Axion Dark Matter and Planck favor non-minimal couplings to gravity
对暴胀和等曲率扰动的限制排除了基于QCD轴子的最简单和最通用的暗物质模型。考虑到标量场与引力的非最小动力学耦合，这一图景将发生实质性变化。轴子可以解释观测到的暗物质密度，避免了等曲率波动的过度产生。最后，我们表明，假设同样的非最小动力学耦合的轴子（暗物质）和标准模型希格斯玻色子（暴胀）提供了一个最小的图片早期宇宙学。
2013-12-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The Stochastic Axion Scenario
对于最小QCD轴子模型，一般认为暗物质的过量产生限制了轴子质量高于某个阈值，或者至少如果质量低于该阈值，则必须调整初始失准角。我们证明这是不正确的。在暴胀期间，如果哈勃尺度很低，轴子会趋向于平衡。这意味着最小的QCD轴子可以自然地给出观测到的整个质量范围较低部分的暗物质丰度，低至质量$\sim 10^{-12}$ eV（或$f_a$高至几乎普朗克尺度）。轴子丰度是由膨胀期间场的量子涨落产生的。这种机制产生的冷暗物质的等曲率扰动可以忽略不计。除了QCD轴子之外，这种机制还可以产生宇宙学上丰富的类轴子粒子和其他光场。
2018-08-15 hep-ph hep-th
No Dark Matter Axion During Minimal Higgs Inflation
研究发现最小希格斯膨胀中轴子无法构成大量暗物质，除非在特定引力模型下调整参数。
2025-12-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Swampland, Axions and Minimal Warm Inflation
以前已经注意到，温暖的通货膨胀是一种可能的方式来实现与dS沼泽地边界兼容的通货膨胀模型。但在这些讨论中，热浴动力学通常在很大程度上是不明确的。我们指出，最近推出的arXiv：1910.07525最小温膨胀，其中一个axionic耦合的暴胀导致一个明确的模型的热浴，产生模型的通货膨胀，可以很容易地适应宇宙观测，同时满足德西特沼泽地的界限，以及沼泽地的距离界限和trans-Planckian审查。
2020-05-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Heavy fields and the axion quality problem
引力引起的全局对称性破缺被编码在普朗克抑制算符中的想法不是标度不变的：与引力的UV完成无关的重粒子可以调解破缺，并产生被它们自己的质量标度（部分）抑制的低能算符。这种来自重场的贡献对于最小普朗克抑制算子通常是次显性的，除非后者被禁止，这在基于四维规范对称性的轴子质量问题的解决方案中是常见的。因此，专注于轴子物理学，我调查这种情况，并提出玩具的例子，其中耦合到轴子的重场的非最小扇区产生的运营商，其系数的数量级大于天真的普朗克抑制估计，尽管重力是唯一的来源打破。我还强调，这些玩具模型的关键功能，即几个家庭的重场与家庭依赖的规范收费，已经存在于一些非最小QCD轴子模型，使用axiflaton/flaxion和轻于通常的KSVZ轴子为例。这表明，基于规范对称性的解决方案的轴子质量问题，或任何质量问题，真的，需要描述完整的紫外场景或作出精确的紫外假设。
2022-11-30 hep-ph hep-th
Hierarchical Axion Inflation
我们提出了一种新的场论机制，用于从次普朗克衰变常数产生有效的跨普朗克衰变常数。使用最小的两个轴子和两个轴子衰变常数之间的层次结构足以通过非微扰效应实现暴胀，并且具有最小的调谐。暴胀运动完全保持在次普朗克区域内。我们概述了可能的战略嵌入模型中的弦论设置。
2014-07-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A functional treatment of small instanton-induced axion potentials
本研究提出一种泛函方法，可对任意表示物质内容的$SU(N)$规范理论的轴子势做完整单瞬子计算，构建了$SU(2)$全表示费米子零模作为$SU(N)$的构建单元，并将方法应用于两类超对称模型。
2024-10-31 hep-ph hep-th
A Minimal Sub-Planckian Axion Inflation Model with Large Tensor-to-Scalar Ratio
