来自具有中间 $H_*$ 的希格斯暴胀的轴子暗物质

为了在Peccei-Quinn（PQ）对称性在暴胀结束前破缺的模型中容纳QCD轴子作为暗物质（DM），必须引入相对较低的暴胀能标，以避免来自暗物质等曲率涨落的限制，即 $H_* \lesssim \mathcal{O}(10^9)\,$GeV。我们构建了一个简单模型，其中标准模型希格斯场与帕拉蒂尼引力非最小耦合，并充当暴胀子，导致暴胀能标为 $H_* \sim 10^8\,$GeV。当PQ对称性破缺的能标远大于暴胀能标时，我们发现，在此场景下，对于四次希格斯自耦合 $\lambda_\phi = 0.1$，轴子构成全部暗物质所需的质量为 $m_0 \lesssim 0.05{\rm \,\mu eV}$，这对应于PQ破缺能标 $v_\sigma \gtrsim 10^{14}\,$GeV 和张标比 $r \sim 10^{-12}$。因此，未来对相关QCD轴子质量尺度敏感的实验可以揭示暴胀结束前宇宙的物理。