Constraining Light QCD Axions with Isolated Neutron Star Cooling
本文研究了轻QCD轴子对中子星物质基态和热覆盖层结构的影响，通过将异常冷却模型预测与孤立中子星数据对比，约束了轴子参数空间，且不要求其作为暗物质候选者。
2024-12-19 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-gluon coupling in monohadron processes
本文通过LHC超周边AA碰撞和pp碰撞中轴子与ρ^0介子伴随产生的单强子末态，直接约束轴子-胶子耦合，并得到与单喷注过程相当的排除极限。
2024-09-06 hep-ph
Constraining Axion and ALP Dark Matter from Misalignment during Reheating
本文研究再加热期间错位机制产生轴子暗物质的参数空间扩展，并利用ADMX等实验约束再加热动力学。
2023-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the photon-axion coupling constant with magnetic white dwarfs
被称为轴子的轻赝标粒子，从QCD中强CP问题的Peccei-Quinn解决方案中得到，仍然难以捉摸。推断其存在的一个途径是通过其与电磁辐射的耦合。到目前为止，实验室实验致力于检测质量范围$10^{-6} < m_a < 10^{-3}$ eV的轴子与光子-轴子耦合强度$g_{aγγ} < 10^{-10}GeV^{-1}$，其中的限制来自天体物理学的考虑。在这项研究中，我们提出了一种新的方式来约束$g_{aγγ}$的线性偏振水平的磁白矮星（mWD）出现的辐射。我们发现WD磁层中的光子-轴子振荡可以增强线极化度。观察到，大多数mWD显示只有5%的线性极化，我们推导出上限$g_{aγγ}$不同的轴子质量。
2011-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Constraining off-shell production of axion-like particles with $Zγ$ and $WW$ differential cross-section measurements
本文描述了在大型强子对撞机（LHC）上寻找低质量类轴子粒子（ALP）的过程。如果ALP是在大型强子对撞机上通过胶子-胶子融合产生的，并衰变为玻色子，那么测量到的双玻色子截面的能量依赖性将不同于标准模型的预期。由ATLAS合作测量的$WW$和$Zγ$的微分截面被解释为限制ALP耦合到$W$ -，$Z$ -玻色子和光子假设胶子-胶子-融合生产。
2021-11-26 hep-ex hep-ph
Constraining the Axion-Photon Coupling with Massive Stars
指出质量窗为8-12 Msun的恒星可以作为轴子-光子相互作用g_{Aγγ}的灵敏探针。具体来说，对于这些恒星，燃烧氦的核心的轴子能量损失将缩短并最终消除演化的蓝环阶段。这将与观测数据相矛盾，因为需要蓝色环，例如，来解释造父变星的存在使用MESA恒星演化代码，修改以包括额外的冷却，我们保守地发现g_{Aγγ} <~ 0.8 * 10^{-10} GeV^{-1}，这与现有的界限相比是有利的。
2012-10-04 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Constraining axion-nucleon coupling constants from measurements of effective Casimir pressure by means of micromachined oscillator
利用微机械扭转振子间接测量了两个镀金板之间的有效Casimir压力，得到了轴子与质子和中子的赝标耦合常数的较强约束。为此，计算了由于两个轴子交换的附加有效压力。边界效应的作用和有效区域的邻近力近似的应用程序的力的轴子起源的确定。得到的约束比最近从其他实验室实验中发现的强380和3.15倍，并且与从$10^{-3}$ eV到15 eV的轴子质量有关。
2014-04-09 hep-ph
Constraining the photon coupling of ultra-light dark-matter axion-like particles by polarization variations of parsec-scale jets in active galaxies
超轻暗物质可能由质量低于10^（-19）eV的类轴子粒子组成。这些粒子的双光子相互作用影响了通过暗物质传播的辐射的偏振。粒子的玻色凝聚体的相干振荡引起通过凝聚体的发射的偏振平面的周期性变化。我们估计这种影响，并分析MOJAVE VLBA偏振观测明亮的下游功能在秒差距尺度的活动星系的喷流。通过不观测周期性极化变化，我们能够将超轻暗物质类轴子粒子的光子耦合限制在<~ 10^（-12）/GeV的水平，质量在~5*10^（-23）eV和~1.2*10^（-21）eV之间。
2018-11-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
The State of the Art in Constraining Axion-to-Nucleon Coupling and Non-Newtonian Gravity from Laboratory Experiments
本文评述并比较了由不同实验得到的对牛顿引力定律的Yukawa型修正和对类轴子与核子的耦合常数的限制。所讨论的非牛顿引力的约束涵盖了从纳米到毫米的广泛的相互作用范围，并遵循中子散射实验，测量卡西米尔力和卡文迪什型实验。根据磁强计测量、Cavendish型实验、Casimir物理和氢分子束实验，考虑了轴子-核子耦合常数的约束条件，这些约束条件是指轴子质量从$10^{-10}$ eV到200 eV的区域。特别注意的是最近的限制，从测量卡西米尔力在纳米测试机构之间的分离距离。几个建议的实验集中在约束非牛顿引力，axionlike粒子和其他假设的弱相互作用粒子，如变色龙和pneumonons，进行了讨论。
