NANOGrav 信号源于轴子暴胀

包括 NANOGrav、EPTA、PPTA 和 CPTA 在内的若干脉冲星计时阵列近期报告了在纳赫兹频段观测到随机引力波背景谱。从多方面看，对此观测的暴胀解释颇具挑战性。我们指出，该信号可源于轴子暴胀中的 Chern-Simons 耦合：一伪标量暴胀子与（有质量的）$U(1)$ 规范场耦合，导致横规范模的高效产生。暴胀期间的此类快子粒子产生指数增强原初扰动，并产生独特的宇称破缺引力波谱，该谱在 CMB 尺度附近保持平坦，但在更小尺度上呈蓝倾。我们确定了与各种宇宙学约束相容的参数空间，并表明所得引力波信号可在解释 NANOGrav 观测超出值时，在标准来自旋近超大质量黑洞双星的天体物理贡献之外提供额外贡献。该信号的宇称破缺性质可在未来干涉仪中探测，从而将其与大多数其他试图解释 NANOGrav 结果的新物理信号区分开来。