轴子宇宙中 CMB 畸变对原初磁场的约束

Hiroyuki Tashiro; Joseph Silk; David J. E. Marsh

doi:10.1103/PhysRevD.88.125024

轴子宇宙中 CMB 畸变对原初磁场的约束

宇宙学与河外天体物理 2014-01-01 v2 高能物理 - 唯象学

作者: Hiroyuki Tashiro , Joseph Silk , David J. E. Marsh

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摘要

随着 PIXIE 和 PRISM 任务的近期提出，测量宇宙微波背景 (CMB) 的光谱畸变作为宇宙学背景下高能粒子物理的探针正受到广泛关注。本文研究了由 CMB 光子与轻轴子类粒子 (ALPs) 之间的共振转换引起的 CMB 畸变，其动机源于暗示存在大量轻轴子粒子的弦轴子宇宙情景。由于这些共振转换依赖于原初磁场的强度，对 CMB 畸变的约束可提供光子-ALP 耦合常数 $g$ 与原初磁场共动强度 $B$ 乘积的上限。来自 PIXIE/PRISM 的潜在可行约束可对 ALP 质量 $m_\phi < 10^{-14}$ eV 设定 $g B < 10^{-16} \text{ GeV}^{-1} \text{ nG}$ 的限制。虽然此结果并非对 $g$ 和 $B$ 的直接约束，但它显著严于当前对 $g$ 和 $B$ 上限的乘积。

关键词

原初磁场 CMB 光谱畸变轴子类粒子弦轴子宇宙共振转换光子 -ALP 耦合 PIXIE PRISM

引用

@article{arxiv.1308.0314,
  title  = {Constraints on primordial magnetic fields from CMB distortions in the axiverse},
  author = {Hiroyuki Tashiro and Joseph Silk and David J. E. Marsh},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1308.0314},
  year   = {2014}
}

备注

8 pages, 3 figures

轴子宇宙中 CMB 畸变对原初磁场的约束

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