2020-09-09 hep-ph
Recent breakthrough and outlook in constraining the non-Newtonian gravity and axion-like particles from Casimir physics
根据最近进行的Casimir物理实验，给出了对牛顿引力定律的Yukawa型修正和类轴子与核子的耦合常数的最强约束。具体而言，从正弦波纹表面之间的横向和正常的Casimir力的测量，并从等电子实验得到的约束被认为是，和他们的最大强度的范围进行了细化。在实验装置的微小修改，建议允许加强所得到的约束的数量级。与一些较弱的约束，在Casimir政权的比较。
2017-04-10 hep-ph
Constraining F-theory Model Building with QCD Axions
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）
本文基于F理论MSSM模型研究轴子物理，从IIB超弦和M理论视角推导轴子耦合项和势能，通过几何模型分析基三重域的排除约束，确定轴子质量及衰变常数。
2026-09-23 hep-ph hep-th
Constraining axion coupling constants from measuring the Casimir interaction between polarized test bodies
我们提出了一个实验测量两个平行的SiC板与对齐的核自旋之间的有效卡西米尔压力。利用单轴子交换过程计算了强子和大统一理论轴子对轴中子耦合常数的预期约束。为此，推导出两个极化板之间由于组成费米子之间交换一个轴子而产生的附加压力的一般表达式。我们证明，只有垂直于板的偏振分量有助于压力。所获得的压力可以是排斥性的和吸引性的，这取决于两个板的极化是单向的还是指向相反的方向。它示出，虽然在磁化板的情况下得到的轴子-电子耦合的约束是没有竞争力的，在一个轴子-中子耦合的约束与极化核自旋的板是相同的数量级的那些先前获得的大统一体轴子单独使用的过程中的两个轴子交换。拟议的实验还允许加强目前已知的约束，通过使用一个和两个轴子交换过程的大统一体轴子的轴子-中子耦合常数。
2016-08-01 hep-ph quant-ph
Constraining Axions with ZTF J1901+1458
本文首次提出利用高温强磁白矮星 ZTF J1901+1458 探测由铁-57 跃迁产生并在磁层转化为 X 射线的轴子，并计算表明 NuSTAR 100 ks 观测可获得超越现有及未来太阳轴子望远镜的耦合约束。
2022-07-31 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Constraining resonant photon-axion conversions in the Early Universe
在宇宙的热历史中，原始磁场的存在会引起光子和类轴子粒子（ALP）之间的共振转换。这些转换会扭曲宇宙微波背景（CMB）的黑体光谱。在这种情况下，我们推导出的光子ALP共振转换使用高精度的宇宙背景探测器上的FIRAS仪器收集的CMB光谱数据的界限。我们得到了光子-ALP耦合常数g乘以磁场强度B的乘积的上限，当ALP质量低于eV时，g B > 10^{-13} GeV^{-1} nG。
2009-08-06 astro-ph.CO hep-ph
Detecting Axion-like Dark Matter with Linearly Polarized Pulsar Light
非相对论性QCD轴子或类轴子粒子是宇宙中冷暗物质最热门的候选者之一。我们提出了用线偏振脉冲星光作为探测器来探测类轴子DM。由于星系轴子DM背景振荡可能引起的双折射效应，脉冲星光穿越星系时，其线偏振角可能随时间变化。与孤子+NFW银河DM密度分布，我们表明，这种策略可以潜在地探测小到$\sim 10^{-13}$ GeV $^{-1}$轴子质量$m_a \sim 10^{-22}-10^{-20}$ eV的轴子光子耦合，给定当前的测量精度。强于CAST（$ \sim 10^{-10}$ GeV $^{-1}$）和SN 1987 A（$ \sim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$）的排阻极限可以分别扩展到$m_a \sim 10^{-18}$ eV和$\sim 10^{-19}$ eV。
2019-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Constraining Ultra-light Axions with Galaxy Cluster Number Counts
在本文中，我们调查的潜力，目前和即将到来的宇宙学调查约束的质量和丰度的超轻轴子（轴子）宇宙学与星系团数计数。ULA，有时也被称为模糊暗物质，在标准模型之外的许多理论中都有很好的动机，并且可能解决$Λ$ CDM小规模危机。星系团计数为宇宙结构的形成提供了一个强有力的探测。它们的质量和红移分布对基本的线性物质扰动非常敏感。在这篇预测论文中，我们探讨了两种情况，首先是一个排斥限制轴子质量给出了一个无轴子模型，其次是约束的轴子模型。由此我们得到了$m_a \gtrsim 10^{-24}$ eV量级的电子质量下限。然而，这一结果在很大程度上取决于给定调查中最小的可靠可观测集群的质量。像许多其他宇宙学探测器一样，星团计数在质量与丰度参数空间中显示出近似的简并性，这取决于探测器的特性。这些简并对于其他宇宙学探测器是不同的。因此，星系团的计数可能会提供一个补充窗口的性质超轻轴子。
2021-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Constraining axion quadratic couplings with the Hulse-Taylor binary system
