Restricción de la materia oscura de ALP ultraligera a la luz de la birrefringencia cósmica

La birrefringencia cósmica, la rotación observada del plano de polarización del fondo cósmico de microondas (CMB), sirve como una sonda convincente para la física que viola la paridad más allá del Standard Model. Este estudio explora el potencial de la materia oscura de partículas similares a axiones (ALP) ultraligeras para explicar la birrefringencia cósmica observada en el CMB. Nos centramos en el rango de masa previamente poco estudiado de 10^-25 eV a 10^-23 eV, donde las ALP comienzan a experimentar una agregación no lineal en el universo tardío. Nuestro análisis incorpora restricciones cosmológicas recientes y considera el efecto de lavado (washout) en la polarización del CMB. Encontramos que, para modelos con masas de ALP de 10^-25 eV m_ 10^-23 eV y birrefringencia originada por la agregación tardía de ALP, el límite superior de la constante de acoplamiento ALP-fotón, impuesto por el efecto de lavado, es estrictamente inferior al acoplamiento requerido para explicar la señal observada de birrefringencia cósmica estática. Esta discrepancia persiste independientemente de la fracción de ALP en la materia oscura. Además, considerando que las ALP con masas m_ 10^-23 eV no pueden explicar la birrefringencia estática debido a sus rápidas oscilaciones de campo, nuestros resultados indican que todos los candidatos a materia oscura de ALP capaces de agregarse de forma no lineal en el universo tardío y, por tanto, de contribuir principalmente al ángulo de rotación de los fotones polarizados, son incompatibles con la explicación de la señal de birrefringencia cósmica estática observada en los datos de Planck y WMAP.