Solar neutrino limit on axions and keV-mass bosons
萨德伯里中微子天文台（Sudbury Neutrino Observatory，SNO）测量到的各种太阳中微子通量将非标准能量损失限制在太阳光子光度的10%以下，取代了日震学的论点，并为低质量粒子的相互作用强度提供了新的限制。对于轴子-光子耦合强度，我们发现g_aγ<7 E-10 1/GeV。我们还得到明确的限制Yukawa耦合到电子的赝标，标量和矢量玻色子与千电子伏规模的质量。
2009-04-29 astro-ph
Flares as fingerprints of inner solar darkness
X射线耀斑和其他太阳增亮现象已经被排除在潜在的轴子信号之外。轴子X射线信号必须只出现在盘中心附近，其光谱必须在~4.2keV处达到峰值，与观测相反。我们认为，由于康普顿散射的（等离子体）电子的X射线从转换到太阳表面附近的轴子向外传播可以解释能量分布和非定向性。模拟指出光球层是假设的轴子转换的诞生地，这意味着轴子的静止质量约为0.01eV。目前，即使是最乐观的参数值也不能再现测量的强度。模拟的光子谱在低能量处达到峰值。安静的太阳硬X射线有利于大量和/或轻的轴子参与。
2008-10-20 astro-ph
Experimental Search for Solar Axions
利用单晶锗探测器的一种新技术已被用来寻找太阳轴子。它利用相干转换的轴子到光子时，他们的入射角满足布拉格条件与晶面。对来自阿根廷Sierra Grande的1 kg DEMOS探测器的约1.94 kg/年的数据进行分析，得出了一个新的实验室轴子-光子耦合束缚，其能量为g_{a,γγ} <2.7 \times 10^{-9} GeV^{-1}，不依赖于\sim 1 keV以下的轴子质量。
1997-12-26 astro-ph
Helioseismological constraint on solar axion emission
日震声速剖面严格限制了标准太阳模型的可能偏差，使我们能够推导出普里马科夫轴子发射对异常太阳能损失的新限制。对于轴子-光子耦合的$g_{aγ} < 5 x 10^(-10) GeV^(-1)$，太阳模型几乎与标准情况无法区分，而$g_{aγ} > 10 x 10^(-10) GeV^(-1)$可能被排除在外，对应的轴子光度约为$0.20 L_(sun)$。这个对$g_{aγ}$的限制比众所周知的球状星团限制要弱得多，但比以前的太阳极限要严格3倍。我们的结果主要是大量的当前或拟议的搜索实验太阳轴子的兴趣，因为我们的限制定义的最大g_{aγ} $，它是自洽的使用标准的太阳能模型来计算轴子光度。
1998-12-03 astro-ph hep-ph
Recent results from the Tokyo axion helioscope experiment
我们用一个装有2.3m长4 T超导磁体的轴子日光望远镜寻找了太阳核中可能产生的轴子。通过引入色散匹配气体，对m_a=0.26eV的轴子质量区进行了新的探索。初步分析表明，由于没有轴子信号，在这个质量区域，轴子-光子耦合常数的极限小于（6.4- 9.6）e-10 GeV^{-1}（95%CL）。这比从太阳年龄考虑推断的界限更严格，也比最近的日震界限更严格。
2000-12-15 astro-ph
A Search For Solar Hadronic Axions Using Kr-83
介绍了一种新的太阳强子轴子研究的实验方法。据认为，这些轴子产生于太阳在9.4 keV的第一热激发能级和$^{83}Kr$的基态之间的M1跃迁。我们的方法是基于在实验室中通过共振吸收过程由相同的核轴子检测。我们用氪气正比气体计数管探测轴子信号。通过这种设置，目标和检测器是相同的，这增加了实验的效率。目前，强子轴子质量的上限为5.5 keV，在95%的置信水平。
2004-02-23 astro-ph nucl-ex
The CERN Axion Solar Telescope (CAST): status and prospects
CAST实验正在CERN进行。它将利用一个退役的大型强子对撞机测试磁铁，通过在磁场内将其转换为光子来寻找太阳轴子。该磁体的磁场为9特斯拉，长度为10米，安装在一个平台上，可以垂直移动约8度，水平移动约40度。根据这些数据，我们预计当轴子质量m < ~10^-2 eV时，轴子-光子耦合的灵敏度为~5 x 10^-11 GeV^-1，当轴子质量m < ~2 eV时，充气管的灵敏度为10^-10 GeV^-1。