Tsung-Dao Lee Institute (TDLI)（汤川秀树研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Theoretical Particle Physics and Cosmology, Department of Physics, King's College London（伦敦国王学院物理系理论粒子物理与宇宙学）
利用赫尔斯-泰勒双中子星系统轨道演化的广义相对论高精度测试，对轴子与中子星成分耦合得出新约束，包括对轻 QCD 轴子衰变常数的限制及轴子-μ子二次耦合的最强约束。
2026-08-25 hep-ph
Constraining Axion-Like Particles with HAWC Observations of TeV Blazars
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）是一类广泛的赝标量玻色子，一般产生于标准模型的扩展中的对称性破缺。在许多情况下，ALP可以与高磁场区域中的光子混合。来自遥远来源的光子可以与ALP混合，然后在宇宙中无衰减地旅行，然后在银河系磁场中混合回光子。因此，光子可以穿过其信号通常会被阻挡或衰减的区域。在本文中，我们研究TeV $γ$射线观测遥远的耀变体，利用显着的$γ$射线衰减预期从这样的信号，寻找多余的光子通量，可能是由于ALP光子混合。我们没有发现这样的过度之间的7个耀变体的堆叠人口和限制ALP光子耦合常数低于$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{-11}$ GeV $^{-1}$ ALP质量低于300 neV。这些结果是有竞争力的，或优于，领先的地球和天体物理的限制，在这个质量范围。
2022-03-08 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Postinflationary Axions with Pulsar Timing Arrays
本研究利用脉冲星计时阵列的最新NANOGrav数据，通过轴子弦产生的随机引力波背景约束暴胀后类轴子粒子的参数，给出了轻、重两类ALP对应的参数空间限制结果。
2023-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Axion-Like Particles from observations of AGN B2 2234+28A and 3C 454.3
本文提出一种依赖模型的方法，利用Fermi-LAT和MAGIC U.L.数据研究AGN B2 2234+28A和3C 454.3光谱中的轴子-光子振荡效应，通过MCMC方法拟合并给出了轴子参数及95%置信水平上限约束。
2024-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Yukawa-type interaction and coupling constant of axionlike particles to nucleons from recent measurement of the Casimir-Polder interaction
Central Astronomical Observatory at Pulkovo of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院普尔科沃中央天文台）；Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic University（彼得大帝圣彼得堡理工大学）
通过最近的Casimir-Polder相互作用测量实验，研究限制Yukawa型相互作用参数和轴子类粒子与核子的耦合常数，发现其限制强度比以往结果更强。
2025-11-24 hep-ph
Constraining New Muonic Interactions Meditated by Axion-Like-Particles
超越标准模型的类轴子粒子（AxionLikeparticle，ALP）是解决现代物理学中几个重要问题的方法。检测这些粒子的一种方法是检测它们所产生的新的相互作用。为了寻找这些新的相互作用，人们进行了许多实验，从$\simμ$ m到天体物理范围。目前，几乎所有已知的寻找ALP介导的长程新相互作用的实验都使用含有质子、中子和电子的源或探针。对其他费米子（如μ子）的限制很少，尽管考虑到它们涉及现代物理学的几个著名难题，μ子可能是最可疑的粒子，可能参与新的相互作用。在这项工作中，我们讨论的可能性，解释的异常磁矩的μ子的长程相互作用介导的ALP。我们也给了一个约束的标量伪标量（SP）型相互作用所调解的μ子ALP。我们建议通过μ子自旋旋转实验进一步研究μ子SP型相互作用。
2018-10-25 hep-ph nucl-ex nucl-th
Constraining the mass of dark photons and axion-like particles through black-hole superradiance
超轻玻色子和类轴子粒子自然地出现在不同的场景中，可以解决一些长期存在的难题。它们的检测是具有挑战性的，所有直接方法都取决于粒子物理学标准模型的未知耦合。然而，与重力的普遍耦合为这些场提供了与模型无关的特征。我们在这里探讨的超辐射不稳定性的旋转黑洞在这种领域的存在触发。这种不稳定性从天体物理学上的黑洞中抽取角动量并限制其最大自旋。我们计算，为第一次，频谱的最不稳定的模式的大规模矢量（Proca）领域的通用黑洞自旋和Proca质量。观测到的恒星质量黑洞内盘的稳定性可以用来推导质量范围为$ 10^{-13}\,{\rm eV}\lesssim m_V \lesssim 3\times 10^{-12}\,{\rm eV}$的暗光子质量的\emph{direct}约束。通过还包括更高的方位角模式，类似的约束适用于质量范围为$6\times10^{-13}\,{\rm eV}\lesssim m_{\rm ALP} \lesssim 10^{-11}\, {\rm eV}$的类轴子粒子。同样，通过连续拟合、K $α$铁线或未来的天基引力波探测器LISA~-测量的超大质量黑洞的质量和自旋分布意味着，无论是轴子粒子还是暗光子，在质量范围内都存在近似$10^{-19}\,{\rm eV}\lesssim m_V, m_{\rm ALP} \lesssim 10^{-13}\, {\rm eV}$的…
