A Photon Regeneration Experiment for Axionlike Particle Search using X-rays
在这封信中，我们描述了我们的新的光子再生实验的轴子粒子搜索使用的光子能量为50.2 keV和90.7 keV的X射线束，两个超导磁体的3 T，和Ge探测器具有高量子效率。测量了与零相容的再生光子计数率。得到了类轴子粒子-双光子耦合常数随粒子质量变化的相应极限。我们的设置拓宽了纯陆地实验的能量窗口，致力于通过耦合到两个光子的轴子粒子搜索。这也为光子在磁场中的传播开辟了一个新的实验研究领域。
2010-12-03 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Resonant Regeneration in the Sub-Quantum Regime -- A demonstration of fractional quantum interference
光透过墙壁实验（在光学和微波领域）是一个强大的工具，可以用来寻找与光子耦合非常弱的光粒子，如轴子或额外的隐藏扇区光子。共振再生是利用共振腔提高光子再生率的一种新技术，是提高下一代实验灵敏度的最有前途的技术之一。然而，有人怀疑这种方法是否能在非常低的再生率下工作，即平均空腔包含少于一个光子。在这篇文章中，我们报告了一个演示实验，使用极低功率驱动的微波腔，以表明谐振放大工作也在这一制度。根据标准的量子力学，这是一个证明，干涉也工作在小于一个量子的水平。作为一个额外的好处，这个实验表明，腔内的热光子不会造成不利影响。
2011-01-21 hep-ex hep-ph physics.optics
Latest Results of the OSQAR Photon Regeneration Experiment for Axion-Like Particle Search
OSQAR光子再生实验采用"光穿墙"的方法寻找赝标和标量类轴子粒子，假设这些弱相互作用的亚eV粒子在强磁场中与两个光子耦合产生与可见光子的量子振荡。没有多余的事件已被观察到，这约束的双光子耦合强度的赝标量和标量粒子下降到$5.7 \cdot 10^{-8}$ GeV $^{-1}$在无质量的限制。这一结果是在实验室实验中获得的双光子耦合强度的最严格的约束。
2014-10-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
First results from the OSQAR photon regeneration experiment: No light shining through a wall
提出了一种利用特定压力下的缓冲气体放大磁场中光子-轴子转换的新方法。作为第一个结果，在95%的置信水平下获得了用于纯实验室实验的质量和耦合常数的新界限，该实验旨在检测可以耦合到光子的任何假设标量和伪标量，不包括新放弃的PVLAS结果。
2007-12-20 hep-ex
First Results of the Full-Scale OSQAR Photon Regeneration Experiment
最近密集的理论和实验研究揭示了粒子物理学标准模型之外可能的新物理，可以用亚电子伏能量实验来探测。在OSQAR光子再生实验的第二轮中，寻找光子到轴子（或类轴子粒子）的转换，两个备用的超导偶极磁铁的大型强子对撞机（LHC）已被使用。在本文中，我们报告的第一个结果，从光束在真空中传播内的两个LHC双极磁铁的9 T的领域。没有检测到超过背景的事件，并且可能的新标量和赝标量粒子的双光子耦合可以被约束。
2011-10-06 hep-ex
Constraints on chameleons and axion-like particles from the GammeV experiment
我们目前的GammeV实验的这两个方面的最新结果。第一个方面是使用可变基线，“光透过墙”技术搜索轴子状粒子。该检索排除了具有高置信度的PVLAS信号的颗粒解释。GammeV实验的第二个方面是寻找变色龙粒子，即可能导致宇宙暗能量的标量粒子。这是通过从“罐子里的粒子”实验中寻找一个特征性的余辉信号来实现的，在这个实验中，变色龙粒子被困在一个具有高磁场的区域中，并缓慢地衰减成可检测的光子。这是第一次使用这种实验技术来探测这些粒子。我们把有趣的限制范围有限的一般变色龙模型。这些限制是对其他实验的补充，例如扭摆实验，它探测新标量粒子产生的力。
