Axion braneworld cosmology
我们研究了在一个5D宇宙中的轴子宇宙学，在平坦和弯曲的额外维度的情况下。理论预测和观测之间的比较限制了5D轴子衰变常数和5D普朗克质量，这在建立5D轴子模型时必须考虑。本文提出的框架可以很容易地应用到膜宇宙中的其他体场。
2009-03-26 hep-ph
Early dark energy by dark Higgs, and axion-induced non-thermal trapping
我们提出了一个新的方案，早期暗能量（EDE）与暗希格斯被困在原点。为了保持这种暗希格斯粒子被捕获，直到物质辐射相等，我们使用由轴子相干振荡产生的非热暗光子，其捕获效果比热质量强得多。当捕获结束时，暗希格斯玻色子迅速衰变为暗光子，然后作为辐射红移。对于普通的墨西哥帽势，暗希格斯粒子的EDE方案非常适用，并且暗希格斯粒子自然从一开始就位于原点，因为它是能量增强点。因此，与轴子EDE不同，不需要精心设计势或相对于初始条件进行微调。有趣的是，轴子不仅产生暗光子，还解释了暗物质。我们发现可行的参数区域的轴子衰变常数和轴子质量的暗物质和$H_0$张力可以同时解释。我们还讨论了轴子-光子耦合时轴子的可探测性，并证明了轴子可以是QCD轴子。
2022-09-02 astro-ph.CO hep-ph
Axion cosmology in the presence of non-trivial Nambu-Goldstone modes
考虑到动力学赝Nambu-Goldstone模的影响，重新研究了轴子宇宙学，最近指出了它的重要性。当Peccei-Quinn（PQ）对称性被手征U（1）单重态破缺时，动力学Nambu-Goldstone模的作用使轴子暗物质不成立.当PQ对称性被扩展并被两个单线态打破时，我们发现轴子宇宙学是可行的，但与文献中研究的轴子宇宙学有几点不同。不同之处在于：（1）普通类型的暗物质标度为$1/{\rm cosmic \; scale\; factor}^3$，它产生于模场，而不是通常的角场;（2）超轻范围内的暗物质量子质量，$(10^{-32} \sim 10^{-14})\,$ eV;（3）暗能量的出现与目前的有序密度有关（几meV）$^4$与观测一致，（4）存在一个长范围的自旋相关力，（5）当引入共形耦合到重力时，PQ对称性破缺后的慢卷膨胀。
2022-04-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Axions as Dark Matter Particles
我们回顾了轴子作为暗物质的现状。动机，模型，约束和实验搜索概述。轴子仍然是暗物质的一个很好的候选者，未来的实验，特别是轴子暗物质实验（ADMX），将覆盖轴子参数空间的很大一部分。
2009-04-21 astro-ph.CO hep-ph
Axion Cosmology
1.热轴子2.第三章.第四章域墙问题第五章.第六章.轴子等曲率扰动
2006-11-10 astro-ph hep-ph
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
Reheating-Induced Axion Dark Matter After Low Scale Inflation
轴子和暴胀子之间的动力学混合允许产生轴子暗物质，即使暴胀哈勃尺度小于零温度轴子质量。我们分析了这个最近发现的“inflaxion”框架中的轴子动力学，并提出了一个新的宇宙学的情况下，轴子漂移远离其真空期间的再加热时代，引起了观察到的暗物质丰度。我们讨论了量子色动力学的轴子和类轴子粒子的影响。
2020-09-09 astro-ph.CO hep-ph
Axion Cosmology with its Scalar Superpartner
在超对称理论中，佩西-奎因对称性作为超势的对称性有一个复杂的扩展，因此标量势总是有一个几乎平坦的方向，即量子。讨论了轴子的相干振荡对轴子宇宙学的影响。我们强调，介子衰变，如果它的主导模式是不进入轴子，释放大熵在宇宙的演化稀释轴子能量密度的后期，衰变常数的上限被提高到约$10^{15}$ GeV。M-理论轴子的情况下也进行了讨论。
1998-03-06 hep-ph
Cosmology of Radiatively Generated Axion Scale
本文讨论了超对称轴子模型的一些宇宙学方面，其中轴子尺度是辐射产生的弱尺度和普朗克尺度。它们包括热膨胀，由振荡Peccei-Quinn平子衰变产生的轴子，晚期重子生成，以及在热膨胀场景中提高轴子尺度的宇宙学上限的可能性。
1997-01-05 hep-ph
The Supersymmetric Axion and Cosmology