2018-01-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining the Existence of Axion Clouds in M87* with Closure Trace Analyses
本文提出利用对校准不敏感的闭合迹与共轭闭合迹乘积分析M87*偏振数据，以规避增益和泄漏等系统误差，并约束超大质量黑洞周围轴子云的存在。
2023-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining MeV-scale axion-like particles with Fermi-LAT observations of SN 2023ixf
本文利用Fermi-LAT对近邻星系M101中II型超新星SN 2023ixf的观测，通过分析重ALPs的光子衰变信号来约束MeV尺度类轴子粒子与光子的耦合，在乐观假设下可将现有约束改善约2倍，展示了核坍缩超新星作为基础物理探针的价值。
2024-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion inflation with gravitational waves across 29 decades in frequency
本文证明轴子暴胀后规范场预热产生的引力波显著影响有效相对论自由度数目，并利用现有 Planck 限制对暴胀子轴耦合给出最强约束，同时揭示引力波产生效率与张标比的相关性。
2020-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraining R-axion models through dijet searches at the LHC
在强子对撞机上寻找新的100 GeV的大质量共振，有效地耦合到色态是一个非常具有挑战性的问题，主要是由于在这个能量下存在大的QCD多喷流背景，使得在LHC上的搜索特别困难。最近，人们意识到，这些大的背景可以克服要求一个高$p_T$喷流从初始状态辐射（ISR）和通过新的喷流重建技术，通过该技术产生的强子化产品的大规模共振重建为脂肪喷流，一个独特的大半径喷流。ATLAS和CMS合作组织最近报告了对与ISR喷气机相关的单个脂肪喷气机的实验特征的搜索。动力学超对称性破缺与R对称性自发破缺的模型会产生一种称为R-轴子的伪南布-戈德斯通玻色子，它自然倾向于轻。在参数空间区域，异常的R-轴子耦合胶子的提升，这些模型可以测试对这些新的LHC dijet搜索。考虑到CMS搜索，我们将$q_μ$统计方法应用于信号事件对仅背景期望，得到95% C. L.对于特定信使扇区，即R-轴子质量$m_a$、衰减常数$f_a$和颜色信使$N$的数量，对最相关的模型参数的排除限制，这些限制适合于应用于具有轴子样粒子的更一般的模型。
2019-01-06 hep-ex hep-ph
Constraining axion-like particles using the white dwarf initial-final mass relation
类轴子粒子（ALP）是标准模型的许多扩展中常见的一类伪标量，具有从恒星内部吸收能量的能力。因此，恒星演化可以用来推导出许多对ALP的约束。我们研究的影响，keV-MeV尺度的ALP，专门与光子相互作用，可以施加在氦燃烧壳的渐近巨星分支星，后期生命的演化阶段的恒星与初始质量小于$8M_{\odot}$。我们建立了最终恒星质量的敏感性，这种能量损失的ALP与质量目前允许的恒星演化边界。通过对双白矮星双星的观测，导出了白矮星初末质量关系（IFMR）的半经验约束条件，并将其用于排除ALP参数空间中目前未受约束的宇宙学三角区.当ALP衰变长度变得比氦燃烧壳的宽度短时，导出的约束放松。其他潜在的来源恒星的限制ALP也进行了讨论。
2021-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Polarized anisotropic spectral distortions of the CMB: Galactic and extragalactic constraints on photon-axion conversion
我们重新审视了宇宙学的限制共振和非共振转换的光子在宇宙磁场的轴子。我们发现，对光子-轴子耦合和原始磁场的约束比以前声称的质量为$m_{\rm a} \lesssim 5\times 10^{-13}\,\text{eV}$的低质量轴子粒子弱得多。特别是，我们发现，轴子质量范围$10^{-14}\,\text{eV} \le m_{\rm a} \le 5\times 10^{-13}\,\text{eV}$不排除由CMB数据与以前的索赔。我们还研究了银河系磁场中的光子-轴子转换。在大尺度相干银河磁场中的共振转换导致质量范围为$10^{-13}\,\text{eV} \lesssim m_{\rm a} \lesssim 10^{-11}\,\text{eV}$的宇宙微波背景的$100\%$极化各向异性谱畸变。的极化图案的痕迹横向到视线的银河磁场的组成部分，而在银河磁场和电子分布的各向异性印记的光谱失真的特征各向异性图案。我们的结果适用于标量以及赝标量粒子。为了转换为标量粒子，偏振被$90^{\circ}$旋转，使我们能够将它们与伪标量区分开来。对于$m_{\rm a} \lesssim 10^{-14} \,\text{eV}$，我们有非共振转换的小尺度湍流磁场的银河系导致各向异性，但非偏振的光谱失真的CMB。这些独特的签名是对各向同性和非偏振信号的潜在判别，例如主CMB，以及具有…
2018-04-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining Axion-Like-Particles with Hard X-ray Emission from Magnetars
