极端轴子揭示：宇宙学建模的一种新颖流体方法

类轴子粒子（ALPs）是一种有充分动机的暗物质候选者，可解决宇宙学大尺度结构成团中的一些难题。ALPs 常由简化二次势描述以指定轴子场动力学，并在宇宙学分析代码中以修正流体方案纳入。本文考虑极端轴子：一种具有高初始场角的轴子版本，其在 Jeans 长度附近小尺度上产生结构增强（而非抑制），这可由如 eBOSS DR14 Ly-$\alpha$ 森林的成团测量探测。我们提出一种将极端轴子建模为宇宙学流体的新颖方法，将广义暗物质模型与 \texttt{axionCAMB} 软件中的有效流体方法结合，并实现一系列计算创新以高效模拟极端轴子。我们发现，对于 $10^{-23} \mathrm{\ eV} \lesssim m_\mathrm{ax} \lesssim 10^{-22.5} \mathrm{\ eV}$ 的轴子质量，eBOSS DR14 Ly-$\alpha$ 森林施加的轴子分数限制可因允许其以起始角在 $\pi - 10^{-1} \lesssim \theta_i \lesssim \pi - 10^{-2}$ 的极端轴子形式而显著放宽。本工作推动并实现了对极端轴子更稳健的流体动力学分析，以便未来与高分辨率 Ly-$\alpha$ 森林数据比较。