利用 GAMBIT 对暴胀前 Peccei-Quinn 对称性破缺的轴子进行全局拟合
高能物理 - 唯象学
2020-08-19 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们给出了质量范围在 0.1 neV 到 10 eV 内的宇宙学稳定类轴子粒子和 QCD 轴子模型的全局拟合。我们聚焦于 Peccei-Quinn 对称性在暴胀结束前破缺的情形，使得轴子场的初值可被视为在整个可见宇宙中是均匀的。我们纳入了来自穿墙光实验、晕镜、日镜、轴子遗迹密度、水平分支星、超新星 1987A、白矮星冷却和伽马射线观测的详细似然函数。我们进行了频繁主义和贝叶斯分析，包含和不包含白矮星冷却。我们探究了不同模型中存在的精细调节程度，并确定了 QCD 轴子模型能够同时解释宇宙暗物质和冷却暗示的参数区域，将其与特定的 DFSZ 和 KSVZ 型模型进行比较。我们找到了最可信的参数区域，从而能够对轴子质量设定（依赖于先验的）上下界。我们的分析还表明，该情形下的 QCD 轴子极有可能构成宇宙中不可忽略但非主导的暗物质组分。
引用
@article{arxiv.1810.07192,
title = {Axion global fits with Peccei-Quinn symmetry breaking before inflation using GAMBIT},
author = {Sebastian Hoof and Felix Kahlhoefer and Pat Scott and Christoph Weniger and Martin White},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07192},
year = {2020}
}
备注
77 pages, 29 figures. Version v3: revised version of the paper due to a bug in the code (see Footnote 2); please use GAMBIT 1.3.1 or newer. Updated supplementary material available on Zenodo (version v3) at http://dx.doi.org/10.5281/zenodo.2615235