我们提出了一个最小轴子暴胀模型，它可以产生一个大的张量标量比，同时保持次普朗克。具有$λ|Φ|^4$势的复标量场$Φ$的模通过形式为$(|Φ|/M_{Pl})^{m} F \tilde{F}$的项直接耦合到强耦合扇区的规范场。这产生了在相位中非周期性的电势的最小值。由此产生的通货膨胀模型相当于$ϕ^{4/(m+1)}$混沌通货膨胀模型。对于首阶门型相互作用$Φ^{\dagger}ΦF \tilde{F}$的自然情况，该模型等价于$ϕ^{4/3}$混沌暴胀模型，并预测了张量标量比$r = 16/3N = 0.097$和标量谱指数$n_{s} = 1-5/3N = 0.970$。在整个可观测的暴胀时期，$|Φ|$的值保持亚普朗克，当$λ\sim 1$时，$|Φ| \lesssim 0.01 M_{Pl}$对$N \lesssim 60$。
2015-01-12 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Qualities of axion and LSP in Pati-Salam unification with $Z^R_{4}\times Z_{N}$ symmetry
本文构造了包含最小超对称标准模型和不可见轴子的超对称Pati-Salam（PS）模型。该模型包括两个离散的对称性，$\mathbb{Z}_4^R \times \mathbb{Z}_N$，保持$quality$的偶然Peccei-Quinn（PQ）对称性，从而解决强CP问题。我们要求对$\mathbb{Z}_4^R \times G_{\rm PS}^2$和$ \mathbb{Z}_N \times G_{\rm PS}^2$都满足离散异常条件。PQ场的真空期望值自发地打破了所有离散对称性。如果任何PQ字段在$\mathbb{Z}_4^R$下具有奇数电荷，则违反R奇偶性。我们提出了两个明确的模型，我们称之为一个极小模型的R-奇偶违反是极其抑制，和非极小模型的R-奇偶违反是显着的。在后一种模型中，即使中性伴子是超对称粒子（LSP），它也变得不稳定，此外，还有新的低能矢量态。在这两个例子中，R-宇称破坏被充分抑制，使得质子是稳定的。
2020-09-09 hep-ph hep-th
Flipped Rotating Axion Non-minimally Coupled to Gravity: Baryogenesis and Dark Matter
本文提出类轴子在暴胀后真空流形翻转时发生旋转，通过自发重子产生和后续振荡同时解释重子不对称性与暗物质，并给出 Majoron 实现及参数约束。
2025-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Starobinsky supergravity coupled to dilaton-axion superfield
将具有暴胀子（标量子）和高德斯蒂诺的最小Starobinsky超引力耦合到具有无标度Kähler势和超势的介子-轴子手征超场。Kachru-Kallosh-Linde-Trivedi（KKLT）型机制在超势中存在常数项的情况下被应用于在膨胀期间稳定介子/轴子，并且它被示出导致不稳定性。不稳定性是通过添加替代Fayet-Iliopoulos（FI）项，不导致规范的$R$对称性治愈。其他的稳定机制，Wess-Zumino（WZ）型超势的基础上，也研究了存在的FI项。一个可能的连接到D3-膜也简要讨论。
2020-03-08 gr-qc hep-th
Neutrinos, Axions and Conformal Symmetry
我们证明，在具有右手征中微子和最小放大的标量扇形的标准模型中，共形对称性（以及同时电弱对称性）的辐射破缺会导致轻子数对称性的自发破缺，这自然会产生具有一些不寻常特征的类轴子粒子。这个“轴子”与标准模型粒子，特别是光子和胶子的耦合，完全可以通过共形反常来确定（并且可以计算），它们的微小性与轻中微子质量的微小性直接相关。
2008-09-05 hep-ph hep-th
Big Axions
New York University（纽约大学）
提出“大轴子”模型，通过理论空间中非局域化的U(1)对称性网络的集体自发破缺产生Nambu-Goldstone模式，实现高质量偶然全局对称性，并展示其丰富的拓扑结构及对强CP问题和暗物质的潜在解释。
2026-08-10 hep-ph hep-th
PBH dark matter from axion inflation
受到近似位移对称性的保护，轴子是驱动宇宙暴胀的理想候选者。它们与任何规范理论的陈-西蒙斯项的一般耦合产生了广泛的潜在可观测特征，包括CMB中的等边非高斯，直接引力波探测器范围内的手征引力波和原始黑洞（PBH）。在本文中，我们重新审视这些预测的轴子膨胀模型的非最小耦合到重力。相反的情况下，最低限度的耦合模型，通常预测规模不变的质量分布所产生的PBH在小尺度上，我们展示了如何广泛的峰值PBH光谱自然出现在这种设置。对于特定的参数值，所有的暗物质都可以用PBH来解释。
2017-08-01 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A Fundamental QCD Axion Model
