轴子-暗光子-光子相互作用引起的CMB能谱畸变

大量轻自旋0与自旋1场的存在在诸多超越标准模型（BSM）情形（如轴子宇宙）中受到驱动。此类轻玻色场与标准模型相互作用的研究大多聚焦于仅涉及单个此类场的相互作用，例如轴子（$\phi$）与光子的耦合 $\phi F \tilde F$，或光子与暗光子间的动力学混合 $F F_D$。本工作中，我们继续探索涉及两个轻BSM场与标准模型的相互作用，聚焦于混合轴子-光子-暗光子相互作用 $\phi F \tilde F_D$。若轴子或暗光子为暗物质，我们表明该相互作用导致CMB光子转换为暗 sector粒子，从而引起CMB能谱畸变。我们给出这些独特畸变特征的细节及由此对 $\phi F \tilde F_D$ 耦合的限制。特别地，我们发现对于宽泛的质量范围，这些效应给出的限制强于对研究更多的轴子-光子耦合的限制。