作为暗物质的原初黑洞与来自崎岖轴子暴涨的引力波

我们考虑在弦理论启发的暴涨模型中产生大量原初黑洞(PBHs)和可观测随机引力波背景(SGWB)的机制。在此框架中暴涨子被识别为非紧致类轴子场，次主导非微扰效应可将陡峭悬崖与平滑高原叠加到 underlying 轴子势上。在存在与阿贝尔规范场耦合的情况下，轴子在势的悬崖状区域上的运动由于轴子绕此类特征的暂时快滚而触发局域产生一种手性态的规范场。在此设定中，由矢量场源生的原初涨落在动量空间展现局域峰，对应于在轴子速度最大时退出视界的模式。作为该一般机制的应用，我们给出一个轴子暴涨例子，既在CMB尺度上匹配Planck观测，又产生一群可解释全部暗物质的轻PBHs($M_{\rm PBH} \simeq 10^{-13} M_{\odot}$)。在此情景中，导致PBHs的增强标量涨落也在LISA尺度上产生可观测的诱导起源SGWB。所得GW信号的振幅与形状继承了其标量源的特定性质(如非高斯性及其形状)，可能使我们能将此机制与其他暴涨情景和天体物理背景区分开。该GW信号连同对应尺度上PBH分布的观测，从而可提供一扇通向比宇宙微波背景(CMB)和 Large Scale Structure (LSS) 测量所探测尺度小得多的尺度上暴涨动力学的窗口。