-ph.CO hep-ph
Opening up a window on the postinflationary QCD axion
本研究提出PQ标量场与暴胀子的非可重整相互作用可让PQ对称性在暴胀期间保持不破缺，为$f_a>H_I$的暴胀后QCD轴子暗物质打开新参数空间，还可通过早期物质主导进一步扩大参数范围。
2023-06-12 astro-ph.CO hep-ph
Hidden axion dark matter decaying through mixing with QCD axion and the 3.5 keV X-ray line
隐藏的轴子可以通过与QCD轴子的动力学或质量混合耦合到标准模型粒子。我们研究了一个方案，其中一个隐藏的轴子构成的部分或全部的暗物质和通过混合衰变成光子，解释了3.5 keV的X射线线信号。有趣的是，所需的隐藏的轴子暗物质的长寿命可以实现的QCD轴子衰变常数在一个中间尺度，如果混合是足够小的。在这样一个双组分暗物质的情况下，隐藏的轴子的原始密度扰动可能是高度非高斯的，导致来自各种星系团和附近星系的X射线线强度可能分散。我们还讨论了两个轴子的平行和正交排列如何影响它们与规范场的耦合。
2014-08-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological effects of Peccei-Quinn symmetry breaking on QCD axion dark matter
研究了Peccei-Quinn显式破缺对QCD轴子暗物质的宇宙学效应。我们发现，轴子丰度的减少或增加显着取决于初始位置，即使是一个微小的Peccei-Quinn打破，满足实验约束的中子电偶极测量。如果轴子首先开始围绕一个错误的真空振荡，并且如果它被困在那里，直到由于非微扰QCD效应导致假真空消失，它的丰度会显著增加，并且与衰变常数$f_a$无关，正如[JHEP 06（2016）150]中首次指出的那样。因此，即使衰变常数接近恒星冷却参数的下限，由俘获机制产生的轴子也可以解释暗物质。另一方面，如果轴子开始在接近低能真空的势能最小值附近振荡，由于绝热抑制机制，它的丰度会显著降低。这放宽了轴子窗口的上限，使$f_a$的值更大。我们还讨论了如何轴等曲率扰动的Peccei-Quinn破碎项的影响，并表明它可以被抑制在这两个政权。特别地，与传统场景相比，对于$f_a \lesssim 10^{11}{\rm GeV}$，膨胀尺度上的等曲率界限被放宽了许多数量级。
2022-01-03 astro-ph.CO hep-ph
Round Table on Axions and Axion-like Particles
在这篇文章中，基于XIII夸克禁闭和强子谱禁闭会议的圆桌会议上的讨论，我们回顾了QCD轴子的主要性质，更一般地说，类轴子粒子及其在天体物理学和宇宙学中的相关性。在最后一节中，我们描述了寻找QCD轴子和类轴子粒子（ALP）的实验概念。
2019-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Experimental Targets for Photon Couplings of the QCD Axion
QCD轴子与光子的耦合通常被假设为位于一个窄带内，作为轴子质量的函数。我们证明了几个简单的机制，除了已经在文献中的philicic发条轴子，可以显着扩展耦合的允许范围。我们提出的一些机制，推广了KNP对齐的情况下，广泛研究的暴胀模型，一个QCD轴子的现象。特别是，我们提出了KSVZ实现两个轴子KNP对齐和发条机制。这种“限制塔”实现的发条可能证明在各种建模环境中是有用的。我们还表明，动力学混合的QCD轴子与较轻的类轴子粒子可以显着改变QCD轴子的耦合到光子，不同于我们提出的其他模型，允许非量子化的耦合。我们提出的简单模型完全涵盖了实验可以探测到的轴子-光子耦合的范围。他们激励越来越多的轴子探测工作在一个广阔的空间的质量和耦合。
2018-02-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Diluting the inflationary axion fluctuation by a stronger QCD in the early Universe
我们提出了一种新的机制来抑制轴子等曲率扰动，同时产生适量的轴子暗物质，在超对称轴子模型的框架内与超对称破缺引起的轴子尺度。该机制涉及一个中间的相变以产生希格斯μ参数，在此之前，弱标度与轴子标度相当，并且由此产生的较强QCD在一定时期内产生比哈勃标度更重的轴子质量。结合原初暴胀期间哈勃诱导的轴子尺度远高于目前的中间轴子尺度，早期宇宙中较强的QCD将轴子涨落抑制得足够小，即使暴胀哈勃尺度饱和到目前的上界，同时产生一个1阶的轴子失准角。
2015-05-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
