基于 CMB 谱畸变对共振轴子-光子转换限制的重新审视

轴子和类轴子粒子（ALPs）由于能够解决暗物质遗迹丰度和强 CP 问题等开放性问题，仍然是标准模型极具吸引力的扩展。当两种场的质量大致相等时，轴子还能与光子发生共振混合，产生广泛的唯象后果。在此，我们重新审视来自宇宙微波背景（CMB）转换为轴子的限制，这将引起背景光子频谱的畸变。我们引入了对光子等离子体质量建模的更详细描述，展示了氦复合的纳入如何改变维恩尾区光子的转换概率。我们的结果包括一个更新的解析框架，允许我们定义轴子畸变的精确谱形状，以及一个利用代码 \texttt{CosmoTherm} 来完全表征该畸变的数值组件，与解析方法相比提供了略微增强的约束能力。我们还首次处理了共振轴子-光子转换的大畸变区域。在假设存在接近 CMB 观测极限的大尺度原初磁场的情况下，我们发现谱畸变能够探测轴子参数空间中此前未被探索的区域。