我们构造并研究了QCD轴子的一个基本场论：在无限能量极限下，所有耦合流为零，实现了完全渐近自由（TAF）的情形。一些可观测的量（如新夸克和标量的质量）在低能量下由TAF要求在规范耦合和矢量玻色子质量方面预测。在这里，这种类型的极小模型进行了探讨，轴子扇区下的SU（2）规范群充电和暗光子出现在低能量。该型号可以是TAF，同时具有绝对稳定的真空。
2020-08-05 hep-ph hep-th
Electromagnetic waves in an axion-active relativistic plasma non-minimally coupled to gravity
我们认为宇宙学的应用程序的一个新的自洽系统的方程，占非最小耦合的引力，电磁和赝标量（轴子）领域的相对论等离子体。在de Sitter型各向同性均匀宇宙学模型的框架下，研究了初始各向同性超相对论等离子体与引力场和轴子场耦合时电磁扰动的色散关系.我们分类的纵向和横向电磁模式在轴向活跃的等离子体和波（阻尼，不稳定或运行），和非谐波扰动（阻尼或不稳定）之间的区别。我们表明，对于特殊选择的引导模型参数，轴向激活等离子体中的横向电磁波，与重力的非最小耦合，可以在真空中以小于光速的相速度传播，从而显示了一种新型的共振粒子-波相互作用的可能性。
2013-11-26 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Open string axions and the flavor problem
我们考虑扩展的标准模型的启发交叉D-膜结构，以解决风味质量纹理。我们包括额外的反常规范对称性，和标量场打破他们，并产生Froggatt-Nielsen质量条款。Green-Schwarz轴子被包括在内，以消除混合异常，使模型一致。在低能量下，剩余的反常整体对称性仍然存在，与之相关的伪戈德斯通模式成为物理轴子，它可以被解释为从开弦模式产生的轴子。一般的考虑表明，这样的轴子在D膜模型中非常常见，并且可以与当前的边界完全不相容。天体物理的限制被放置在轴子都包括中微子质量的Froggatt-Nielsen计划，并考虑QCD瞬子贡献的轴子质量。我们发现简单的模型中的轴子衰变常数是在允许的范围内，但只有一个这样的极小模型与此属性是免费的过度微调其他地方。我们还注意到，一般解决CKM矩阵的风味纹理导致解构额外的维度。
2012-04-23 hep-ph hep-th
Gauge coupling jump and small instantons from a large non-minimal coupling
本文研究了大非最小耦合对gauge耦合阈值效应的影响，发现gauge耦合在中间尺度附近跃迁，并可能增强小瞬子贡献，从而影响QCD轴子相关问题。
2024-11-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
A quality-coupling relation in chiral $U(1)_{B-L}$ axion model
City University of Hong Kong（香港城市大学）
本研究构建手征$U(1)_{B-L}$轴子模型，利用复标量真空期望值破缺对称性，推导轴子与规范玻色子、SM费米子的耦合关系，扩展QCD轴子参数空间以提升可检验性。
2026-08-04 hep-ph hep-th
Thermalized Axion Inflation
我们分析了暴胀模型的动力学与耦合的暴胀$ϕ$规范场的形式$ϕF \tilde{F}/f$，在轴子的情况下。已知这会导致规范场指数放大的不稳定性，由参数$ξ= \dotϕ/(2fH)$控制，这会强烈影响宇宙学扰动甚至背景的产生。我们表明，涉及规范场的散射率可以变得大于膨胀率$H$，由于非常大的占领数，并创建一个热浴的温度$T$的粒子在膨胀过程中。在热状态下，能量被转移到更小的尺度上，从根本上改变了这种情况的预测。因此，我们认为，以前的限制$ξ$缓解。如果规范场具有标准模型相互作用，这自然会提供再加热，那么在微扰性约束和反反应发生之前，它们已经在$ξ\gtrsim2.9$处热化。在SM相互作用的情况下（即暗光子），我们发现，规范场和暴胀子扰动热化，如果$ξ\gtrsim3.4$ ;然而，观测需要$ξ\gtrsim6$，这是上面的微扰和反反应的界限，所以需要一个专门的研究。然而，热化之后，由于不稳定性和规范场热质量之间的竞争，系统应该会发生非平凡的演化。如果热质量和不稳定性平衡，我们预期平衡温度为$T_{eq} \simeq ξH/\bar{g}$，其中$\bar{g}$是有效规范耦合。最后，我们估计的频谱扰动，如果$ϕ$是热的，并发现张量标量比抑制$H/(2T)$，如果张量不热化。
2017-11-15 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Monodromic transparency of axion domain walls
