轴子宇宙学、格点 QCD 与稀薄瞬子气体

轴子是最具吸引力的暗物质候选者之一。它们在早期宇宙中的数密度演化可以通过计算 QCD 的拓扑磁化率 $\chi(T)$ 作为温度的函数来确定。格点 QCD 提供了一种从头计算技术来执行此类计算。完整结果需要两个要素：物理夸克质量，以及从非零格距到零格距的受控连续外推。我们在淬火框架（无穷大夸克质量）下确定 $\chi(T)$，并将其值外推至连续极限。将结果与稀薄瞬子气体近似（DIGA）的预测进行比较。发现温度依赖性吻合良好，而 DIGA 结果的整体归一化与非微扰连续外推的格点结果仍相差约十倍的因子。我们讨论了这些发现对预测轴子暗物质数量的影响。