非完全黑洞主导下的轴子暗物质

我们研究了由原初 2-2 洞主导的早期宇宙时期对轴子暗物质的影响。2-2 洞是二次引力（一种量子引力候选理论）中超致密物质分布的一类新的无视界经典解。由相对论性热气体源产生的热 2-2 洞表现出类霍金辐射，并在成为几乎无辐射的残余物之前满足熵 - 面积定律。在本文中，我们认为残余物对暗物质 (DM) 的贡献很小，并采用由错位机制产生的轴子暗物质图景。我们表明，宇宙演化中的 2-2 洞主导阶段改变了由暗物质丰度约束得出的轴子质量窗口。当残余物具有普朗克质量时（这是强耦合量子引力的情况），效应最大。普朗克质量 2-2 洞残余物的丰度约束变化量与其原初黑洞 (PBH) 对应物相当。因此，由于我们使用了基于引力波对 2-2 洞初始分数的修订约束，这里的结果也可视为 PBH 情形的更新版本。结果表明，轴子质量的下限为 $m_a \sim10^{-9}$ eV。此外，主导图景本身对残余物质量 $M_{\mathrm{min}}$ 构成了显著约束。鉴于我们关注的是前大爆炸核合成 (BBN) 主导图景以避免干扰 BBN 约束，残余物质量窗口变为 $m_{\mathrm{Pl}} \lesssim M_{\mathrm{min}} \lesssim 0.1\;\rm{g}$。