QCD Axion Dark Matter from a Late Time Phase Transition
我们调查的可能性，Peccei-Quinn相变发生在远低于对称性破缺尺度的温度。低相变温度在超对称理论中是典型的，其中对称破缺场具有小质量。我们发现在相变之后，QCD轴子大量产生。即使衰变常数比$10^{11}$ GeV低得多，观测到的暗物质丰度也能再现。产生的轴子往往是温暖的。对于某些范围的衰变常数，预测的温暖的结构形成的效果可以证实未来的观测21厘米线。参数空间的一部分需要Peccei-Quinn对称性破缺场和标准模型希格斯粒子之间的混合，并预测了罕见的K介子衰变的可观测速率。
2020-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Searching for the QCD Dark Matter Axion
本文回顾QCD轴子（冷暗物质候选者）的天体物理搜索、理论进展及历史，介绍其搜索现状、未来前景及正在开发的探测技术。
2025-04-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Constraining Axion Dark Matter with Big Bang Nucleosynthesis
我们表明，大爆炸核合成（BBN）显着约束类轴子暗物质。轴子的行为就像一个振荡的QCD $θ$角，在早期宇宙中发生红移，增加了中子冻结时的中子-质子质量差。类轴子粒子与QCD的耦合太强，导致BBN过程中4 He的产生不足，因此被排除在外。BBN边界与大部分参数空间重叠，这些参数空间将被提议的随时间变化的中子EDM搜索所覆盖。QCD轴子的耦合不足以影响BBN。
2014-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Level Crossing between QCD Axion and Axion-Like Particle
我们研究了QCD轴子和类轴子粒子之间的水平交叉，重点是最近发现的现象，轴子轮盘赌，其中类轴子粒子沿着势运行，穿过许多波峰和波谷，直到它被困在一个潜在的最小值。我们进行详细的数值计算，以确定参数空间的轴子轮盘赌发生，并作为一个结果域壁可能形成。没有宇宙弦的畴壁网络实际上是稳定的，它只不过是一场宇宙学灾难。在某些情况下，可以通过引入能量偏置使畴壁不稳定并快速衰减，而不会破坏强CP问题的Peccei-Quinn解。
2015-10-22 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological abundance of the QCD axion coupled to hidden photons
我们研究了量子色动力学轴子与隐光子耦合的宇宙学演化。对于一个中等强度的耦合，轴子场的运动导致了由快子不稳定性产生的隐藏光子的爆炸性产生。我们使用晶格模拟来评估QCD轴子的宇宙学丰度。在这样做时，我们将产生的隐藏光子的反作用的轴子动力学，这在非线性政权变得显着。我们发现，轴子丰度抑制最多${\cal O}(10^{2})$的衰变常数$f_a = 10^{16}$ GeV，相比，没有耦合的情况下。对于足够大的耦合，QCD轴子的运动变得强烈阻尼，结果，轴子丰度增加。我们的结果表明，在一定范围内的耦合到隐藏的光子的轴子衰变常数的宇宙学上限可以放宽几百。
2018-04-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmic strings and domain walls of the QCD quark condensate with and without a hidden axion
本文研究QCD夸克凝聚体形成的轴子型弦-壁系统，指出其独立于隐藏轴子存在并可能主导早期宇宙演化，同时分析了费米子零模、反常流入及其在QCD相变和重离子物理中的意义。
2025-05-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Dark energy, QCD axion, BICEP2, and trans-Planckian decay constant
弦紧化中允许的离散对称性是所有在某个层次上被破坏的全局对称性之母。我们讨论由此产生的伪戈德斯通玻色子，特别是QCD轴子和一个临时的宇宙学常数，和暴胀子。我们还评论了最近的BICEP 2数据的一些影响。
2014-10-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
CP-Conservation in QCD and why only "invisible" Axions work
在强CP问题的解中，窄轴子窗口中的“不可见”轴子被认为是$\barθ$的小性的自然解中剩余的可能性。结合引力对整体对称性的破坏，从理论上讨论了一些有前景的不可见轴子。在所有这些讨论中，包括观测的可能性，宇宙学的约束必须包括在内。