在这个讲座中，我们回顾了几个与轴子有关的宇宙学问题。Axion解决了强CP问题，是暗物质的一个很好的候选者。在超对称扁平方向轴子模型中，讨论了由WMAP观测到的CMBR中等曲率起伏分数和畴壁问题所引起的极限。
2005-05-13 hep-ph
Cosmology and direct detection of the Dark Axion Portal
暗轴子门户提供了一个暗物质（DM）模型，其中暗光子$γ^\prime$和轴子$a$都可以对当今DM的丰度做出贡献。我们研究的参数空间的暗轴子门户精确定位区域的参数空间，$γ^\prime$和$a$可以产生足够的丰度占宇宙DM密度，同时仍然是可检测的计划直接检测和轴子晕镜实验。特别是，我们探讨的eV级暗光子在黑暗的轴子门户网站的生产，考虑到可能的动力学混合之间的黑暗和可见光子，这是必不可少的暗光子通过吸收直接搜索检测。我们发现，非零动力学混合一般不会破坏模型的现象，使轴子和暗光子稳定。可行的生产机制指向暗光子的次主导人口构成DM的$\lesssim 10\%$，其余的由轴子DM。质量范围为$m_{γ^\prime} \sim 20-200\,\mathrm{eV}$的暗光子和质量范围为$m_a \sim 30 - 400\,μ\mathrm{eV}$的轴子可能在暗轴子门户中以这些丰度自洽地产生，并且在未来的直接搜索范围内。
2022-02-03 astro-ph.CO hep-ph
Resonant instability of axionic dark matter clumps
轴子是暗物质粒子的热门候选者。轴子暗物质可以形成玻色-爱因斯坦凝聚体，并且可以被引力束缚以形成轴子团块。在频率为$ω=m_{a}/2$的电磁波的存在下，其中$m_{a}$是轴子质量，可能发生共振增强，导致轴子团的不稳定性。本文用解析和数值方法研究了无限大均匀质量分布和有限边界分布的轴对称暗物质团簇的共振不稳定性。在考虑了引力红移和等离子体效应等实际天体物理环境后，我们得到了一个在轴子密度-团簇尺寸参数空间中的不稳定区域，该不稳定区域具有一定的质量和轴子耦合.特别是，我们表明，由QCD轴子在平衡状态下形成的轴子团块，不会发生共振不稳定性。
2020-06-20 astro-ph.CO hep-ph
Axion dark matter and the 21-cm signal
参考文献[1]表明，冷的暗物质轴子与重子热接触，因此在轴子之间热化并形成玻色-爱因斯坦凝聚体后不久就冷却了重子。最近由EDGES合作组观测到的宇宙黎明时重子温度低于“标准”假设下的预期，这被解释为暗物质是轴子的新证据，至少部分是这样。发现由暗物质轴子引起的重子冷却与观测到的重子声学振荡是一致的。
2018-08-01 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
Electroweak Axion as the Fuzzy Dark Matter -- A Proposal for the Mixed Fuzzy and Cold Dark Matters
电弱轴子与质量为$m\simeq 10^{-20}$ -- $10^{-19}\,{\rm eV}$的模糊暗物质相同。该模型预测了暗物质的两种成分，一种是超轻物质，另一种是类似WIMP的物质。预言了模糊暗物质与光子之间的Chern-Simons型相互作用和质子的$B+L$破缺衰变。
2022-11-29 astro-ph.CO hep-ph
Finite Temperature Effects and Axion Cosmology
我们调查的影响有限温度效应的轴子在宇宙学的背景下。衰变常数的温度依赖性的模型类似于π介子。对于这里考虑的两个有趣的情况下，我们发现，温度的影响导致相关的详细和精确的丰度和速率计算的变化。我们还发现，轴子去耦温度开始显示较大的值的轴子衰减常数的大偏差。
2006-05-08 astro-ph hep-ph
Axion Cosmology with Multi-Branch Yang-Mills
本文提出轴子宇宙学中多分支杨-米尔斯结构在轴子获质量时的关键作用，揭示新的相变、反弹气泡等现象，为轴子宇宙学提供新预测。
2025-11-24 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion dark matter: strings and their cores
轴子是一个很好的暗物质候选者，如果PQ对称性破缺发生在暴胀之后，应该可以对轴子质量和轴子暗物质密度之间的关系做出清晰的预测。我们表明，轴子（或其他全球性）弦网络在3D网络密度依赖于弦分离核心的比例。这个对数在轴子宇宙学中比我们在数值模拟中所能达到的大10倍左右。我们模拟了早期宇宙中的轴子生产，发现对于我们可以实现的分离到核心的比率，网络密度的变化对轴子生产效率的影响很小。
