超轻轴子的精确有效流体近似

超轻轴子在理论上有趣且在现象学上是丰富的暗 sector 候选者，但由于其快速振荡，难以在宇宙学时间尺度上追踪。我们通过开发一种新颖的方法来高效且精确地演化它们，从而解决了这一问题。我们首先构造一个精确的有效流体，其在晚期与轴子匹配但以简单方式演化。然后我们用精心选择的状态方程和声速来近似这一演化。利用我们的方案，我们发现无需追踪轴子场的哪怕一次完整振荡，就能在线性理论中获得轴子密度涨落相对于冷暗物质的抑制达到亚百分精度。我们利用我们的技术测试其他近似方案，并为轴子模型中线性理论的物质功率谱转移函数提供拟合公式。在现有宇宙学轴子代码中实现我们的方法很直接，并将有助于释放下一代高精度实验的潜力。