热轴子与 $H_0$ 张力

涉及重轻子的热浴粒子的散射与衰变过程可在 QCD 相变前后的原初等离子体中倾泻出热轴子。我们计算了它们的遗迹密度，由额外中微子的有效数目 $\Delta N_{\rm eff}$ 参数化。对于当前界限所允许的耦合，通过散射产生的情形中，muon 与 tau 分别给出 $\Delta N_{\rm eff} \lesssim 0.6$ 与 $\Delta N_{\rm eff} \lesssim 0.2$。味违反的 tau 衰变到较轻轻子加一个轴子给出 $\Delta N_{\rm eff} \lesssim 0.3$。在 $\Lambda$CDM 假设下，此类 $\Delta N_{\rm eff}$ 值可缓解哈勃常数 $H_0$ 的本地直接测量与宇宙微波背景观测推断值之间的张力。我们分析来自 Planck 合作组与重子声学振荡的当前宇宙学数据，并以轴子-轻子耦合形式给出先验。对于与 muons 耦合的轴子，该张力可缓解至 3$\sigma$ 水平以下。未来实验将以更高精度测量 $\Delta N_{\rm eff}$，提供轴子发现通道并探明热轴子在 $H_0$ 张力中的作用。