宇宙双折射与轴子产生
Cosmic Birefringence and Axiogenesis
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- Indiana University（印第安纳大学）
- University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
- Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
- The University of Chicago（芝加哥大学）
- The University of Tokyo（东京大学）
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中文总结 AI 辅助
本文提出轴子场旋转同时解释宇宙双折射迹象与重子不对称性，预测正双折射角及特定温度结束的物质/动能主导，并引入机制增强Affleck-Dine旋转角动量，模型可被天体物理探针证伪。
中文摘要 AI 辅助
最近对Planck和ACT CMB数据的分析报告了各向同性宇宙双折射的$2\text{-}4\sigma$迹象（$\beta \approx 0.3^\circ$），这对应于偏振面的宇称破坏旋转，指向潜在的新物理。我们表明，宇宙双折射的迹象和观测到的重子不对称性可以同时由轴子场的旋转来解释。最小设置预测正的双折射角，与CMB迹象一致，并且物质和动能主导在约$\mathcal O(3\text{-}50)$ MeV的温度结束，使得模型可通过天体物理探针证伪，并可能产生特征引力波信号。我们还引入了一种机制，可以指数级增强由Affleck-Dine机制产生的旋转角动量。
英文摘要
Recent analyses of Planck and ACT CMB data report a $2\text{-}4σ$ hint of isotropic cosmic birefringence ($β\approx 0.3^\circ$), corresponding to a parity-violating rotation of polarization planes that points to potential new physics. We show that both the hint of cosmic birefringence and the observed baryon asymmetry can be simultaneously explained by the rotation of an axion-like field. The minimal setup predicts a positive birefringence angle, consistent with the CMB hint, and matter and kination domination ending around a temperature of $\mathcal O(3\text{-}50)$ MeV, making the model falsifiable by astrophysical probes and potentially giving rise to characteristic gravitational-wave signals. We also introduce a mechanism that can exponentially enhance the angular momentum of the rotation generated by the Affleck-Dine mechanism.
