轴子暗物质的新暴胀探针

若一个轻轴子存在于暴胀期间并随后成为暗物质的一部分，其量子涨落将对暗物质等曲率扰动有贡献。本文引入一整套全新的轴子等曲率宇宙学观测量，可助于检验轴子的存在，及其在暴胀期间与暴胀子及其他重旁观场（如 Peccei-Quinn 场的径向模式）的耦合。它们包括曲率与等曲率谱中的关联时钟信号，以及涉及曲率与等曲率涨落、具有当前数据分析未受限的形状与跑动的混合宇宙学对撞机非高斯性。考虑到 CMB 对轴子等曲率涨落已有的强约束，这些新信号仍可能足够显著并有望被观测到。在某些模型中，若观测到这些信号，甚至可大幅缩小暴胀哈勃尺度的范围——这是一个通常难以确定的关键参数，且独立于张量模式。