热产生类轴子粒子的新颖宇宙学界限

我们利用宇宙微波背景（CMB）谱与重子声学振荡的数据，限制热产生的类轴子粒子（此处指轴子）与光子及胶子的耦合。该轴子具有显式的软破缺质量项，并在早期宇宙中由轴子-光子或轴子-胶子过程热产生，这考虑了该领域近期的进展。我们在所考虑的质量范围 $10^{-4} \lesssim m_a/{\rm eV} \lesssim 100$ 上推导了迄今为止对轴子-胶子耦合最严格的界限，超越了当前来自 SN1987A 的界限。对轴子-光子耦合的界限在轴子质量 $m_a \gtrsim 3\,$eV 处与 CAST 合作组的结果相当。我们评论了未来 CMB-S4 任务灵敏度下可获得的预测探测范围。