轴子-暗光子系统的引力波：格点研究

在这项工作中，我们对早期宇宙中轴子-暗光子系统进行格点研究，并表明该系统产生的随机引力波（GW）背景可被未来 GW 实验在极宽频率范围内探测。格点上的数值模拟使我们能考虑非线性反作用效应，并能准确预测轴子或类轴子粒子（ALP）的最终遗迹丰度及其非均匀性，给出更精确的 GW 能谱预测。重要的是，我们发现由于 $2\rightarrow1$ 过程，GW 能谱在高动量处具有更多功率。此外，我们发现 GW 能谱峰的偏振程度取决于 ALP-暗光子耦合，且对于其大值，偏振可被抹除甚至翻转。与文献近期结果一致，我们发现 ALP 遗迹丰度可能被压低两个数量级，并讨论扩展模型以扩大可行参数空间的可能。最后，我们讨论通过 CMB 谱畸变探测超轻 ALP 暗物质的可能性。