2008-10-29 astro-ph hep-ex
The CHASE laboratory search for chameleon dark energy
标量场是产生暗能量的粒子的最佳候选者。然而，很少有理论方法可以同时解释观测到的宇宙加速度和逃避引力测试。变色龙机制，即粒子的性质取决于局部环境，是一种可能的途径。我们介绍了变色龙余辉搜索（CHASE）实验的结果，变色龙暗能量的实验室探测器。CHASE在对光子/变色龙耦合的敏感性以及对变色龙暗能量模型和标准幂律模型的敏感性方面都标志着对变色龙的其他研究的重大改进。由于变色龙暗能量实际上与宇宙学常数无法区分，因此CHASE以天文调查无法获得的方式测试暗能量模型。
2010-11-17 astro-ph.CO hep-ex
Production and Detection of Axion-like Particles by Interferometry
我们提出了一个干涉测量实验的轴子样粒子（ALPs）的检测。在普通的光子再生（光穿过墙壁）实验中，激光束穿过磁场渗透的区域，光子通过Primakoff过程转换为ALP，导致轻微的功率损失和相移。然后将光束与源自相同源的参考光束组合。检测到输出强度的变化将发出ALP（或可能以类似方式耦合到光子的其他粒子）存在的信号。因为只需要一个转换阶段，所以信号是${\cal O}(g^2_{aγγ})$，而不是用于光子再生实验的${\cal O}(g^4_{aγγ})$，其中$g_{aγγ}$是ALP和光子之间的耦合。这种对光子再生的改进由于散粒噪声的存在而无效，然而散粒噪声可以通过使用压缩光来减少，从而导致对$g_{aγγ}$的灵敏度比普通光子再生实验提高了$10^{1/2}$的数量级（假设$10{\rm dB}$噪声抑制）。此外，我们的设置可以直接结合光学延迟线或法布里-珀罗腔，以$n\sim10^3$的因子增强信号，其中$n$是激光束折叠的次数。这样，与光子再生实验中实现的$n^{1/4}$增强相比，我们可以通过另一个因子$n^{1/2}\sim 10^{1.5}$更好地约束$g_{aγγ}$。
2012-09-17 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
On the anomalous afterglow seen in a chameleon afterglow search
我们目前的数据，从我们的调查的异常橙色余辉，在GammeV变色龙余辉搜索（追逐）。这些数据包括有关观察到的辉光的宽带颜色、辉光与装置温度之间的关系的信息，以及在CHASE科学操作之前和期间获取的其他数据。虽然在几个细节上有所不同，但CHASE的余辉的一般性质与某些真空化合物中看到的发光相似。来自这种或类似的发光特征的污染将可能影响涉及低温环境中的单光子探测器和高强度光源的未来实验的设计和实现。
2012-05-29 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Improved Search for Solar Chameleons with a GridPix Detector at CAST
我们报告了一个新的搜索太阳变色龙与欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）。一个GridPix探测器被用来搜索从200 eV到10 keV的能量范围内的软X射线光子从转换太阳变色龙。在2014年和2015年采集的数据中未观察到明显超出预期背景的情况。我们对变色龙光子耦合设置了改进的限制，即$1<β_\mathrm{m}<10^6$的$β_γ< 5.7\times10^{10}$为95%CL将我们以前的结果改进了两倍，并首次达到了对速度跃层磁场的灵敏度低于太阳光度界限，直到$12.5\,\mathrm{T}$。
2018-11-08 hep-ex physics.ins-det
On search for eV hidden sector photons in Super-Kamiokande and CAST experiments
如果光隐藏扇区光子存在，它们可以通过与eV能量范围内的太阳光子的动力学混合产生。我们建议用超级神冈和/或升级后的CAST探测器来寻找这种假设的隐藏光子通量。对于亚电子伏区域的隐藏光子质量，所提出的实验对小到10^-9的混合强度很敏感，在没有观测的情况下，将改善最近从光子再生激光实验中获得的在该质量区域的限制。
