利用复辉射线约束轴谱

通过电磁耦合产生的轴子在早期宇宙中被制造，其中之一是Primakoff过程的冻结化过程。对于足够大的轴子质量，相同的耦合会导致轴子衰变为两个光子，从而对星际介质进行电离。如果这种衰变发生在红移范围 $20 \lesssim z \lesssim 1100$ 内，则其对宇宙微波背景光光学深度 $\tau_{\rm reio}$ 的贡献可能与观测结果产生冲突，从而排除具有足够强耦合、重质量轴子以及高再加热温度 $T_{\rm reh}$ 的模型。我们利用最多包含 $h^{1,1} = 100$ 个轴子的大规模I型弦理论模型，计算由多个轴子衰变引起的完整宇宙复辉历史。我们将其与来自模型无关约束下宇宙 ionized 状态后验结果进行比较，该后验从本文中伴随论文所述的完整\textit{Planck} 分析中得出。对于 $h^{1,1} = 20, 50, 100$，我们发现约15%、15%和10%的模型在95%置信区间内偏好 $T_{\rm reh} \lesssim 10^{10}\,\text{GeV}$。我们提供了一个公开的代码仓库:~\href{https://github.com/ZiwenYin/Reionization-with-multi-axions-decay}{github.com/ZiwenYin/Reionization-with-multi-axions-decay}，该代码可计算任意轴子衰变 ensemble 的复辉历史。我们的分析为未来大规模研究多轴子模型中低温再加热的偏好之道打开了可能性。