2002-12-01 astro-ph hep-ex
Status report of the Tokyo axion helioscope experiment
我们用一个由4 T × 2.3m超导磁体、PIN光电二极管X射线探测器和一个跟踪太阳的地平仪组成的探测器寻找太阳轴子。转换区域充满冷氦气，其修改相干转换发生时的轴子质量。在过去的测量中，已经扫描了从0到0.27eV的轴子质量。由于没有看到积极的证据，轴子-光子耦合常数的上限被设定为g < 6- 10 E-10/GeV（95%CL），这取决于轴子的质量。我们现在正在积极准备一个新阶段的实验，目标是一个到几个电子伏的太阳轴子。在这个质量区域中，我们的探测器可能能够检查比轴子模型更好的参数区域。
2008-06-09 astro-ph
Search for solar axions using Li-7
我们描述了一种新的方法来寻找太阳能，近单色强子轴子，后者被建议在太阳核中创建的第一激发水平的Li-7，在478 keV之间的M1过渡，和基态。由于多普勒展宽，原则上这些轴子可以通过地球上相同核素的共振吸收来检测。Li-7的激发核是在太阳内部通过Be-7电子捕获产生的，因此轴子伴随着能量为384 keV的Be-7太阳中微子的发射。一个实验已经产生了强子轴子质量的上限为32千电子伏，在95%的置信水平。
2001-09-10 astro-ph hep-ex nucl-ex
Theoretical expectations and experimental prospects for solar axions searches with crystal detectors
由于普里马科夫相干转换太阳轴子到光子通过布拉格散射在几个固态探测器的预期信号的计算，并与目前和未来的实验灵敏度进行比较。在可预见的将来，可以用晶体探测器探测出m_a>~0.03 eV的轴子窗口（目前用其他技术还达不到），以将轴子-光子耦合常数限制在日震学的最新界限之下。相反，在这种设备的灵敏度区域中的正信号将意味着重新审视针对相同范围的轴子质量导出的其他更严格的天体物理极限。
1998-10-20 astro-ph hep-ph
Detecting solar axions using Earth's magnetic field
我们表明，太阳轴子转换为光子在地球的磁层可以产生的x射线通量，平均能量\sim 4千电子伏，这是可测量的黑暗面的地球。地球磁场的小被一个大的磁化体积所补偿。对于质量小于10^{-4} eV的轴子，一个有效面积为10^4 cm ^2的低地球轨道X射线探测器指向太阳核心，可以在一年内探测到10^{-11} GeV^{-1}的光子-轴子耦合。因此，这种新方法的灵敏度将超过目前实验室限制的数量级。
2005-10-20 astro-ph hep-ex hep-ph
First results from the CERN Axion Solar Telescope (CAST)
假设具有双光子相互作用的类轴子粒子将通过Primakoff过程在太阳中产生。在实验室的磁场（"轴子太阳镜“）中，它们将被转化为能量为几千电子伏的X射线。使用退役的LHC试验磁体，CAST在2003年期间已经运行了大约6个月。本文介绍了这些数据分析的第一批结果。没有观察到高于背景的信号，这意味着当m_a <~0.02 eV时，在95% CL下，轴子-光子耦合的上限< 1.16 10^{-10} GeV^-1。这个极限与恒星能量损失的极限相当，而且比以前在这个轴子质量范围内的任何实验都要严格得多。
2005-03-01 astro-ph hep-ex
Experimental Search for Solar Axions via Coherent Primakoff Conversion in a Germanium Spectrometer
结果报告的实验搜索的独特的，快速变化的时间模式的太阳轴子相干转换成光子通过Primakoff效应在单晶锗探测器。预测这种转换时，轴子是在一个布拉格角与晶面入射。对阿根廷Sierra Grande的1 kg DEMOS探测器的约1.94 kg.yr数据进行分析，得到一个新的实验室约束，其轴子-光子耦合为$g_{aγγ} < 2.7\cdot 10^{-9}$ GeV $^{-1}$，与轴子质量无关，最高可达~ 1 keV。
