具有 Peccei-Quinn 对称性和轴子动力学失配的暴胀模型

我们提出了一个具有 $U(1)$ Peccei-Quinn (PQ) 对称性的一致框架，用于从暴胀中获得轴子动力学失配的初始条件。我们引入了一个与引力共形耦合的 PQ 复标量场和一个额外的 Higgs 二重态，以及用于跷跷板机制的三个右手中微子。在轴子的 DFSZ 型场景中，我们从某些双 Higgs 二重态模型中携带非零 PQ 荷的标准模型夸克中获得了 PQ 反常，通过轴子的 QCD 势解决了强 CP 问题。假设 PQ 对称性在标量势中被量子引力效应显式破坏，我们表明在暴胀结束时可以获得足够大的初始轴子速度，同时避免轴子质量问题。由于暴胀是由爱因斯坦框架中动能项极点附近的标量场空间中距原点的径向距离驱动的，我们获得了成功的暴胀预测，并设定了暴胀结束时的初始轴子速度。重点关注具有 PQ 场小跑动四阶耦合的纯 PQ 暴胀，我们讨论了暴胀子和轴子的暴胀后动力学。结果表明，可以通过与 PQ 场的 Higgs-portal 耦合主要获得足够高的再加热温度，同时与轴子动力学失配、暴胀期间 Higgs 场的稳定性以及再加热后 PQ 对称性的非恢复相一致。