不可约轴子背景

对衰变为光子的暗物质的搜寻将其寿命限制为比宇宙年龄大许多个数量级。一个推论是,任何能在宇宙时间尺度上衰变为光子的粒子的丰度被限制为远小于冷暗物质密度。我们表明,轴子遗迹密度的一种$\textit{不可约}$冻结产生贡献在大部分参数空间中违反了该论断。这使我们能够对质量范围 $100\rm \;eV - 100\; MeV$ 内的轴子设定严格限制。在 $10\rm \; keV$ 处,我们对亲光子轴子的限制为 $g_{a\gamma \gamma} \lesssim 8.1 \times 10^{-14}~{\rm GeV}^{-1}$,比利用水平分支恒星建立的界限强近三个数量级;在 $100~{\rm keV}$ 处,我们对与电子耦合的厌光子轴子的限制为 $g_{aee} \lesssim 8.0 \times 10^{-15}$,比现有结果强近四个数量级。尽管我们关注轴子,我们的论证更具一般性,并可推广至例如无菌中微子。