本文从非线性耦合视角研究了光与QCD轴子畴壁的相互作用，考虑完整耦合结构重新评估了畴壁摩擦力和双折射性质，并澄清了文献中关于最小大统一理论预测下电磁与色反常特殊相消的结果。
2024-12-19 hep-ph hep-th
Flipped rotating axion: Baryogenesis and Dark Matter
Lancaster University（兰卡斯特大学）
研究通过旁观者类轴子粒子旋转实现重子不对称和暗物质共生成，利用非振荡暴胀模型中轴子与引力的周期性非最小耦合，轴子可自发产生重子不对称并在后期振荡为暗物质，给出避免轴子凝聚体碎片化的非最小耦合条件。
2026-07-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On the Gravitational Origin of the QCD Axion
本文批判性检验引力起源轴子解决强CP问题的可行性，指出仅通过导数耦合标量场与费米子流的模型无法得到满意轴子，并明确量子效应产生引力轴子的必要条件，提出Weyl不变Einstein-Cartan引力是有前景的理论框架。
2025-06-13 gr-qc hep-ph hep-th
Early vs late string networks from a minimal QCD Axion
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；University of Oxford（牛津大学）；University of Liverpool（利物浦大学）；Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Galileo Galilei Institute for theoretical physics, Centro Nazionale INFN di Studi Avanzati（伽利略·伽利莱理论物理研究所，意大利国家高级INFN中心）；INFN Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究院佛罗伦萨分部）；University of Florence（佛罗伦萨大学）
研究最小QCD轴子暗物质新机制，其PQ对称性在特定条件下恢复，通过求解福克 - 普朗克方程等方法，确定相关参数范围，可在低轴子衰变常数下再现暗物质丰度。
2026-07-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Unification of Inflation with Dark Energy in $f(R)$ Gravity and Axion Dark Matter
在这项工作中，我们介绍了一个有效的模型$f(R)$引力包含一个非最小耦合的轴子标量场。轴子场由未对准模型描述，其中原始$U(1)$ Peccei-Quinn对称性在暴胀过程中被破缺，$f(R)$引力由$R^2$模型描述，另外，非最小耦合具有$\sim h(ϕ)R^γ$的形式，其中有$0<γ<0.75$ .通过适当地限制早期的非最小耦合，轴子场保持冻结在其原始真空期望值，$R^2$引力主导了暴胀时代。随着宇宙的膨胀，当PDMATHAMR等于轴子质量PDMATHAMS，并且在$m_a\gg H$的宇宙时间内，轴子场振荡。假设轴子场的演化是缓慢变化的，轴子能量密度的尺度为$ρ_a\sim a^{-3}$，其中$a$是尺度因子，与背景哈勃速率无关，因此表现为冷暗物质。在后期，轴子仍然演变为$ρ_a\sim a^{-3}$，然而哈勃膨胀率，因此宇宙的动力学演化是由包含$\sim R^γ$的高阶导数的项控制的，这些导数与非最小耦合有关，正如我们所证明的，弗里德曼方程在后期的解是近似的德西特演化。后期的德西特哈勃速率标度为$H\sim Λ^{1/2}$，其中$Λ$是理论的积分常数，其允许值非常接近宇宙学常数的当前值。最后，该理论预测了暴胀前的原始刚性时代的存在，在这个时代，轴子的能量密度按$ρ_a\sim a^{-6}$标度。
2019-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Reloading the Axion in a 3-3-1 setup
我们将轴子的概念推广到一个扩展的电弱规范对称性体系。我们提出了Singer-Valle-Schechter（SVS）理论的一个最小轴子扩展，其中标准模型符合$\mathrm{SU(3)_L\otimes U(1)_X}$，族数由异常消去产生，并实现了强CP问题的Peccei-Quinn（PQ）解.中微子质量产生于I型狄拉克跷跷板机制，被SVS和PQ尺度的比率所抑制，这表明在中等SVS尺度下存在新的物理学。新的功能包括一个增强的轴子耦合到光子相比，DFSZ轴子，以及味道改变轴子耦合到夸克。
2020-10-06 hep-ex hep-ph hep-th