2008-04-23 astro-ph hep-ex hep-ph
GammeV: a milli-eV particle search at Fermilab
GammeV是费米实验室进行的一项实验，该实验使用光线穿透墙壁技术来寻找轴子样粒子，并使用罐子中的粒子技术来寻找变色龙样粒子。我们得到的光子耦合到轴子状粒子，扩展以前的限制标量和pseudoscalars在毫电子伏特的质量范围内的限制。我们能够排除轴状粒子解释的异常PVLAS 2006年的结果超过5个标准偏差。我们还提出了搜索变色龙的结果，并限制其可能的耦合到光子。
2008-10-24 hep-ex
First Results on the Search for Chameleons with the KWISP Detector at CAST
我们报告的第一次测量与一个敏感的光机械力传感器设计的耦合真正的变色龙物质的直接检测。这些暗能量候选者可能在太阳中产生，并不受阻碍地流向地球。安装在CERN CAST轴子搜索实验上的KWISP探测器寻找由太阳变色龙的机械效应引起的薄膜的微小位移。位移由具有零差读出方案的迈克耳孙干涉仪检测。传感器得益于安装在CAST的ABRIXAS X射线望远镜的聚焦作用，这增加了膜上的变色龙通量。在望远镜的输出和探测器之间放置了一个机械斩波器来调制进入的变色龙流。我们介绍了2017年7月在CAST进行的太阳变色龙测量的结果，在95\%的置信水平下设定了作用在$80$ ~pN膜上的力的上限。探测器对于与物质$10^4 \leqβ_m \leq 10^8$的直接耦合是敏感的，其中与光子的耦合局部地结合到$β_γ\leq 10^{11}$。
2019-06-03 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Production and Detection of Axion-Like Particles at the VUV-FEL: Letter of Intent
最近，PVLAS合作报告了在横向磁场存在下真空中产生的光的偏振的极大旋转的证据。这可能是通过产生一个新的光自旋零粒子耦合到两个光子来解释的。在这份意向书中，我们建议通过建立一个光子再生实验来检验这一假设，该实验利用了沿尺寸为BL ~ 30 Tm的偶极磁体的线性排列的横向磁场发送的氘-紫外自由电子激光VUV-FEL的光子束。在VUV-FEL的高光子能量大幅增加预期的光子再生率在PVLAS异常暗示的质量范围内，在类似功率的可见光激光器的预期率相比。我们发现，粒子的PVLAS结果的解释，可以在很短的运行时间内进行测试。通过改变磁场相对于激光偏振的方向，可以确定赝标量与标量的性质。粒子的质量可以通过在不同的光子能量下运行来测量。拟议的实验提供了一个窗口的机会，一个坚定的建立或排除粒子解释的PVLAS异常之前，其他实验可以竞争。
2006-06-26 hep-ex hep-ph
Optical Resonators in Current and Future Experiments of the ALPS Collaboration
ALPS合作运行了一个“光透过墙壁”（LSW）实验，以寻找弱相互作用的亚电子伏粒子（WISPs）。它的灵敏度显着提高了纳入一个大规模的生产谐振器和一个小规模的高功率谐振二次谐波发生器。在这里，我们报告的重要实验细节和这些谐振器的局限性，并得出进一步的实验建议。未来ALPS实验的一个非常有前途的改进是将一个额外的大规模再生谐振器。我们提出了一个粗略的草图，如何结合再生谐振腔与单光子计数器（SPC）作为再生光子的探测器。
2010-03-30 hep-ex physics.optics
New Experimental limit on Optical Photon Coupling to Neutral, Scalar Bosons
我们报告的第一个结果的一个敏感的搜索标量耦合的光子轻中性玻色子的质量范围约为1.0毫电子伏特和耦合强度大于10 $^-6$ GeV $^-1$使用光学光子。这是一个光子再生实验，使用“光透过墙”技术，其中激光通过光束收集器上游的强磁场;再生的激光然后在与前者光学屏蔽的第二磁场区域的下游搜索。我们的研究结果表明，在这个区域的参数空间的标量耦合的证据。
