QCD轴子质量混合中的温度效应

在这项工作中，我们扩展了早期宇宙中的QCD轴子质量混合，并研究了混合中的温度效应。我们探讨了两个$Z_{\mathcal N}$ QCD轴子在QCD相变期间发生质量混合的场景，产生了三种不同的混合情景：混合I、II和III。这些情景通过对轴子衰变常数、温度参数以及$\mathcal N$值的精细调节来实现。我们对这三种混合情景中的能级交叉现象进行了深入分析，详细说明了它们发生的条件。值得注意的是，在混合I和II中，能级交叉发生在QCD相变临界温度（$T_{\rm QCD}$）之前，在$T_{\rm QCD}$处质量本征值的宇宙学演化中仅有微小的非本质差异。相比之下，混合III表现出独特的双重能级交叉，分别发生在$T_{\rm QCD}$之前和$T_{\rm QCD}$处。尽管混合II和III中轴子的演化表面上相似，但我们揭示了它们之间的根本差异。此外，我们简要讨论了在我们的混合情景中两个轴子之间的能量密度转移。这项工作有助于更深入地理解QCD轴子在早期宇宙中的作用及其对冷暗物质的潜在影响。