Gross-Pitaevskii-Poisson equations with a $ξR ϕ^4$ non-minimal coupling term
本研究通过引入非最小引力耦合项ξRϕ⁴，推导出描述早期结构形成的非相对论方程，以解释引力介导的轴子相互作用。
2026-01-12 gr-qc hep-ex hep-ph
Axions and the Strong CP Problem in M-theory
本文研究了在E_8 × E_8杂化弦论（M-理论）的强耦合极限下，用弦论轴子解决强CP问题的可能性.我们首先讨论了紧化M理论中规范动力学函数的一般特征，并详细研究了弦论轴子非线性U（1）_{PQ}对称性的显破缺而非QCD反常所诱导的轴子势。基于超对称性和离散的规范对称性，我们认为如果紧化半径足够大，那么除了QCD反常之外，还可以存在一个U（1）_{PQ}-对称，不管它的微观起源是什么，它的破缺都被抑制到足以使轴子机制起作用。如此大半径的唯象可行性关键取决于规范动力学函数中的量子化系数。我们注意到，大半径所需的轴子机制是可行的，只有在有限的一类模型。例如，对于第二E_8场强为零的光滑Calabi-Yau流形上的紧化，只有当M-理论中的反对称张量场的量子化通量具有最小非零值时，紧化才是可行的。还强调，这种大的紧化半径允许M-理论中的QCD轴子在存在后期熵产生的情况下在宇宙学上是可行的。
1997-06-25 hep-ph hep-th
Bubbling 1/2 BPS solutions of minimal six-dimensional supergravity
我们继续我们以前的分析（hep-th/0412045）的1/2 BPS的解决方案，以最小的6d超引力的冒泡形式。我们表明，通过在T^2环面约化中打开轴子场，在S^1 x S^1约化的情况下存在的约束F \wedge F被放松。我们证明了四维玻色场论的约化是相容的，它的内容是度规、规范场、两个标量和一个赝标量（轴子）。此外，当提升到六维最小超引力时，这些简化代表了人们所追求的1/2 BPS起泡解族。
2004-12-21 hep-th
Peccei-Quinn Inflation at the Pole and Axion Kinetic Misalignment
本文提出在 PQ 场动能项极点附近实现慢滚暴胀，利用 PQ 破坏势赋予轴子初始速度，通过动力学错位机制在较小衰变常数下解释 QCD 轴子遗迹密度，并预言可在未来 CMB 实验中检验的暗辐射信号。
2024-05-01 hep-ph hep-th
High Quality QCD Axion in the Standard Model
Kavli IPMU (WPI), UTIAS, University of Tokyo（东京大学）；Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）
本文提出基于标准模型内部结构的离散对称性$\mathbb Z_4 \times \mathbb Z_3$，预测高质量QCD轴子，同时解释中微子质量、重子不对称性和暗物质。
2026-03-04 hep-ex hep-ph hep-th
QCD Axion Strings or Seeds?
本研究聚焦最小KSVZ轴子模型，采用希格斯场有效理论方法，探究QCD轴子弦对电弱对称性破缺动力学的影响，明确了其作为相变种子的作用机制及对应的耦合参数范围。
2024-10-18 hep-ph hep-th
Fermionic Spectral Functions in a Two-Current Gubser-Rocha Model with Axion Momentum Relaxation
Institute of Particle Physics and Key Laboratory of Quark and Lepton Physics (MOS), Central China Normal University（粒子物理研究所和夸克与轻子物理重点实验室（教育部），华中师范大学）
该研究在具有轴子动量弛豫的双电流Gubser-Rocha模型中，分析不同非最小费米子耦合通道对费米子谱函数的影响，阐明了电流混合等因素对全息费米子激发的重塑作用。
2026-10-09 cond-mat.str-el hep-th
Effective Theory Approach for Axion Wormholes
本文用有效场论方法分析轴子理论中的欧几里得虫洞，获得多种复标量模型下的非微扰瞬子及虫洞作用解析式，并揭示其对轴子质量问题的引力影响。
2024-06-20 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Identifying metric spinor phase with axion field from axion-fermion coupling and Weyl-Peccei Quinn spin transformations
