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一种新颖的、对模型边缘化的 QCD 轴子质量宇宙学界限

宇宙学与河外天体物理 2023-05-26 v2 高能物理 - 唯象学

摘要

我们给出了混合热暗物情景下对模型边缘化的限制,该情景同时考虑热中微子与热 QCD 轴子。我们分析的一个新颖之处是纳入了来自阿塔卡马宇宙学望远镜(ACT)与南极望远镜(SPT)的小尺度宇宙微波背景(CMB)观测,以及来自 Planck 卫星与重子声学振荡(BAO)数据的结果。在对若干有充分动机的非最小背景宇宙学进行边缘化后,我们从 ACT、Planck 与 BAO 测量组合得到的最紧 95%95\% CL 上限为 0.210.21 eV,对 mν\sum m_\numam_{\rm a} 均如此。将分析限制于标准 Λ\LambdaCDM 图像时,我们发现 mν<0.16\sum m_\nu<0.16 eV 且 ma<0.18m_{\rm a}<0.18 eV,均在 95%95\% CL。有趣的是,无论分析中使用何种数据集,最佳背景宇宙学从未在最小 Λ\LambdaCDM 加热遗迹模型内找到。Planck 与 BAO、SPT 或 ACT 任一的组合都以强证据偏好具有原初功率谱跑动非零值的宇宙。小尺度 CMB 探针单独及与 BAO 组合时,要么以实质证据偏好非平坦宇宙(如 SPT 情形),要么偏好具有时变暗能量分量的模型(如 ACT 情形)。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.11926,
  title  = {A novel model-marginalized cosmological bound on the QCD axion mass},
  author = {Eleonora Di Valentino and Stefano Gariazzo and William Giarè and Alessandro Melchiorri and Olga Mena and Fabrizio Renzi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.11926},
  year   = {2023}
}

备注

17 pages, 5 figures, 9 tables. V2:updated to match the PRD published version