2008-06-16 astro-ph hep-ex hep-ph
New Experimental Limit on Photon Hidden-Sector Paraphoton Mixing
我们报告了在质量范围为10^-5 ~ 10^-2电子伏的情况下，混合参数大于10^-7的光波长光子与假想的隐扇形准光子混合的第一批研究结果。这是一个使用“光透过墙”技术的生成再生实验，在该技术中，再生光子在将其与上游生成区域分开的光学屏障的下游进行搜索。这里提出的新限值对这种混合的敏感度比以前最好的测量值高出大约三倍。目前的结果表明，没有证据的光子准光子混合的参数范围内的调查。
2008-10-23 hep-ex hep-ph
On search for hidden sector photons in Super-Kamiokande
如果隐藏扇区光子存在，它们可能是通过太阳发射的光子振荡产生的。我们表明，这些粒子的搜索可以在超级神冈由于在这个检测器中的大量的光电倍增管（PMT）的存在下进行，具有相对低的噪声和大尺寸。这些粒子将穿透地球屏蔽层，并通过它们在PMT真空体积内振荡成真实光子而被PMT检测到。这将导致PMT计数率的增加，并且其每日变化取决于地球相对于太阳的位置。对于隐光子质量范围~10^{-3} - 10^{-1} eV，所提出的对这种效应的研究对小到~10 ^{-6}的光子-隐光子混合强度是敏感的，并且在没有观测的情况下，可以改善最近从光子再生激光实验中获得的该质量范围的限制。
2008-02-11 hep-ex hep-ph
Axion production and detection with superconducting RF cavities
我们提出了一种新的设计，实验室搜索轴子的基础上光子再生超导RF腔。我们的特定设置使用环形线圈作为受限静态磁场的区域，而生产和检测腔位于外部场消失的区域中。这允许在$Q \sim 10^{10} - 10^{12}$的品质因数下的腔操作。由于基本问题，如信号屏蔽和反反应的限制进行了讨论，并计算出最佳的灵敏度。这种实验设计可以潜在地探测超出天体物理极限的轴子-光子耦合，与下一代光学实验相当并互补。
2019-04-15 hep-ex hep-ph
Status of the ALPS Experiment
DESY的ALPS实验寻找与光子耦合非常弱的光粒子。主要物理目标是在光子再生实验中寻找轴子样粒子。实验装置的中心部分是一个5特斯拉的强超导HERA偶极磁体。在2007年和2008年的两个运行期间，我们收集了第一批数据，并探讨了设置的敏感性。一个法布里-珀罗激光腔正在建立，以提高灵敏度超过一个数量级。
2008-12-19 hep-ex
The future search for low-frequency axions and new physics with the FLASH resonant cavity experiment at Frascati National Laboratories
FLASH实验方案利用INFN弗拉斯卡蒂实验室的FINUDA磁体与超低温微带SQUID，构建强磁场谐振腔晕镜，填补0.49-1.49μeV质量范围QCD暗物质轴子搜寻空白，同时可探测多种新物理粒子与100-300MHz高频引力波。
2023-09-01 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Search for weakly interacting sub-eV particles with the OSQAR laser-based experiment: results and perspectives
最近的理论和实验研究突出了新的基本粒子物理学的可能性，超越了标准模型，可以通过亚电子伏特的能量实验进行探测。OSQAR光子再生实验在9 T的横向磁场中，在前所未有的$2 \times 14.3$ m长度上，从光学光子到"弱相互作用亚电子伏粒子"（WISP）（如轴子或类轴子粒子（ALP））的量子振荡中寻找"光穿墙"（LSW）。在背景上没有检测到过多的事件。可能的新的轻标量和赝标量粒子的双光子耦合可以被限制在无质量极限中小于$8.0\times10^{-8}$ GeV $^{-1}$。这些结果是非常接近的最严格的实验室限制获得的耦合的ALP两个光子。提出了进一步提高OSQAR实验灵敏度的计划。
