引力波干涉仪中的高质量轴子暗物质
高能物理 - 唯象学
2026-04-28 v3 宇宙学与河外天体物理
摘要
引力效应已知会破坏全局对称性，威胁 Peccei-Quinn (PQ) 解决强 CP 问题的方案。具有引力 规范对称性的仪式完成方案可抑制普朗克标度算子，使 PQ 成为偶然的全局对称性，从而实现高质量轴子，并使其在可解释宇宙暗物质 (DM) 的质量区间。我们表明，在此类模型中， 规范对称性的自发破缺会产生强随机引力波背景 (SGWB)，来自规范宇宙弦环。即便在最保守的情形下，若破缺尺度 GeV，SGWB 信号强度可跨越宽广频率范围超过天体学前景。此类高质量轴子模型具有来自弦-壁网络坍缩动力学的特征红外断频。我们提出识别此特征 SGWB 频率-幅值区域作为“Signature-Window-Axion-Gravitational waves” (SWAG)，以探测高质量轴子暗物质，适用于未来的空间和地面干涉仪。
引用
@article{arxiv.2509.14323,
title = {High-Quality Axion Dark Matter at Gravitational Wave Interferometers},
author = {Disha Bandyopadhyay and Debasish Borah and Nayan Das and Rome Samanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.14323},
year = {2026}
}
备注
Version 3: 13 pages, 4 captioned figures, matches version accepted for publication in Phys. Rev. D