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高标度暴涨下轴子暗物质的随机等曲率约束

宇宙学与河外天体物理 2021-07-19 v1 高能物理 - 唯象学 高能物理 - 理论

摘要

轴子是最受青睐的暗物质候选者之一。它们在早期宇宙中通过真空错位机制产生,会引发等曲率扰动,该扰动受到宇宙微波背景测量的约束。在本文中,我们使用随机Starobinsky-Yokoyama形式中的谱展开计算轴子等曲率功率谱,该形式捕捉了轴子动力学中的非线性效应。与现有文献大多不同,我们聚焦于量级为1013 GeV10^{13}~{\rm GeV}的高暴涨Hubble率,并证明存在一个显著窗口,其中轴子可以在不违反等曲率界限或张量模界限的情况下解释全部或部分暗物质丰度。关键的是,我们发现等曲率谱在该窗口的很大一部分区域由非微扰贡献主导。因此常用的线性近似在该区域不可靠,使得随机方法必不可少。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.07948,
  title  = {Stochastic isocurvature constraints for axion dark matter with high-scale inflation},
  author = {Liina Jukko and Arttu Rajantie},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07948},
  year   = {2021}
}

备注

16 pages, 6 figures