2016-08-25 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
High Quality QCD Axion at Gravitational Wave Observatories
强CP问题的轴子解对Peccei-Quinn破缺贡献非常敏感，而Peccei-Quinn破缺贡献与QCD瞬子不一致。重QCD轴子模型之所以吸引人，是因为它们避免了所谓的“质量问题”。我们表明，通用的实现这个框架可以探测的LIGO-Virgo-KAGRA干涉仪，通过随机引力波（GW）信号源的长寿命的轴子弦域壁网络，以及即将到来的测量中子和质子电偶极子矩。此外，我们提供的预测搜索在未来的GW天文台，这将进一步探索重QCD轴子模型的参数空间。
2022-04-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axionic dark energy and a composite QCD axion
我们讨论的想法，模型无关（MI）的弦论的轴子是典型的暗能量的来源。该方案完成了一个复合QCD轴子从隐藏的部门squark凝聚，可以作为暗物质的候选人。该机制依赖于这样一个事实，即隐藏的扇区异常的复合轴子的贡献是远远小于QCD异常项。这个直观上令人惊讶的场景是基于这样一个事实，即在隐藏扇区尺度$Λ_h$之下，有许多轻的隐藏扇区夸克。简单地说，通过计算工程维数，与QCD反常项相比，隐藏扇区瞬子势可以忽略不计。
2009-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hydrogen Axion Star: Metallic Hydrogen Bound to a QCD Axion BEC
作为冷暗物质的候选者，QCD轴子可能形成玻色-爱因斯坦凝聚体，称为轴子星，质量在$10^{-11}\,M_{\odot}$周围。在本文中，我们指出一个全新的天体，一个氢轴子星（HAS），很可能是由普通重子物质成为引力束缚到轴子星。我们研究了HAS的性质，发现HAS的氢云中心具有较高的压力和温度，可能处于液态金属氢状态。由于轴子星和氢云的粒子数密度都很高，轴子和氢之间微弱的相互作用仍然可以在$10^{13}~\mbox{W}\times(m_a/5~\mbox{meV})^4$周围产生足够的内部能量，使这些物体成为发光的点源。高分辨率的紫外、光学和红外望远镜可以通过黑体辐射发现HAS。
2016-12-01 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
QCD axion and quintessential axion
本文综述了强CP问题的轴子解以及其它强CP解。我们还指出了典型的轴子（quintaxion），由于隐藏扇区夸克质量和中间隐藏扇区尺度的微小比值，其势可以非常平坦。五轴子的候选者应该是弦论的轴子，模型无关的或模型依赖的轴子。
2003-08-07 hep-ph
High scale inflation, model-independent string axion, and QCD axion with domain wall number one
最近的BICEP 2结果表明，宇宙曾经经历过大统一尺度能量密度的真空。隐含的高尺度暴胀使公理系统的拓扑缺陷、弦和畴壁的稀释思想无效。特别地，如果存在畴壁数大于1的畴壁问题，则畴壁是灾难性的。我们认为，弦紧化中的模型无关轴子具有反常U（1）规范对称性，用对称性原理自然地解决了畴壁问题。
2014-09-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Heavy QCD Axion and the Mirror World
我们研究了由最轻、最稳定的镜像粒子--镜像电子的热冻结产生的暗物质的镜像世界，获得了质量为225 GeV的镜像电子的暗物质丰度，将镜像电弱标度固定在$10^8$ GeV附近。这种高度可预测的场景是由轴子实现的，轴子通过耦合到QCD和镜像QCD扇区，充当两个扇区之间的门户。由于镜像强动力学的额外贡献，轴子比标准QCD轴子质量更大。尽管如此，由于QCD和镜像QCD势的对齐，强CP问题被这个“重”轴子解决了。镜像熵通过轴子入口转移到标准模型中，轴子入口解释了镜像胶球衰变产生的过量暗辐射。这种镜像方案有各种各样的信号：（1）在35 GeV附近发生的一阶镜像QCD相变的原始引力波，（2）镜像QED的暗物质自相互作用对大尺度结构的影响，（3）影响宇宙微波背景的暗辐射，以及（4）罕见的K介子衰变，$K^+ \rightarrow (π^+ + \rm{axion})$。前两个信号不依赖于任何基本的自由参数的理论，而后两个依赖于一个单一的自由参数，轴子衰变常数。
2023-02-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