磁星核心产生的类轴子粒子（ALP）会在磁层中转化为光子，导致硬X射线波段的可能特征。我们进行了详细的计算ALP光子转换概率在磁层，重铸耦合微分方程，描述ALP光子传播成一种形式，是有效的大规模数值扫描。我们显示的ALP能量，质量，ALP-光子耦合，磁星半径，表面磁场，和之间的角度的磁场和传播方向的转换概率的依赖关系。一路上，我们开发了一个分析的形式主义，在更一般的$n$状态振荡系统进行类似的计算。假设ALP发射率从核心，只是次主导中微子发射，我们计算的ALP质量与ALP光子耦合空间的约束，以SGR 1806-20为例。特别是，我们采取基准值的磁星半径和核心温度，并约束ALP参数空间的要求，ALP-光子转换的光度不应超过总的观测光度的磁星。由此产生的约束条件是竞争力的ALP参数空间的相关部分从日光镜实验的约束。
2019-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-like dark matter with a radio-frequency atomic magnetometer
University of Crete（克里特大学）；ENSSAT, Université de Rennes（雷恩大学ENSSAT学院）；Zhejiang University of Science and Technology（浙江科技大学）
利用射频原子磁力计在宽频带内搜索轴子类粒子与物质的相互作用，发现暗物质轴子与质子、中子和电子耦合的上限，扩展了对轴子-费米子相互作用的搜索范围。
2026-03-29 hep-ph physics.atom-ph
Constraining heavy axion-like particles by energy deposition in Globular Cluster stars
重类轴子粒子（ALPs），质量高达几百keV，并与光子耦合，可以有效地产生在恒星等离子体中，导致显着的能量损失。这个论点已被应用到球状星团（GC）的氦燃烧的恒星，以获得严格的限制ALP光子耦合$g_{aγ}$。然而，对于足够大的ALP质量和光子耦合值，我们应该预期有相当一部分ALP在恒星内部衰变。这些ALP不会导致能量损失，而是导致恒星内部的有效能量转移。我们提出了一个新的弹道配方，涵盖了能量损失和能量转移制度，我们进行了第一次专门的模拟GC星，包括ALP能量转移。这个论点允许我们用$m_a \lesssim 0.4$ MeV和$g_{aγ} \simeq 10^{-5}$ GeV $^{-1}$来约束ALP，探测ALP参数空间的一部分，非正式地称为“宇宙学三角形”。这个区域特别有趣，因为它只被排除在标准宇宙学的论点之外，而这些论点在非标准的情况下是可以逃避的。
2022-06-29 astro-ph.SR hep-ph
The role of the chiral anomaly in polarized deeply inelastic scattering II: Topological screening and transitions from emergent axion-like dynamics
在文献[1]中，我们证明了在极化深度非弹性散射（DIS）中测得的结构函数$g_1(x_B,Q^2)$在大的$Q^2$的Bjorken极限和小的$x_B$的Regge极限中均受三角形反常的支配。在量子场论的世界线表述中，三角形反常来自世界线有效作用量的虚部。我们明确地表明如何Wess-Zumino-Witten长期耦合的拓扑电荷密度的原始isosinglet ${\bar η}$在这个框架中出现。我们证明了这一贡献所发挥的根本作用，在拓扑质量生成的$η^\prime$和取消所产生的三角形异常质子的螺旋度$Σ(Q^2)$的关闭前向极。我们恢复了Shore和Veneziano的一个惊人的结果：$Σ\propto \sqrt{χ'(0)}$，其中$χ'$是QCD拓扑磁化率在前向极限的斜率。我们在小$g_1$处构造了一个类似轴子的有效作用量，描述了胶子饱和和QCD真空拓扑之间的相互作用。特别是，我们概述了在小$x_B$的自旋扩散的“过势垒”sphaleron样的转变的作用。这种拓扑转变可以在未来的电子-离子对撞机的极化DIS中测量。
2022-04-08 hep-ph hep-th nucl-th
Neutron stars as photon double-lenses: constraining resonant conversion into ALPs
本研究提出利用磁星附近自由电子与辐射场对光子质量的相反贡献形成的共振条件，通过磁星SGR J1745-2900验证可提升轴子-光子耦合限制，为类轴子粒子搜寻提供新途径。
2023-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Sneutrino Mass in Chargino Production and Decay with Polarized Beams
类高吉诺电荷的产生和衰变是由超中微子交换决定的。因此，我们研究了带电粒子e^+ e^- -> chi^+_1 chi^-_1在偏振光束作用下的对产生以及随后的衰变chi^-_1 -> chi ^0_1 e^- nu_e，包括产生和衰变之间的完整自旋关联。自旋关联对衰变角分布和相应的前后不对称性有很强的影响。对于sqrt{s}=270 GeV和sqrt{s}=500 GeV的两种典型情形，我们证明了偏振光束的前后不对称性是约束超中微子质量m_{tilde{nu}_e}的重要工具。
1999-04-01 hep-ph
Constraining meV Axion Dark Matter with ALMA Observations of the Galactic Center Magnetar SGR 1745-2900
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉帕鲁尼亚大学）；The Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN)（理化学研究所）；ESO（欧洲南方天文台）；Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)（空间科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
