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用动力学混合暗 sector 解决哈勃与 $S_8$ 张力

宇宙学与河外天体物理 2023-03-22 v2 广义相对论与量子宇宙学 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

我们提出一种动力学混合暗 sector (KMIX) 模型,用以解决哈勃与 S8S_8 张力。受弦理论启发,我们的模型包含两个场:一个轴子(其作用类似于早期暗能量模型中的标量场)和一个伸缩子(dilaton)。该理论不同于其他旨在解决哈勃张力的轴子-伸缩子模型,其必然存在两场之间的动力学混合,使得能量能从轴子高效转移到 w1w\approx1 的伸缩子。作为这些动力学的直接结果,我们发现该模型无需借助精细调节的势来解决哈勃张力,并自然容纳标准轴子势。此外,轴子在势底开始振荡后必然构成 Ωcdm\Omega_{\rm cdm} 的一小部分(模糊)组分,并抑制对 S8S_8 敏感的尺度上的扰动增长。有趣的是,伸缩子势的尺度必须很小,O(10 meV)4\lesssim \mathcal{O}(10~{\rm meV})^4,暗示其可能与暗能量存在联系。我们在修改的 Boltzmann 代码中实现背景与扰动的动力学,计算了该研究理论的 CMB 与物质功率谱。通过探索模型参数空间,我们发现某些区域可使 H0H_0 相较 Planck 推断值提升约 10%10\%,且 S8S_8 值与大尺度结构约束一致。

关键词

引用

@article{arxiv.2207.13086,
  title  = {Addressing the Hubble and $S_8$ Tensions with a Kinetically Mixed Dark Sector},
  author = {Stephon Alexander and Heliudson Bernardo and Michael W. Toomey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2207.13086},
  year   = {2023}
}

备注

22 pages, 5 figures, replaced with version accepted for publication in JCAP