2015-08-31 astro-ph.CO hep-ph
The Cosmophenomenology of Axionic Dark Radiation
相对论性轴子是暗辐射的好候选者，因为有越来越多的观测线索。重场的原始衰变产生的轴子与热化物质相比是超能量的，并且非弹性轴子-物质散射可以与$E_{CoM} \gg T_γ$一起发生，从而访问许多在标准宇宙学中否则运动学禁止的有趣过程。BBN期间轴子-光子散射到夸克和轻子中影响轻元素丰度，以及$^4$过量产生的界限He限制了轴子衰变常数和再加热温度的组合。对于超对称模型，轴子散射到可见扇区超伴子中可以直接在$T_γ \ll T_{freezeout}$产生暗物质。大多数轴子--或任何其他来自模衰变的暗辐射候选者--今天仍然作为宇宙轴子背景与$E_{axion} \sim \mathcal{O}(100) eV$和$\sim 10^6 cm^{-2} s^{-1}$的通量徘徊。
2014-12-01 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter and Baryon Asymmetry from Monopole-Axion Interactions
Indiana University（印第安纳大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；Boston University（波士顿大学）；Harvard University（哈佛大学）
提出一种新机制，通过旋转轴子与暗磁单极的相互作用耗散轴子动能，同时解释暗物质密度和重子不对称性，预测轴子衰变常数低于10^9 GeV。
2026-06-03 astro-ph.CO hep-ph
QCD Axion and Dark Energy
弦允许的离散对称性是低能下可接受的有效整体对称性之母。在此基础上，我们讨论了暗能量、量子色动力学轴子和暴胀现象，并对最近的BICEP 2数据进行了一些推测。
2014-09-11 astro-ph.CO hep-ph
The 7 keV axion dark matter and the X-ray line signal
我们提出了一个方案，其中的saxion主导的能量密度的宇宙和重新加热的标准模型部门通过超对称耦合，而它的轴子伙伴有助于暗物质衰变成光子通过相同的运营商在超对称。有趣的是，对于轴子质量$m_a \simeq 7$ keV和衰变常数$f_a \simeq 10^{14-15}$ GeV，最近发现的X射线线在$3.5$ keV的XMM牛顿X射线观测数据可以解释。我们讨论了不同的宇宙学方面的$7$千电子伏的轴子暗物质，如生产的轴子暗物质，轴子衰变过程，热暗物质和等曲率约束的轴子暗物质，和可能的重子生成的情况。
2014-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Axion Dark Radiation: Hubble Tension and Hyper-kamiokande Neutrino Experiment
在这项工作中，我们研究了一个超对称轴子模型的暗扇区，包括晚衰变的引力子/轴子暗物质和轴子暗辐射。在早期宇宙中，轴子的标量超伴子（saxion）的衰变会产生大量的熵。附加熵不仅可以稀释引力子/轴子暗物质的残余密度，避免宇宙的过封闭，而且可以放松对暴胀后再加热温度$T_{R}$的约束。同时，由介子衰变产生的轴子暗辐射将增加中微子种类$N_{\rm eff}$的有效数量，这有助于降低宇宙学哈勃张力。在宇宙晚期，长寿命的引力子/轴子暗物质的衰变产生了具有MeV量级动能的轴子。我们研究了在中微子实验中通过逆Primakoff过程$a+A \to γ+ A$寻找高能轴子的可能性。
2022-04-15 astro-ph.CO hep-ph
Axions and Dark Matter
暗物质构成了宇宙总能量密度的大约$23\%$，但除了它应该是由冷的和弱相互作用的粒子组成之外，它的性质仍然知之甚少。许多超越标准模型的理论可以提供合适的候选者作为暗物质和轴子引入解决强CP问题被证明是一个有吸引力的。在本文中，我们简要地回顾了轴子和轴子暗物质的几个重要特征。
2017-02-26 astro-ph.CO hep-ph
Axion BEC Dark Matter