基于ALMA 4.8小时观测数据，在133.99-149.78 GHz频段内未发现轴子暗物质候选特征，从而在标准暗物质晕轮廓下将轴子-光子耦合常数约束至$g_γ\gtrsim 2\times10^{-11}$ GeV$^{-1}$，并考虑人马座A*周围暗物质尖峰后进一步下探至$g_γ\gtrsim 2\times10^{-13}$ GeV$^{-1}$，触及量子色动力学轴子参数空间。
2026-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining axion-like particles with the diffuse gamma-ray flux measured by the Large High Altitude Air Shower Observatory
冰立方实验对极高能量中微子的探测支持了来自相同宇宙加速器的可比较的伽马射线对应物的存在。假设这些粒子的来源是河外起源，那么发射的光子流在宇宙距离上传播时会被大量吸收。然而，在光子与超轻类轴子粒子（ALP）混合的情况下，这种预期将被强烈修改。值得注意的是，宿主星系中的光子-ALP转换会产生一个ALP通量，它在河外空间中不受阻碍地传播。然后，ALP在银河系磁场中的反向转换导致了扩散的高能光子通量。在这种情况下，最近探测到的扩散高能光子通量的大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）允许我们排除在$95\%$ CL的ALP光子耦合$g_{aγ}\gtrsim 3.9-7.8 \times 10^{-11}~\mathrm{GeV^{-1}}$的$m_{a}\lesssim 4\times10^{-7}~\mathrm{eV}$，这取决于假设的磁场和原始的伽马射线光谱。这个新的约束是互补的，与其他ALP约束从非常高的能量伽马射线实验和未来的实验的灵敏度。
2022-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Polarized light-by-light scattering at the CLIC induced by axion-like particles
研究了类轴子粒子（ALPs）在CLIC中诱导的初始偏振康普顿背散射光子的光-光（LBL）散射。假设赝标量ALP与光子偶耦合，计算了总的截面。95% C. L.给出了ALP质量$m_a$及其耦合常数$f$的排除区域。结果与以前获得的CLIC界的非极化的情况下。结果表明，在$m_a = 1000 \mathrm{\ GeV} - 2000 \mathrm{\ GeV}$区域的偏振光束的$f$的界限，与碰撞能量3000 GeV和积分亮度4000 FB $^{-1}$，平均1.5倍强于非偏振光束的界限。因此，我们的CLIC边界强于$m_a > 80$ GeV的所有当前排除区域。特别是，它们比大型强子对撞机上ALP介导的LBL散射的限制更具限制性。
2021-01-05 hep-ex hep-ph
Constraining the Randall-Sundrum modulus in the light of recent PVLAS data
最近的PVLAS数据对在恒定均匀磁场中传播的电磁波的双折射和二向色性的测量提出了严格的限制。当假设适当的轴子电磁耦合时，已经有理论预测支持这种现象。从量子一致性的要求出发，这种耦合的起源可以追溯到低能弦作用。在这样的模型中产生的耦合，是弦理论中不可避免地存在的额外维度紧化的产物。因此，编码紧致流形的模量参数在确定轴子-光子耦合中起着至关重要的作用。在这项工作中，我们研究可能的界限上的紧凑的模量的值，出现从PVLAS数据得到的耦合的实验限制。特别是，我们专注于兰德尔-Sundrum（RS）型的翘曲几何模型的模量参数已经限制从要求的分辨率的规范层次问题与质量的希格斯玻色子。我们探讨了在PVLAS的双折射和二向色性数据的轴子质量的宽范围的模量上的约束。我们表明，建议的值的模量在RS的情况下，只能容纳轴子质量$\gsim$ 0.3 eV。
2008-01-17 hep-ex hep-ph hep-th
Constraining interactions mediated by axion-like particles with ultracold neutrons
通过精确测量超冷中子和$^{199}$ Hg原子的Larmor旋进频率的比值，给出了一种可能的短程自旋相关相互作用的新极限.测量是在$\sim$ 1 $μ$ T垂直磁保持场中进行的，该装置在Paul Scherrer研究所寻找中子的永久电偶极矩。通过寻找中子和汞自旋旋进频率的微小变化，可以研究自由旋进的极化中子自旋与壁材料的非极化核子之间可能的耦合。这种频率变化可以解释为短程自旋相关相互作用的结果，这种相互作用可能由轴子或类轴子粒子介导。相互作用强度正比于标量和赝标耦合常数$g_Sg_P$的CP破坏乘积。我们的结果证实了限制与自旋极化核的互补实验中的模型无关的方式。在$10^{-6}<λ<10^{-4}$ m的相互作用范围内，来自其他中子实验的限制提高了两个数量级。
2014-12-11 hep-ex hep-ph
Constraining the axiverse with reionization
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；University of Sheffield（谢菲尔德大学）；Harvard University（哈佛大学）；Università degli Studi di Salerno（萨莱诺大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare（意大利国家核物理研究所）
研究用再电离约束轴子宇宙的问题，通过大量IIB型弦理论模型计算轴子衰变导致的宇宙再电离历史，与观测比较，给出不同\(h^{1,1}\)下倾向低温再加热的模型比例，还提供代码，为相关研究打开大门。
