In string theory inspired models of axion-like fields, sub-leading non-perturbative effects, if sufficiently large, can introduce steep cliffs and gentle plateaus onto the underlying scalar potential. During inflation, the motion of a spectator axion σ on this potential becomes temporarily fast, leading to localized amplification of one helicity state of gauge fields. In this model, the tensor and scalar correlators sourced by the vector fields exhibit localized peak(s) in momentum space corresponding to the modes that exit the horizon while the roll of σ is fast. Thanks to the gravitational coupling of gauge fields with the visible sector and the localized nature of particle production, this model can generate observable gravitational waves (GWs) at CMB scales while satisfying the current limits on scalar perturbations. The resulting GW signal breaks parity and exhibit sizeable non-Gaussianity that can be probed by future CMB B-mode missions. Depending on the initial conditions and model parameters, the roll of the spectator axion can also generate an observably large GW signature at interferometer scales while respecting the bounds on the scalar fluctuations from primordial black hole limits. In our analysis, we carefully investigate bounds on the model parameters that arise through back-reaction and perturbativity considerations to show that these limits are satisfied by the implementations of the model that generate GW signals at CMB and sub-CMB scales.

在弦理论启发的类轴子场模型中，次导非微扰效应如果足够大，可以将陡峭的悬崖和平缓的高原引入潜在的标量势。在暴胀过程中，旁观者轴子 σ 在这个势能上的运动暂时变得很快，导致规范场的一种螺旋状态的局部放大。在这个模型中，由矢量场产生的张量和标量相关器在动量空间中表现出局部峰值，对应于离开视界的模式，而 σ 的滚动速度很快。由于规范场与可见扇区的引力耦合以及粒子产生的局部性质，该模型可以在 CMB 尺度上生成可观测的引力波 (GW)，同时满足当前对标量扰动的限制。由此产生的 GW 信号打破了奇偶校验并表现出相当大的非高斯性，可以被未来的 CMB B 模式任务探测到。根据初始条件和模型参数，旁观者轴子的滚动还可以在干涉仪尺度上产生可观察到的大 GW 特征，同时尊重原始黑洞极限的标量波动边界。在我们的分析中，我们仔细研究了通过反反应和扰动考虑产生的模型参数的界限，以表明在 CMB 和亚 CMB 尺度上生成 GW 信号的模型的实现满足了这些限制。观察者轴子的滚动也可以在干涉仪尺度上产生可观察到的大 GW 特征，同时尊重原始黑洞极限的标量波动的界限。在我们的分析中，我们仔细研究了通过反反应和扰动考虑产生的模型参数的界限，以表明在 CMB 和亚 CMB 尺度上生成 GW 信号的模型的实现满足了这些限制。观察者轴子的滚动也可以在干涉仪尺度上产生可观察到的大 GW 特征，同时尊重原始黑洞极限的标量波动的界限。在我们的分析中，我们仔细研究了通过反反应和扰动考虑产生的模型参数的界限，以表明在 CMB 和亚 CMB 尺度上生成 GW 信号的模型的实现满足了这些限制。