重访Axion宇宙学

Olivier Wantz和E.P.S.Shellard
物理学。版次D82,123508–2010年12月2日出版

摘要

轴子产生的失准机制取决于与温度相关的轴子质量。后者最近已在相互作用的瞬子-液体模型中确定,并首次为所有温度提供了动机良好的轴子重量。根据这个新的质量函数,我们重新检查了放置在轴子参数空间上的约束。以表面值计算该质量,我们会发现一个准确且更新的约束(f)2.8(±2)×1011GeV公司21(±2)μ电子伏从经典轴子窗口中的失准机制(热场景)。然而,这被轴子弦辐射所取代,导致(f)3.22+4×1010GeV公司0.200.1+0.2百万电子伏在本分析中,我们注意精确计算有效自由度,为了填补文献中的空白,我们提出了精确的拟合公式。我们精确地求解了演化方程,发现迄今为止使用的分析结果通常低估了完整的数值解2–3倍。在通货膨胀的情况下,轴子会引起等曲率波动,并限制允许的通货膨胀规模H(H)考虑到非简谐效应,我们表明这些边界实际上比之前计算的弱。考虑到整个人类窗口中失调角的微调问题,我们导出了新的界,从而打开了附近的膨胀窗口θπ特别是,我们发现膨胀暗物质轴子的质量可以高达0.01——1百万电子伏,覆盖整个热轴子范围,值为H(H)高达109GeV公司.膨胀期间的量子涨落排除了质量高于的主导暗物质轴子1百万电子伏.

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  • 收到日期:2010年5月30日

DOI(操作界面):https://doi.org/10.103/PhysRevD.82.123508

©2010美国物理学会

作者和附属机构

奥利维尔·旺兹*E.P.S.雪拉德

  • 英国剑桥大学数学科学中心应用数学和理论物理系,威尔伯福斯路,剑桥CB3 0WA

  • *O.Wantz@damtp.cam.ac.uk
  • E.P.S.Shellard@damtp.cam.ac.uk邮箱

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第82卷,Iss。2010年12月12日至15日

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