2026-07-20 astro-ph.CO hep-ph
Constraining axion inflation with gravitational waves from preheating
本文研究暴胀后规范场预热产生的引力波，揭示其与张标比 r 的关联，并证明对 Neff 的限制是探测暴胀子轴子耦合的最灵敏方法。
2020-08-04 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Axion-Like Particles Dark Matter in Coma Berenices with FAST
本研究利用FAST对后发座的2小时射电观测，约束类轴子粒子暗物质性质，得到ALP-光子耦合95%上限，评估了FAST全带宽100小时观测的预期灵敏度，指出仅靠矮星系射电观测难超现有约束，需考虑致密星信号增强效应。
2024-04-17 astro-ph.HE hep-ph
Cosmological forecasts on thermal axions, relic neutrinos and light elements
未来宇宙微波背景和重子声学振荡测量的目标之一是提高中微子区的测量精度，提高对早期宇宙超暗辐射的灵敏度。在本文中，我们研究如何将这些改进转化为约束力的基本粒子的标准模型，涉及到量子色动力学（QCD）相变前热化的轴子散射与胶子动机良好的扩展。假设一个基准的$Λ$ CDM宇宙学模型，我们模拟了未来的数据阶段IV CMB和暗能量光谱仪（DESI）的调查和分析的混合方案的轴子和中微子热暗物质。我们还进一步说明了这些QCD轴子对大爆炸核合成预测的轻元素丰度的影响。最具约束力的预测限制的热遗迹质量是$m_{\rm a} \lesssim 0.92$ eV和$\sum m_ν\lesssim 0.12$ eV在95%的置信水平，表明未来的宇宙观测可以大大提高目前的边界，支持多信使分析的轴子，中微子和原始轻元素的属性。
2022-02-08 astro-ph.CO hep-ph
Constraining axion and compact dark matter with interstellar medium heating
本研究利用矮星系Leo T和银河系气体云G33.4-8.0的星际介质冷却率，约束了轴子、磁荷暗物质、致密暗物质及复合暗物质等模型对气体的加热效应，为暗物质直接探测提供了互补限制。
2023-04-06 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Polarization mesurements of gamma ray bursts and axion like particles
像伽马射线暴（GRB）这样的强磁化天体在一个足够宽的能带上传播的极化伽玛射线辐射为检验类轴子粒子（ALP）假说提供了机会。基于在几个伽马射线暴中探测到的极化伽玛射线辐射的证据，我们估计了在伽玛暴的磁化火球环境中可能发生的ALP诱导的二向色性水平。这允许估计伽玛暴的偏振测量的灵敏度的ALP-光子耦合。这种灵敏度$\gag\le 2.2\cdot 10^{-11} {\rm GeV^{-1}}$计算的ALP质量$m_a=10^{-3}~{\rm eV}$和MeV的伽马射线发射的能量扩展是有竞争力的CAST的灵敏度，并变得更强的ALP质量较低。
2008-09-03 astro-ph hep-ex hep-ph
Constraining eV-scale axion-like particle dark matter: insights from the M87 Galaxy
本研究通过分析 M87 星系中心的多波长数据，约束了 eV 尺度类轴子粒子暗物质衰变产生的窄发射线，推导出 ALP 与双光子的耦合常数限制，在 8-20 eV 质量范围内比现有结果强一个数量级。
2025-06-02 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axionlike particles with invisible neutrino decay using the IceCube observations of NGC 1068
本研究提出利用中微子衰变产生的类轴子粒子在银河系磁场中转伽马射线的新机制，结合IceCube与Fermi-LAT对NGC 1068的观测，给出了类轴子粒子参数的95%置信水平上限，结果与伽马射线观测约束相当，并估算了其对GeV弥散伽马流量的贡献。
2024-03-07 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion interferometry
我们建议使用圆偏振光的干涉测量作为一种机制，通过它来测试轴子暗物质。这些干涉仪与标准干涉仪的不同之处仅在于增加了几个四分之一波片以在反射时保持光的偏振。我们表明，使用当前的技术，干涉仪可以探测新的区域的轴子参数空间到一对夫妇的数量级超出当前的限制。
2018-08-08 hep-ph
Constraining anomalous gauge boson couplings in $e^+e^-\to W^+W^-$ using polarization asymmetries with polarized beams
利用$W$玻色子与纵向偏振光束的偏振态观测量，研究了$e^+e^-\to W^+W^-$中的反常$W^+W^-V$（$V=γ,Z$）耦合。对于有效的$W^+W^-V$耦合，我们使用最一般的Lorentz不变形状因子参数化以及$SU(2)\times U(1)$不变维数$6$有效算子。本文用马尔可夫链-蒙特卡罗（MCMC）方法计算了运行在质量中心能量为$\sqrt{s}=500$ GeV和${\cal L}=100$ fb $^{-1}$的$e^+e^-$对撞机中，不同运动学切割下$W$玻色子的截面、前后不对称性和偏振观测值参数化的反常耦合的同时极限.对于$e^-$和$e^+$偏振为$(+0.4,-0.4)$，获得形状因子的最佳限制为$1 \sim 5 \times 10^{-2}$。对于算子系数，得到最佳极限为$1\sim 16$ TeV $^{-2}$ .
