超轻标量衰变与哈勃张力

我们考察早期宇宙中的超轻标量场是否能缓解哈勃张力（即H_0早期与晚期测量值的不匹配），并评估其在UV物理中的合理性。由于其能量密度需要快速红移消散，我们探索在物质-辐射 Equality 时期前后向无质量场衰变的情景。我们强调一种具体的超轻赝标量（轴子）实现，其衰变至阿贝尔暗 sector。该情景规避了其他流行早期宇宙标量模型的主要问题：它使用在极小值附近为二次型的正则标量势，而非许多现有模型的极端精细调节。其思想是标量最初冻结于其势中直到H∼m，随后由于共振，在振荡开始后不久即可发生从标量到无质量场的高效能量转移。我们引入了一个有效流体模型，捕捉从冻结标量相到辐射暗 sector 相的过渡。我们对Planck 2018、BAO、SH_0ES和Pantheon超新星的组合数据集进行了拟合，发现该模型给出H_0=69.9_{-0.86}^{+0.84} km/s/Mpc，相较于ΛCDM有Δχ^2 ≈ -9；而纳入其他数据集可能使拟合变差。重要的是，我们发现场间耦合的大数值是足够快速衰变所必需的：对于轴子-规范场模型ϕF\tilde{F}/Λ，要求Λ≲f/80，其中2πf为场范围。对于标量-标量模型∼ϕ χ^2以及利用微扰衰变的模型，我们得到相关结论。我们得出结论：这类声称缓解哈勃张力的超轻标量模型虽为合理的有效场论，但所需特征难以嵌入UV物理中。