来自 KSVZ 轴子模型的引力子能谱

轴子，作为全局 $U(1)$ Peccei-Quinn 对称性自发破缺产生的戈德斯通玻色子，为强 CP 问题提供了动力学解决方案，并且是一个极好的暗物质候选者。各种实验旨在寻找轴子，然而尚未观察到确凿的信号。另一方面，轴子模型中还存在假设的重粒子，例如重标量 $s$（携带 $U(1)_{PQ}$ 电荷的复标量的 CP 偶分量）以及 Kim-Shifman-Vainshtein-Zakharov (KSVZ) 轴子模型中的矢量样重夸克 (VLQ)。研究由它们引发的信号有助于轴子搜索。在本文中，我们计算了 KSVZ 模型中重标量或 VLQ 衰变产生的引力子轫致辐射能谱。结果表明，这些重粒子可以发射超高频引力波 (GWs)，其峰值频率取决于模型的参数输入。此外，如果这些重粒子诱导了一个早期物质主导时代，那么引力子谱在高频处与热引力波背景是可区分的。未来对超高频引力波的测量可能为 KSVZ 轴子提供间接证据。