文献[1]用Maxwell理论确定了Infeld-vanderWaerden γ-形式的度规旋量相位和轴子场。由于轴子与费米子耦合，我们将研究狄拉克理论，以扩展[1]中给出的工作，表明再次将该相位与轴子等同起来是可能的。通过寻找一个精确的标识，我们将工作的自旋变换，以适应手征旋转，从而表明度规旋量相位的行为完全需要的轴子场。我们还将研究狄拉克-麦克斯韦系统，它提供了一个最小的拉格朗日方法的轴子经典部门，最后，我们将获得一个明确的2旋量描述的磁粒子和它的电荷。
2020-01-23 hep-th physics.gen-ph
Primordial Gravitational Waves in non-Minimally Coupled Chromo-Natural Inflation
我们考虑类轴子粒子通过Chern-Simons项耦合到SU（2）规范扇区驱动的暴胀。这种情况被称为色球自然膨胀，与CMB的观测结果相矛盾。为了弥补这一事实，并保持对称性和有趣的引力波现象所表现出的模型，我们探讨了非最小耦合的轴子暴胀的爱因斯坦张量。我们确定的参数空间区域对应于一个可行的宇宙学在CMB尺度。我们还强调了一个大的手征引力波信号在小尺度的可能性。这对于引力波干涉仪来说是特别有意义的。
2023-03-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Minimal Warm Inflation
本文提出一种基于暴胀子与规范玻色子类轴子耦合的最小暖暴胀模型，指出该耦合产生的热摩擦可显著改变暴胀动力学，抑制张量标量比并预测独特非高斯性，同时避免热反作用问题。
2023-09-16 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmological Problems with Multiple Axion-like Fields
在满足暗物质密度和等曲率涨落的电流约束的同时，要获得QCD轴子，需要对Peccei-Quinn破缺尺度$f_a > 10^{12}$ GeV的暴胀参数或轴子失准角（或两者）进行非最小的微调.为了测量具有许多类轴子场的模型在类似的破缺尺度和质量下的调谐程度，就像在包括QCD轴子的弦理论模型中可能发生的那样，我们引入了一个品质因数${\cal F}$，它测量允许参数空间的分数体积：慢滚参数$ε$和每个轴子失准角的乘积，$θ_0$。对于单个轴子，需要$\mathcal{F} \lesssim 10^{-11}$以避免与观测值冲突。我们表明，微调的$\mathcal{F}$成为指数更极端的情况下，众多的轴子类字段。人择参数是不足以解释微调，因为大部分的人择允许的参数空间被观测排除的限制宇宙微波背景isocurvature模式。因此，这种调整对弦论模型与轻轴子和暴胀宇宙学的兼容性提出了挑战。
2009-11-03 astro-ph.CO hep-ph hep-th
No Warm Inflation From a Vanilla Axion
本文证明具有离散位移对称性的普通轴子无法实现热摩擦主导的强暖慢滚暴胀，仅弱状态可能但受超普朗克衰变常数困扰，并讨论非最小及类轴子模型。
2025-10-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Large Nongaussianity in Axion Inflation
暴胀范式在现象学上取得了成功，然而，仍然缺乏一个令人信服的粒子物理实现。关键的障碍是，一个适当的平坦的标量势的要求是敏感的紫外线（UV）物理。轴子是最有动机的暴胀子候选者之一，因为它们的势的平坦性自然受到移位对称性的保护。我们重新考虑了轴子暴胀中的宇宙学扰动，一致地解释了与规范场\tilde{F}的耦合，这在这些模型中普遍存在。这种耦合导致了规范量子的产生，这提供了暴胀子涨落的新来源，δ π。当轴子衰变常数< 10^{-2} M_p时，这种效应通常超过真空的标准涨落，并使当前观测到的CMB各向异性的非高斯性界限饱和。由于次普朗克值的衰变常数是典型的具体实现，承认UV完成（如N-膨胀和轴子monodromy），我们得出结论，大nongaussianity很容易获得非常小的和自然的实现通货膨胀。
2010-12-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axionic Wormholes in Metric-Affine Gravity
Hiroshima University（广岛大学）
本文在度量仿射引力框架下研究轴子虫洞作为显式U(1)对称性破坏的来源，通过非最小耦合Holst和Nieh-Yan项增强虫洞作用量，缓解轴子质量问题，并扩大可行参数空间以兼容暴胀约束。
2026-09-17 gr-qc hep-ph hep-th
High Reheating Temperature without Axion Domain Walls
