天体物理回避轴子的热产生

热轴子是通过其与标准模型粒子的相互作用在早期宇宙中产生的，其对暗辐射的贡献通常参数化为 $\Delta N_{\text{eff}}$。在标准的 QCD 轴子基准模型中，考虑到如 SN1987A 界限等天体物理限制后，这种对 $\Delta N_{\text{eff}}$ 的贡献可以忽略不计。因此，我们计算了所谓的天体物理回避轴子模型中轴子对 $\Delta N_{\text{eff}}$ 的贡献，这些模型的特征是轴子与核子和电子的耦合受到强烈抑制，其中天体物理约束放宽，$\Delta N_{\text{eff}}$ 可能很大。我们还构建了新的天体物理回避模型，其中轴子与光子和/或缪子的耦合也受到抑制，允许轴子质量高达几个 eV。大多数天体物理回避模型都在 CMB-S4 的探测范围内，而一些模型允许的 $\Delta N_{\text{eff}}$ 高达 Planck 卫星当前的上限，因此将被西蒙斯天文台（Simons Observatory）探测到。预测大 $\Delta N_{\text{eff}}$ 的大多数天体物理回避轴子模型也在 IAXO 甚至 BabyIAXO 的探测范围内。