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宇宙模和非微扰轴子生产

高能物理 - 唯象学 2025-06-13 v4 宇宙学与河外天体物理

摘要

宇宙模一般会支配早期宇宙的能量密度,从而引发早期物质主导时代。此类非标准的宇宙历史预计会对轴子冷暗物质和暗辐射的演化与生产,以及探测前景产生深远影响。我们考察模-轴子耦合,探讨该耦合系统的早期演化,重点关注均匀模场的演化、轴子的反馈效应,以及两个场的能量密度。值得关注的点是,由于拓扑不稳定性和参数共振不稳定性,轴子生产在模 decays 过程中得到增强,这种生产对宇宙模问题、轴子暗辐射以及轴子暗物质可行参数空间的影响。我们采用有效场论方法、WKB-based半解析分析以及详细的数值估计,对该系统的共演化进行评估,评估模场向轴子的预期衰变效率。研究了高阶算符的效应,并详细讨论了如类型 IIB弦理论中的大容量情景等 UV 完整框架的含义。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.17229,
  title  = {Cosmological Moduli and Non-perturbative Production of Axions},
  author = {Robert Wiley Deal and Leia Barrowes and John T. Giblin, and Kuver Sinha and Scott Watson and Fred C. Adams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.17229},
  year   = {2025}
}

备注

40 pages, 15 figures; various minor revisions in response to the referee's comments, additional footnote added