2017-11-21 hep-ex hep-ph
Constraining Axion-Like Particle mediated Dark Matter with Observational Constraints: A Statistical and Machine Learning Approach
Yonsei University（延世大学）；BITS-Pilani, K. K. Birla Goa Campus（比拉理工学院，K.K.比尔拉果阿校区）；Goethe Universität（歌德大学）；Khon Kaen Particle Physics and Cosmology Theory Group (KKPaCT)（孔敬粒子物理与宇宙学理论组（KKPaCT））；Khon Kaen University（孔敬大学）
利用统计和机器学习方法，研究轴子类粒子介导的暗物质对中子星结构的影响，通过观测约束确定其质量与动量范围。
2026-01-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraining inflation with future galaxy redshift surveys
随着未来的星系巡天，宇宙中大尺度结构分布的大量傅立叶模式将变得可用。这些模式是对CMB模式的补充，可以用来对早期宇宙的模型设定限制，例如暴胀。使用MCMC分析，我们比较了CMB的功率与CMB和星系巡天数据的组合，以限制暴胀过程中产生的原始波动的功率谱。我们的分析基础上的普朗克卫星和光谱红移调查的配置参数接近的欧几里得任务为例。我们首先考虑模型的慢卷通货膨胀，并表明，包括大尺度结构的数据，提高了约束的标量谱指数和它的运行上的误差条几乎减半。如果我们试图重建暴胀单场势，在表征该势的参数上也可以得到类似的结论。然后，我们研究模型的功率谱中的功能。特别是，我们认为振铃功能所产生的潜在的和振荡，如在轴子monodromy的休息。添加大尺度结构可将对特征的约束提高两倍以上。在轴子monodromy，我们表明，有小振幅和频率的动量空间中的振荡是未检测到的CMB单独，但可以测量包括星系调查的分析。
2012-04-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Laser-driven search of axion-like particles including vacuum polarization effects
研究了强激光场中光子进入类轴子粒子的振荡。通过真空极化张量的低能行为来考虑非线性QED效应，真空极化张量是在单圈和弱场近似下由Euler-Heisenberg Lagrangian导出的。在这个框架中得到的表达式被应用到配置中的强背景场是一个圆偏振单色平面波。分析结果表明，在低能量动量转移的情况下，轴子场在真空中诱导了手征双折射和二向色性，这在纯QED背景下是不明显的。还确定了相应的偏振面的椭圆率和角旋转。我们利用这些可观的轴子参数施加排斥限制。我们的预测涵盖轴子群众的设置的基础上偶极磁铁提供不太严格的限制。可能的实验方案中，我们的结果可以进行测试进行了讨论。
2014-02-26 hep-ph hep-th
Fast Radio Bursts from Axion Stars
轴子是暗物质最有希望的候选者之一。轴子已经被证明可以形成质量为$\sim 10^{-12}M_{\odot}$的微团，并成为暗物质的主要成分。一些轴子微星团凝聚形成轴子星。最近，我们通过假设轴子星是晕的主要成分，证明了快速射电暴（FRB）的一种可能起源：FRB产生于轴子星和中子星之间的碰撞。值得注意的是，通过比较理论和观测事件率得到的轴子星质量与质量$\sim 10^{-12}M_{\odot}$一致。在本文中，我们详细描述了我们的FRB模型。我们导出了大半径轴子星的近似解，并约束了它们的质量，使近似有效。FRB是由中子星大气中的电子发射的。通过计算大气层的光学厚度，我们证明了大气层对于由轴子质量$m_a$给出的频率的辐射是透明的，如$m_a/2π\simeq 2.4$ GHz $(m_a/10^{-5}\rm eV)$。虽然辐射在发射时是线性偏振的，但在通过中子星的磁层后，它们被证明是圆偏振的。我们还表明，FRB是不是宽带和它们的频率有有限的带宽，由于在中子星的大气中的电子的热涨落。有限带宽的存在是我们模型的一个显著特征，可以通过观测进行测试。此外，我们还发现当轴子星与磁性白矮星$B\sim 10^9$ G碰撞时，也可能产生类似的FRB。其显著特征是脉冲串的持续时间为$0.1$秒的量级。
2015-11-17 astro-ph.HE hep-ph