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；City University of Hong Kong（香港城市大学）；Wuhan University（武汉大学）
该研究提出了一种无需轴子域壁的PQ对称性打破机制，通过高温度下的标量相互作用实现，解决了等 curvature问题并允许高再加热温度。
2026-01-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Kinetic Axion Dark Matter in String Corrected $f(R)$ Gravity
在轴子标量场主要构成宇宙中的暗物质的假设下，本文将动力学轴子$R^2$引力的形式推广到包含与轴子场非极小耦合的Gauss-Bonnet项。正如我们所证明的，这个非平凡的高斯-邦纳项对暴胀现象和动力学轴子场景有着巨大的影响。具体地说，在我们的形式主义的背景下，在暴胀时代结束时，动力学轴子不再是动力学主导的，因为$\dotϕ\simeq 0$条件在理论中自然出现。因此，与动力学轴子$R^2$引力的情况不同，高斯-邦尼特修正的动力学轴子$R^2$引力导致了一个没有进一步延长的暴胀时代，而再加热时代在暴胀时代之后开始，由$R^2$波动驱动。
2023-02-14 gr-qc hep-th
Gauge-flation Vs Chromo-Natural Inflation
规范场暴胀（英语：Gauge-flation），非阿贝尔规范场暴胀，在arXiv：1102.1513中被引入，并在arXiv：1102.1932中被更彻底地分析，是一个由非阿贝尔规范场驱动的暴胀模型，它与爱因斯坦引力最小耦合。在这个模型中，某些旋转不变的规范场组合起着暴胀子的作用。最近，arXiv：1202.2366提出了色自然暴胀模型，它除了包含非阿贝尔规范场外，还包含一个轴子场。在这个简短的说明中，我们表明，涉及轴子的模型，确实允许各种慢滚轨迹的不同值的参数：一个特定的轨迹讨论在arXiv：1202.2366从一个“小轴子”区域开始，而在arXiv：1102.1513考虑的轨迹对应于一个“大轴子”区域。
2012-03-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Cosmology of Gravi-Axions
Brown University（布朗大学）；New York University（纽约大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
该研究探讨了引力轴ions作为暗物质和暗能量的宇宙学角色，通过非微扰机制生成质量项，并讨论其在不同宇宙学场景中的行为。
2025-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
$F(R)$ Gravity with an Axion-like Particle: Dynamics, Gravity Waves, Late and Early-time Phenomenology
在这项工作中，我们研究了标量- $F(R)$引力包含一个非最小耦合的标量曲率的几个理论和唯象的影响。这种模型是轴子- $F(R)$引力模型的推广，因此我们将研究后者理论的几个含义。首先，我们详细研究了该模型的爱因斯坦框架图，并讨论了宇宙学系统的动力学。通过适当地使用运动方程，我们证明了任意的宇宙演化是可以实现的。此外，我们研究的引力波的理论，我们表明，它们的传播速度是相同的$F(R)$重力，但有可能增强或耗散的引力波，一个效果非常类似的重力波在粘性流体中的传播。最后，我们研究能量动量张量，并研究与之相关的哪些量是守恒的。我们还提出了辐射支配时代的轴子标量场的标量曲率的非最小耦合的约束。
2019-07-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion bremsstrahlung from collisions of global strings
本文计算了两个直球弦碰撞中的轴子辐射。弦假定处于未激发的基态，相互倾斜，并在平行平面内运动。当弦之间的最小分离点移动得比光速快时，辐射就产生了。这种效应表现出典型的切伦科夫性质。令人惊讶的是，它允许在2+1电动力学中的点电荷碰撞下的韧致辐射的另一种解释。这可以通过适当的世界表重新参数化和降维来证明。宇宙学估计表明，我们的机制产生的轴子生产可比的振荡弦环，并可能导致进一步的限制轴子窗口。
2003-10-24 astro-ph gr-qc hep-th
Aspects of Axion $F(R)$ Gravity
