常规与幺正守恒的Peccei-Quinn暴胀模型及ACT观测
高能物理 - 唯象学
2026-05-05 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
我们比较了常规的非最小耦合Peccei-Quinn（PQ）暴胀与通过额外的Jordan框架相互作用施加幺正守恒的模型版本。假设瞬时再加热，幺正守恒模型与ACT合作组报告的标量谱指数中心值在1σ一致范围内，而常规PQ暴胀在ACT中心值2σ以下。在暗物质由轴子组成且PQ对称性在暴胀后未恢复的情况下，幺正守恒模型的轴子等曲率约束通常允许比常规模型大得多的轴子衰变常数f_a，常规模型的上界仅在PQ标量自耦合极小时（λ ≲ 10⁻¹⁰）才可比。对于λ = 0.1，轴子等曲率上界为常规PQ暴胀f_a ≲ 1.1×10⁹ GeV，幺正守恒PQ暴胀f_a ≲ 6.4×10¹³ GeV，后者上界与λ无关。我们还为常规PQ暴胀找到了一个新的等曲率上界，比现有上界小650倍。将幺正守恒模型的再加热温度从其最大可能值适度降低，将确保PQ对称性在暴胀后不恢复，允许f_a达到6.4×10¹³ GeV。因此，只有幺正守恒PQ暴胀模型允许f_a在具有自然大PQ标量自耦合的情况下访问大于对称性恢复宇宙学上界（∼10¹² GeV）的值。
引用
@article{arxiv.2603.29780,
title = {Conventional and Unitarity-Conserving Peccei-Quinn Inflation Models and ACT},
author = {J. McDonald},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.29780},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 4 figures. Improved Figure 4, some typos corrected