具有弦修正轴子暗物质的 f(R) 引力暴胀

众所周知，形如 $\nu (\phi)\tilde{R}R$（亦称为Chern-Simons项）的弦启发轴子项，对于平坦Friedman-Robertson-Walker宇宙的标量扰动与背景演化没有影响。本文研究并量化了上述项在真空 $f(R)$ 引力背景下的存在所带来的影响。特别地，我们假设暴胀期间存在轴子暗物质，并以定量方式考察轴子Chern-Simons项对张量扰动的影响。轴子场由具有破缺Peccei-Quinn对称性的正则标量场来刻画。完美描述作为潜在暗物质候选者的轴子模型基于所谓的错位机制，在此情形下轴子在早期 $H\gg m_a$ 时被冻结在其非零真空期望值附近。实际上，暴胀时期主要由 $f(R)$ 引力与Chern-Simons项控制。正如我们所展示的，Chern-Simons项可能使原本不可行的 $f(R)$ 引力理论在现象上变得可行，因为张标比显著降低，张量扰动谱指数 $n_T$ 亦如此。此外，通过研究含Chern-Simons项的Starobinsky模型，我们表明进一步减少原初引力辐射量是可能的。本文还简要讨论了具有宇称破缺的引力波、由轴子振荡导致的暴胀优雅退出，以及在同一 $f(R)$ 引力-轴子暗物质模型中对暗能量-暴胀与轴子暗物质的统一。