通过 $\pi$ 相移使 QCD 轴子居于山顶

我们表明，若 QCD 轴子（或类轴子粒子）与另一个重轴子存在混合，其在暴胀后诱导约 $\pi$ 的相移，则 QCD 轴子的初始错位角可被设定得十分接近 $\pi$。在最简单情形中，重轴子扮演暴胀子的角色，我们称此种暴胀为“$\pi$ 暴胀（\pi nflation）”。其基本思想由 Daido 与本文作者在文献 [1702.03284]（2017年）中首次提出，并在近期文献 [1903.00462] 中进一步讨论。我们表明，衰变常数 $f_a \gtrsim 3 \times 10^9\,$ GeV 的 QCD 轴子可通过 $\pi$ 暴胀机制解释暗物质。该参数区域的很大一部分与 ORGAN、MADMAX、TOORAD 和 IAXO 的预计灵敏度重叠。我们还研究了其对有效中微子物种和等曲率扰动的影响。$\pi$ 暴胀可为轴子景观中的山顶暴胀提供初始条件，且在某种设定下可能引发一连串的山顶暴胀。