冷的暗物质轴子通过引力自相互作用而热化，并且当光子温度达到大约500 eV时形成玻色-爱因斯坦凝聚体。轴子玻色-爱因斯坦凝聚提供了一个机会，区分轴子从其他暗物质候选人的基础上观察。即将落入银河系势阱的轴子的再热化使它们获得净整体旋转，而普通的冷暗物质则以无旋速度场落入势阱。在这两种情况下，星系晕的内焦散线是不同的。
2011-11-16 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Relaxation through the Dark Axion Portal
暗轴子入口是类轴子粒子与暗光子的耦合，暗光子与可见光子动力学混合。我们展示了这个门户网站，当应用到松弛，可以导致宇宙学松弛的弱尺度使用暗光子生产。关键的逆反应机制涉及施温格效应：只要电弱对称性未被破坏，携带暗毫电荷的无质量标准模型费米子的施温格产生会抑制暗光子的产生。一旦电弱对称性被打破，费米子获得质量，抑制被解除。一个增强的暗光子耗散，然后陷阱的弛豫在一个自然的小弱标度。因此，我们的模型提供了一个新的联系之间的现象学暗轴子门户，暗光子，希格斯质量的层次问题。
2022-07-08 astro-ph.CO hep-ph
Kaluza-Klein Towers in the Early Universe: Phase Transitions, Relic Abundances, and Applications to Axion Cosmology
我们研究了在质量产生相变存在下的卡鲁扎-克莱因（KK）塔标量场的早期宇宙学，重点是总塔能量密度（或遗迹丰度）的时间发展以及它在不同KK模式中的分布。我们发现，这两个功能是非常敏感的相变的细节，并可以表现在各种方式的后期宇宙学意义。特别是，我们发现，相变和它产生的混合的时间属性之间的相互作用是负责增强和supplantation在后期的丰度，有时由许多数量级。我们绘制出完整的模型参数空间，并确定传统的分析近似是有效的，他们失败。在后一种情况下，我们还提供了新的分析近似，成功地模拟我们的结果。最后，我们将这种机制的例子中的一个类轴子字段的散装，映射这些现象在一个扩大的轴子参数空间，超出了那些可访问的标准治疗。一个重要的副产品，我们的分析是一个替代的“UV为基础的”有效截断KK理论的发展有一些有趣的理论特性，区分它从更传统的“IR为基础的”截断通常用于额外的维文献。
2017-12-11 astro-ph.CO hep-ph
Axion Gegenschein: Probing Back-scattering of Astrophysical Radio Sources Induced by Dark Matter
我们研究了一种新的技术，用于天体物理探测的轴子或类轴子粒子在银河系的暗物质晕的基础上受激衰变的轴子，我们称之为轴子盖根舍因发射。来自已知最亮的射电源的光子，其频率等于轴子质量的一半，在穿过暗物质晕传播时，会刺激轴子衰变，导致在轴子静止坐标系中与入射光子完全相反的方向上的无线电发射，并为每个射电源创建一个反源，图像被暗物质速度色散平滑。我们计算了天鹅座A的轴子盖根沙因反源（最亮的河外射电源）的通量，以及可以用SKA设置的轴子-光子耦合常数$g_{aγ}$的极限。我们发现这种方法是更强大的比以前的建议的基础上寻找附近的矮星系或银河系的轴子衰变的无线电发射。预测的极限仍然比QCD轴子模型的预测高得多，并且可以通过实验室搜索在具有类似于ADMX实验的强磁场的谐振腔中产生的无线电波来设置极限，尽管这种观察将直接测量通过星系晕的暗物质的柱密度，因此不受暗物质分布中可能的子结构的影响。
2020-08-06 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
Gravitational Waves and Dark Photon Dark Matter from Axion Rotations
在早期宇宙中，一个在场空间中旋转的轴子可以通过快子不稳定性产生暗光子。这种爆炸性粒子的产生创造了随机引力波的背景，可以在脉冲星定时阵列或其他引力波探测器上看到。这种情况为暗光子暗物质提供了一个新的历史。暗光子可能是温暖的，在未来的21厘米线调查中可以检测到。对于一个相容的宇宙学，包含轴子的复场的径向方向必须是热化的。我们详细探讨了一个具体的热化机制，并演示了这种设置可以负责所观察到的重子不对称性的产生。
2021-04-05 astro-ph.CO hep-ph
Resonant production of dark photons from axion without a large coupling
本文提出一种新情景，通过trapped misalignment机制延迟轴子振荡，在无需大耦合的情况下高效产生暗光子，并显著降低暗光子极化不对称性及引力波。
2023-03-09 astro-ph.CO hep-ph
