超轻轴子暗物质的宇宙学张力及其解决方案

许多已提出和正在进行的实验搜寻质量接近小尺度结构所设极限（${\cal O} ( 10 ^{ - 21 } {\rm eV} )$）的轴子暗物质。我们考虑这些模型的晚期宇宙宇宙学，表明要求轴子具有与冷暗物质匹配的功率谱约束了轴子与可见 sector 耦合的大小。将这些限制与当前和未来的实验努力比较，我们发现许多搜寻需要轴子与标准模型场具有异常大的耦合，且与轴子在早期宇宙中如何被产生无关。我们考察可缓解这些边界的机制，即引入大电荷、各种形式的动力学混合、发条结构，以及施加离散对称性。我们为每种情况提供显式模型，并探索其现象学与产生可探测超轻轴子暗物质的可行性。