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螺旋电磁场对轴子窗口的影响

宇宙学与河外天体物理 2021-03-12 v2 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

原初电磁场可强烈影响轴子的宇宙学演化,反之亦然。我们表明,若在早期宇宙中相干地产生螺旋电磁场,其残余会为耦合的轴子提供一个场速度,并增强轴子暗物质的遗迹丰度。我们讨论了这对与标准模型(SM)或隐藏规范群耦合的 QCD 轴子及类轴子粒子的影响。对于一个与隐藏光子耦合的 QCD 轴子,我们发现,由于螺旋电磁场导致的轴子暗物质过量产生,只要 αΔNeff1012\alpha \, \Delta N_{\mathrm{eff}} \gtrsim 10^{-12}(其中 α\alpha 为规范耦合常数,ΔNeff\Delta N_{\mathrm{eff}} 为隐藏光子的有效额外相对论自由度),传统的轴子衰变常数窗口 108GeVf1012GeV10^{8}\, \mathrm{GeV} \lesssim f \lesssim 10^{12}\, \mathrm{GeV} 便可能被完全关闭。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.00896,
  title  = {Impact of Helical Electromagnetic Fields on the Axion Window},
  author = {Takeshi Kobayashi and Rajeev Kumar Jain},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00896},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages, 3 figures, v2: published in JCAP