The topological susceptibility in finite temperature QCD and axion cosmology
本文利用高度改进的交错夸克作用量和几种晶格间距（对应于晶格的时间范围），$N_τ=6,8,10$和$12$，研究了手征交叉跃迁温度以上2+1味QCD的拓扑磁化率.我们观察到非常明显的温度依赖性的拓扑磁化率在$250$ MeV以上和以下的范围。当温度高于$250$ MeV时，这种依赖性与稀瞬子气体近似一致，而在较低温度时，拓扑磁化率的下降较温和.我们讨论了宇宙学的结果，其中我们估计的界限上的轴子衰变常数和振荡温度，如果确实QCD轴子是一个可能的暗物质的候选人。
2016-11-23 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Dark Photon Dark Matter Produced by Axion Oscillations
尽管人们对以假想的暗光子形式寻找超轻暗物质的兴趣越来越大，并付出了大量努力，但它如何符合一致的宇宙学尚不清楚。已知先前提出的几种暗光子暗物质产生机制具有局限性，至少在某些实验感兴趣的质量范围内。在这封信中，我们探索了一种新的机制，相干振荡的类轴子场可以有效地转移其能量密度的暗光子场通过快子不稳定性。剩余的轴子残骸随后通过与可见部分的耦合而耗尽，只留下暗光子作为暗物质。我们保证了轴子和暗光子的宇宙学与现有的约束条件是一致的。我们发现，该机制适用于广泛的暗光子质量，包括正在进行的实验和拟议的检测技术的兴趣。
2019-05-02 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Axions in Models of String Cosmology
轴子是在介子驱动的暴胀期间通过量子涨落的放大而产生的。我们表明，对于一定范围的弦宇宙学参数和一定范围的轴子质量，原始轴子可能构成一个很大的一部分，目前的能量密度在宇宙中的冷暗物质的形式。由于轴子势的周期性质，能量密度波动被强烈抑制。原始轴子的光谱不是热的，允许一小部分轴子保持相对论性直到相当晚。
1998-05-30 astro-ph hep-ph hep-th
Detecting ultralight axion dark matter wind with laser interferometers
质量在$10^{-22}$ eV左右的超轻轴子被认为是暗物质的候选者。超轻轴子的一个特殊特征是随时间振荡的压力，这会产生引力势的振荡。由于太阳系以大约$v \sim 300 \, \text{km} / \text{s} = 10^{-3}$的速度穿过暗物质晕，因此存在轴子风，对我们来说，它看起来像标量引力波。因此，有可能通过使用激光干涉仪探测器来探测具有宽质量范围的超轻轴子暗物质。我们计算了由超轻轴子场的振荡压力引起的探测器信号，这将被未来的激光干涉仪实验所探测到。我们还认为，探测器的信号可以增强由于共振的修正引力理论解释的暗能量。
2017-06-08 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological Roles of Dark Photons in Axion-induced Electroweak Baryogenesis
本文研究轴子通过反常耦合与暗光子相互作用时在电弱重子生成中的多重宇宙学角色，揭示暗光子既能压低轴子衰变以规避天体物理约束，又可作为冷暗物质或暗辐射候选者，并阐明其产生机制。
2025-02-09 astro-ph.CO hep-ph
Axion Cosmology
1.导言2.模型：QCD轴子;强CP问题; PQWW，KSVZ，DFSZ;异常，瞬子和势;耦合;弦论中的轴子3。生产和I.C. 's：单边带和非微扰物理学;膨胀和PQ单边带期间的轴子场;宇宙学布居-母体衰变、拓扑缺陷、热产生、真空重排4。宇宙学场：作用;背景演化; QCD轴子和ALP的错位;宇宙学扰动理论- i.c.的，早期治疗，轴子声速和金斯尺度，传递函数和WDM;薛定谔图片;模拟轴子; BEC 5。CMB和LSS：初级各向异性;物质功率;组合约束;等曲率和膨胀6。星系形成;晕质量函数;高Z和EOR;密度剖面; CDM小规模危机7.加速扩张：C. C。问题;轴子膨胀（自然和monodromy）8.与黑洞和黑洞的引力相互作用9.非引力相互作用：恒星天体物理学; LSW;真空双折射轴子力;用ADMX和CASPEr直接探测;轴子衰变;暗辐射;天体物理学磁场;宇宙学双折射10.结论A规范理论的θ真空B宇宙学家的EFT C弗里德曼方程D宇宙流体E贝叶斯定理和先验F简并和采样G Sheth Tormen HMF