本文简要回顾了轴子$F(R)$引力理论的最新进展。轴子场是弦论起源的理论粒子，是低质量粒子暗物质的完美候选者。在这篇综述中，我们提出了如何一个可行的暴胀现象和一个可行的后期演化可以描述的轴子$F(R)$引力理论，其中的$F(R)$引力部分可以驱动在一个几何方式的暴胀和后期时代，和轴子场的行为作为暗物质，其能量密度PDMATHAMN行为作为一个函数的比例因子为$ρ_a\sim a^{-3}$。我们还简要讨论了非平凡轴子Chern-Simons耦合对$R^2$模型暴胀现象的影响。最后，我们简要地讨论了轴子场与曲率的非最小耦合对中子星的影响，以及重力波在Chern-Simons轴子引力中的传播。
2020-03-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Axion dark matter from Higgs inflation with an intermediate $H_*$
为了容纳QCD轴子作为暗物质（DM）在模型中，其中Peccei-Quinn（PQ）对称性被打破之前结束的通货膨胀，一个相对较低的规模的通货膨胀，以避免边界DM等曲率波动，$H_* \lesssim \mathcal{O}(10^9)\,$ GeV。我们构建了一个简单的模型，其中标准模型希格斯场是非最小耦合到Palatini引力和作为暴胀子，导致膨胀$H_* \sim 10^8\,$ GeV的规模。当PQ对称性破缺的能量尺度远大于暴胀的尺度时，我们发现，在这种情况下，对于四次希格斯自耦合$λ_ϕ= 0.1$，构成所有DM的轴子所需的轴子质量是$m_0 \lesssim 0.05{\rm \,μeV}$，这对应于PQ破缺尺度$v_σ\gtrsim 10^{14}\,$ GeV和张量标量比$r \sim 10^{-12}$。因此，未来对相关QCD轴子质量尺度敏感的实验可以揭示宇宙在暴胀结束之前的物理学。
2019-08-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Axion-dilaton-modulus gravity theory of Brans-Dicke-type and conformal symmetry
本文在Brans-Dicke型引力的轴子-介子-模理论中研究共形对称性。一般保形对称性和物理单位变换下的不变性之间的区别。研究了考虑电磁相互作用的量子费米子（轻子）模时该理论的共形对称度。基于测量单位的一般变换下的物理定律的不变性的要求，参数给出了一个点，在一个物质的行动与非最小耦合的物质场作为最可行的描述的世界范围内的模型研究。得到的结果的几何意义进行了讨论。
2000-10-18 gr-qc hep-th
Standard Model-Axion-Seesaw-Higgs Portal Inflation. Five problems of particle physics and cosmology solved in one stroke
我们提出了一个最小的标准模型（SM）的扩展，提供了一个一致的图片粒子物理从电弱尺度到普朗克尺度和宇宙学从通货膨胀到今天。三个右手中微子$N_i$，一个新的色三重态$Q$和一个复的SM-单重态标量$σ$，它们的真空期望值$v_σ\sim 10^{11}$ GeV同时破缺轻子数和Peccei-Quinn对称性。在低能量下，模型简化为SM，增加了跷跷板产生的中微子质量和混合，加上轴子。后者解决了强CP问题，并解释了宇宙中的冷暗物质。暴胀子由$σ$和SM希格斯粒子的混合物组成，暴胀后宇宙的再加热通过希格斯入口进行。重子发生是通过热瘦生进行的。因此，在这个统一的标准模型-轴子-跷跷板-希格斯门暴胀（SMASH）模型中，粒子物理学和宇宙学的五个基本问题被一举解决。它可以通过即将进行的宇宙微波背景和轴子暗物质实验进行决定性的探测。
2017-07-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
What is the Magnetic Weak Gravity Conjecture for Axions?
电弱引力猜想要求具有大衰减常数$f$的轴子与轻瞬子耦合。由此产生的大的瞬时修正对自然暴胀造成了问题。我们探讨了另一种论点的基础上的磁性弱引力猜想的轴子，我们试图使更精确。粗略地说，它要求在有效理论中存在与对偶2-形式场耦合的最小带电弦。最天真的是，这样的大- $f$弦弯曲空间太多，不能作为静态解存在，因此排除了大- $f$轴子。更保守地说，人们可能会允许非静态弦解扮演所需带电物体的角色。在这种情况下，拓扑暴胀将拯救超普朗克轴子。此外，在基于两个亚普朗克轴子的低能有效理论中，可能出现一个大的- $f$轴子。由此产生的有效弦是由几个基本弦和畴壁构建的复合对象。它可能满足也可能不满足磁性弱引力猜想，这取决于后者被解释得有多严格，以及这个复合物体的宇宙动力学，这仍然有待完全理解。最后，我们回想一下，在余维1的情况下，大场膜暴胀是天真地可能的。我们展示了如何弦理论的反作用关闭这个明显的漏洞大- $f$（非周期性）的伪轴子。
2017-03-28 gr-qc hep-th