2014-10-09 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Probing Light Pseudoscalar Particles Using Synchrotron Light
纯实验室的轻赝标粒子搜索的需要在文献中多次强调，因为这些粒子的天体物理边界依赖于几个假设来计算恒星等离子体中产生的通量。在本文中，我们研究了使用同步加速器的光作为光子再生实验的光源，也被称为“光透过墙壁”。这样的实验可以大大改善目前激光实验中对赝标粒子质量和赝标光子耦合常数的限制。这是可能的，即使使用少量的强大的磁铁（B = 10 T），由于大的入射光子通量。另一方面，使用宽带入射光子束而不是红外或光学激光器可以显著提高实验的质量范围（可以测试高达0.01 eV的质量而不会降低灵敏度）。大，但仍然可行，配置可以探索在一个相当独立的模型的方式，太阳搜索和HB恒星在球状星团检查的参数空间的很大一部分。此外，该建议可能是有用的测试字符串动机的有效理论包含光和弱相互作用粒子。
2009-02-04 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Production and Detection of Axion-Like Particles in a HERA Dipole Magnet - Letter-of-Intent for the ALPS experiment -
最近，PVLAS合作报告了在横向磁场存在下真空中光的偏振的异常旋转的证据。这可以通过一个新的光自旋零（类轴子）中性粒子耦合到两个光子的生产来解释。在这封意向书中，我们建议通过建立一个光子再生实验来测试这一假设，该实验利用了沿着超导HERA偶极磁体的横向磁场发送的高功率红外激光的光子束。拟议的ALPS（类轴子粒子搜索）实验提供了一个窗口的机会，快速坚定的建立或排除类轴子粒子解释的异常PVALS出版。它还允许测量该粒子的质量、宇称和耦合强度。[The实验已于2007年1月11日获得DESY董事会批准。
2007-02-13 hep-ex
New Exclusion Limits for the Search of Scalar and Pseudoscalar Axion-Like Particles from "Light Shining Through a Wall"
超越标准模型的物理学预言了新粒子的可能存在，这些新粒子可以在亚电子伏特范围内的低能前沿进行搜索。OSQAR光子再生实验在9 T横向磁场中，在前所未有的$2 \times 14.3$ m长度上，从可见光子到“弱相互作用亚电子伏粒子”（如轴子或类轴子粒子（ALP））的量子振荡中寻找“光穿墙”。2014年，该实验以出色的灵敏度运行，使用18.5 W连续波激光器以532 nm的单一波长发射绿光。在墙后没有检测到再生光子，将轴子和ALP的存在极限推到了这种实验室实验的前所未有的水平。在95%的置信水平下，可能的赝标量和标量ALP的双光子耦合可以被限制在几乎无质量的极限中，分别小于$3.5\cdot 10^{-8}$ GeV $^{-1}$和$3.2\cdot 10^{-8}$ GeV $^{-1}$。
2015-08-25 hep-ex physics.ins-det
Experimental Searches for the Axion and Axion-like Particles
在预测40年后，轴子仍然是强CP问题最令人信服的解决方案，也是一个动机良好的暗物质候选者，激发了大量基于轴子-光子混合的优雅和超灵敏实验。本报告审查了几个方面的实验情况。微波腔实验在微电子伏范围内寻找暗物质轴子方面取得了很大进展，可能扩展到100 μ eV。然而，在过去的几年里，人们已经认识到，轴子在整个弦论中是普遍存在的，但其质量自然落在纳电子伏特范围内，基于NMR的研究正在发展中。近年来，对太阳燃烧的核心发射出的轴子的研究，以及基于光子再生的纯实验室实验都取得了长足的进步，并为未来十年提出了雄心勃勃的项目。这些活动都推动了技术的发展，使敏感性和群众影响力大幅提高。此外，每种模态也被用来寻找更广义的轴子类粒子，这也将在本报告中讨论。我们希望，甚至乐观地认为，下一次对这一主题的回顾将涉及轴子的发现、它的性质以及它作为早期宇宙学和结构形成的探测器的利用。
2016-01-29 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