2016-06-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axions as Hot and Cold Dark Matter
热暗物质成分的存在已经被不同宇宙学观测结果的组合暗示为3 σ。我们研究的可能性，伪南武-戈德斯通玻色子占热和冷的暗物质组件。我们证明了当轴子衰变常数f_a < O（10^10）GeV时，如果它们是由介子衰变和畴壁湮灭产生的，则QCD轴子可以完成这一工作。我们还研究了热QCD轴子，伪Nambu-Goldstone玻色子耦合到标准模型部门通过希格斯门，和轴子产生的模衰减的情况下。
2013-10-07 astro-ph.CO hep-ph
Can the dark matter halo be a collisionless ensemble of axion stars?
如果暗物质主要由轴子组成，则密度分布可以是不均匀的，而是团簇状的。通过求解具有类轴子势能密度的标量场的Einstein-Klein-Gordon系统，得到了由轴子构成的自引力系统的最大质量，称之为轴子星.轴子星与中子星的碰撞可能会释放出轴子的能量，这是由于轴子在中子星的磁场存在下转化为光子。我们估计的能量释放，并表明它应该比以前的估计少得多。未来的数据从飞秒透镜应该强烈限制这种情况。
2013-06-14 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
Using Axion Miniclusters to Disentangle the Axion-photon Coupling and the Dark Matter Density
针对轴子 haloscope 只能测量 $g^{2}_{aγγ}ρ_{\ m DM}$ 组合的简并问题，本文提出利用与合适尺寸轴子微团簇相遇时的光谱信息推断其引力势，从而分别测定轴子-光子耦合与微团簇密度。
2024-04-08 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter in Axion Landscape
如果自然界中有过多的轴子，它们可能具有复杂的势能，并创造出轴子景观。我们研究了一种可能性，其中一个轴子是如此之轻，它是宇宙稳定的，解释了观察到的暗物质密度。特别是，我们专注于两个（或更多）的移位对称性破缺项合谋使轴子足够轻的潜在最小值的情况下。在这种情况下，轴子具有平底势。在对比的情况下，其中一个单一的余弦项占主导地位的潜力，轴子丰度以及其isocurvature扰动显着抑制。这使得一个质量相当大的轴子可以充当暗物质，而不需要微调初始的不对准，并进一步使更高尺度的暴胀与这种情况相一致。
2017-03-02 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
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} $太阳质量的小行星（因为梯度压力不足以支撑一个更大的物体）。我们称这种场结构为“液滴”。我们探讨了旋转液滴是否可以更大，并发现它们的质量可以增加10倍。值得注意的是，这个质量与在膨胀后产生的轴子的情况下由未对准轴子产生的微团簇的质量相当。我们推测，今天的错位轴子是以液滴的形式出现的，像小行星的分布一样（而不是作为一个相干振荡的背景场）对暗物质起作用。我们考虑了一些观测到的水滴特征，这些特征似乎与由轴子暗物质组成的星系晕一致。
2016-03-14 astro-ph.CO hep-ph
The Flavor of QCD Axion Dark Matter
本文论证一致的宇宙学历史排除了畴壁和强相互作用遗迹，从而确定了两种强子QCD轴子实现作为可行的暗物质模型，其具有低能下不被抑制的违反味的夸克耦合，使得NA62和KOTO实验能通过探测$K\ ightarrowπ+ a$衰变来检验该暗物质模型。
2023-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Bose-Einstein Condensate Cosmology within the Framework of QCD Axion
本文在弦论启发轴子模型中分析BEC宇宙学，发现自相互作用虽小但关键，BEC生成率由引力主导，并探讨其与超大质量黑洞形成的联系。
2025-10-27 hep-ph
Heavy QCD axion dark matter from avoided level crossing
本文提出QCD轴子与惰性轴子混合时，其质量本征态的避免能级交叉可将能量密度几乎完全转移给QCD轴子，从而在更高达meV至eV量级的质量范围内自然产生全部暗物质，为未来直接探测实验提供理论依据。
