轻量（但具质量）宇宙遗迹的宇宙学约束

许多超越标准模型的新物理场景预言了新的轻量、弱耦合自由度，它们在早期宇宙中产生并作为宇宙遗迹留存至今。由于其高丰度，这些遗迹会显著影响宇宙的演化。例如，无质量遗迹会对有效活跃中微子数的宇宙学期望值产生一个偏移 $\Delta N_{\rm eff}$。另一方面，有质量遗迹在后期宇宙中还成为宇宙暗物质的一部分，尽管其轻量性质使它们能够自由流出势阱。这在大尺度结构（LSS）中产生新颖特征，抑制小尺度上的物质涨落。我们提出了首个利用宇宙微波背景（CMB）和 LSS 数据对此类轻量（但具质量）遗迹（LiMRs）的通用搜寻，扫描其质量 $m_X$ 与今日温度 $T_X^{(0)}$ 的二维参数空间。在保守的最小温度（$T_X^{(0)}=0.91$ K）情形下，我们以 95% 置信度排除质量 $m_X\geq 2.26$ eV 的 Weyl（及更高自旋）费米子——例如引力微子——并对标量、矢量和 Dirac 费米子遗迹设定了 $m_X\leq 11.2, 1.06, 1.56$ eV 的类似限制。这是首个联合 CMB、弱透镜与全形状星系数据对 LiMRs 的搜寻；我们证明弱透镜数据对打破参数简并至关重要，而全形状信息相对于仅使用重子声学振荡参数的分析带来了显著的约束力提升。在这些数据集的综合威力下，我们的约束是迄今最严格且最全面的。