轴子弦-壁网络的宇宙学模拟：探测暗物质与引力波以寻求发现

我们利用先进的3D格点模拟，同时研究早期宇宙中轴子弦-壁网络发射的引力波（GWs）与自由轴子。我们的模拟始于Peccei-Quinn相变之前，结束于QCD尺度以下弦-壁网络的毁灭。针对$N_{\rm DW}>1$的情形，我们更新并精炼了由弦-壁网络辐射出的轴子暗物质（DM）遗迹丰度。在此情形下，我们观察到引力波谱几乎与偏置项及$N_{\rm DW}$无关，且在红外与中频区域有$\Omega_{\rm GW}h^2\propto f^{1.29}(f^{-0.43})$。在考虑DM遗迹丰度的约束后，我们发现QCD轴子模型预言不可探测的引力波发射，而类轴子粒子模型则允许在纳赫兹至毫赫兹频率范围（对应轴子质量从KeV到TeV）内存在可探测的引力波信号。对于$N_{\rm DW}=1$，QCD轴子与类轴子粒子的引力波能量密度均看似不可探测。