2023-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Cosmology of the companion-axion model: dark matter, gravitational waves, and primordial black holes
该研究提出伴生轴子模型，引入第二个QCD轴子解决强CP问题与畴壁问题，分析其暗物质产生机制、质量窗口与丰度，并预言了特定频率引力波背景和恒星级原初黑洞等宇宙学特征。
2021-10-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Lunar Mass Black Holes from QCD Axion Cosmology
在量子色动力学的轴子方案中，一个由宇宙弦包围的畴壁网络分裂成碎片。当这些碎片坍缩时，其中一些会形成黑洞。用标准的QCD轴子参数，黑洞将有月球质量（$M_{\rm bh} \sim 10^{-8}\, {\rm M}_\odot$）。尽管它们的数量密度很难估计，但有证据表明它们可以构成临界宇宙学密度的合理部分。
2018-06-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Inflationary Axion Cosmology Beyond Our Horizon
在具有大的轴子衰变常数的轴子暗物质理论中，CMB中的温度变化对初始轴子场的扰动极其敏感，这使得人们可以对膨胀的总量设定一个下限。最严格的边界来自轴子弦，对于轴子衰变常数f=10^17 GeV，目前可以在6 × 10^16光年的距离上观察到，这几乎是我们视界的1000万倍。
2008-09-07 astro-ph hep-ph nucl-th
Supersymmetry, Axions and Cosmology
许多作者指出，在特定的模型中，轴子衰变常数的上限可能不成立。我们指出，在超对称性，这是一个普遍的问题。对于大的衰变常数，与轴子的标量伙伴相关的宇宙学问题比轴子的问题严重得多。我们调查了各种模型，无论是轴子多重态和宇宙学，并发现，在许多情况下，宇宙学问题的saxion解决，通常的上限上的轴子是显着放松。我们讨论，更一般地说，宇宙学问题提出的模多重态的赝标成员，并发现他们可能是相当严重的。
2003-11-19 hep-ph hep-th
Clockwork Axions in Cosmology: Is Chromonatural Inflation Chrononatural?
许多宇宙学模型依赖于轴子与规范场的大耦合。例子包括磁生理论、陡势暴胀理论、手征引力波理论和色性暴胀理论。这样的理论需要在$a F \widetilde{F}$耦合中出现的轴子场范围和质量尺度之间的不匹配。这种不匹配表明了一种潜在的单值性，轴子绕着它的基本周期缠绕了很多次。我们调查的程度，这个整数可以解释为一个较小的整数在UV完成的产品：在我们这个时代的说法，可以理论是“钟表”？我们认为，一个钟表结构产生的基本周期$F_a$的轴子的潜在$μ^4 \cos(\frac{a}{j F_a})$将遵守约束$μ< F_a$。对于某些应用，包括次普朗克场范围的色性暴胀，这个约束阻碍了发条UV完成。大耦合的替代途径包括大电荷场（一种受强耦合限制的方法）或动力学混合（需要更轻的轴子）。我们的研究结果表明，解释理论中的大参数的轴子宇宙学的完善可能会改变模型的唯象预测。
2018-06-25 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hadronic Axion Model in Gauge-Mediated Supersymmetry Breaking and Cosmology of Saxion
最近我们提出了一个规范介导超对称破缺的简单强子轴子模型。在本文中，我们将详细讨论该模型的各种宇宙学后果。特别注意的是一个saxion，标量合作伙伴的轴子，这是产生作为一个相干振荡在早期宇宙。我们表明，我们的模型在宇宙学上是可行的，如果再加热温度足够低的通货膨胀。我们还讨论了标准冷暗物质模型中密度涨落的功率谱与观测结果相比更好的saxion的晚期衰变。
1998-11-24 hep-ph
Axion Stabilization in Modular Cosmology
本文推广$SL(2,\mathbb{Z})$不变的$α$-吸引子模型，在保持对称性与单场宇宙学预言的同时使轴子在暴胀期获得大质量并强稳定，从而消除等曲率扰动。
2025-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
