具有恒定$\omega_\phi$预振荡相和暗辐射的扩展错位机制轴子暗物质

在这项工作中，我们通过引入一个由追踪势产生的、状态方程恒定为 $\omega_\phi\in[-1,1]$ 的预振荡相，扩展了类轴子粒子（axion-like particles, ALPs）的标准暴胀前错位机制。在辐射主导时期，该势能经历一个向传统余弦势的快速转变。转变过程中势能的变化可以驱动ALP在振荡开始前进入动力学错位相（$\omega_\phi=1$）。受持续存在的宇宙学张力（如 $H_0$ 和 $S_8$ 张力）的启发，我们还研究了ALP与暗辐射扇区（dark radiation, DR）的耦合，允许其衰变。通过贝叶斯分析，我们利用当前的宇宙学数据约束了ALP参数空间。我们的分析表明，ALP诱导的DR并不能解决现有的张力。相反，数据对模型施加了严格的约束，偏好 $\omega_\phi$ 的负值，并将对称性破缺尺度限制在 $f_\phi\in[80,1.5\times10^{10}]~\mathrm{TeV}$，对应的ALP质量范围为 $m_\phi\in[10^{-20},10^{-2}]~\mathrm{eV}$。