暗物质轴子的起源

我们讨论了早期宇宙中暗物质轴子的可能来源。在标准热力学情景下，轴子串网络在 Peccei-Quinn 相变 $T\sim \fa$ 时形成，然后辐射衰变为轴子背景；若要成为暗物质，这些轴子必须具有质量 $\ma \sim 100 \mu eV$ 并具有特定的大不确定性。一种低于 PQ 标度的 inflation 相变 $T_{reh} \lapp \fa$ 也可通过量子涨落产生轴子串，前提是 inflation 期的哈勃参数较大 $H_1 \gapp \fa$；此情况再次意味着暗物质轴子具有质量 $\ma \sim 100 \mu eV$。对于较小的 inflation 期哈勃参数 $H_1 \lapp \fa$，“人体学调谐”允许暗物质轴子在质量范围 $\ma\lapp 1 meV$ 内具有任意质量。