1997-08-01 astro-ph hep-ph
Search for Solar Axions Using Fe-57
我们已经做了一个搜索的Fe-57 γ射线的能量14.4 keV的单色太阳轴子的共振吸收引起的，提出了森山。提出的轴子建议从太阳发射，在第一，热激发态和基态的Fe-57之间的M1跃迁。强子轴子质量的上限为745 eV，在95%的置信水平下得到，假设z=0.56和S=0.5。
1998-10-08 astro-ph hep-ex nucl-ex
Solar X-rays as Signature for New Particles
在太阳核心内产生的卡鲁扎-克莱因型的大质量轴子，可以被太阳本身的引力捕获在太阳内外的轨道上，在宇宙时间内积累。它们的辐射衰减可以引起各种太阳现象，比如著名的日冕加热，自1939年首次观测以来一直缺乏传统的解释。这些和其他最近的观测结果都支持太阳附近存在一个奇异粒子晕。X射线望远镜可以提供新的和重要的信息。基本的太阳轴子方案在参考文献中详细介绍。的[4，15]
2004-06-08 astro-ph
Prospects for solar axions searches with crystals via Bragg scattering
由于普里马科夫相干转换太阳轴子到光子通过布拉格散射在几个固态探测器的预期信号的计算，并与目前和未来的实验灵敏度进行比较。在可预见的将来，可以用晶体探测器探测出m_a > 0.03 eV的轴子窗口（目前还不能用其他技术探测到），以将轴子-光子耦合常数限制在日震学的最新界限之下。相反，在这种设备的灵敏度区域中的正信号将意味着重新审视针对相同范围的轴子质量导出的其他更严格的天体物理极限。将这种技术应用于正在Canfranc地下实验室采集数据的COSME锗探测器，可获得95%的C.L.极限g_a < 2.8 10^-9 GeV^-1。
1999-12-23 astro-ph hep-ph
Recent searches for solar axions and large extra dimensions
我们分析了最近的两个实验，旨在寻找太阳轴子的卡鲁扎-克莱因型的多维理论的背景下的数据。在这些实验中，轴子被认为是从太阳核心发射的，在57 Fe和7 Li的第一激发态和基态之间的M1跃迁中。由于轴子Kaluza-Klein态的多重数与普通QCD轴子的强度耦合，我们得到了四维Peccei-Quinn破缺标度f_{PQ}比太阳QCD轴子极限更严格的实验极限.具体来说，对于57 Fe实验，在具有两个额外维度和100 TeV量级的高维引力标度M_H的理论中，f_{PQ} >1x10^6 GeV，而在具有三个额外维度和1 TeV量级的M_H的理论中，f_{PQ} >1x10^6 GeV（与QCD轴子极限f_{PQ} >8x10^3 GeV相比）。对于7 Li实验，f_{PQ} >1.4x10^5 GeV和3.4x10^5 GeV（与QCD轴子极限相比，f_{PQ} >1.9x10^2 GeV）。这是一个有趣的特点，我们的结果，在大多数情况下，所获得的限制f_{PQ}不能耦合的质量的轴子，这基本上是由（共同）半径的额外的维度。
2002-03-14 astro-ph hep-ph nucl-ex
CAST: A search for solar axions at CERN
欧洲核子研究中心的新轴子太阳望远镜在2002年9月开始收集数据：CAST（欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜）使用退役的LHC偶极磁铁将假定的太阳轴子或类轴子粒子转换为可检测的光子。前所未有的偶极磁体强度和长度（9.5 T，10 m）导致了对这些粒子的预测灵敏度首次超过了天体物理学的限制，增加了发现的机会。X射线聚焦光学器件和最先进的探测器技术的使用使得地面实验的背景极低。简要的现状报告，重点是跟踪和控制系统和未来可能的扩展。
2003-04-15 astro-ph hep-ex hep-ph
The X-ray Telescope of the CAST Experiment
欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）使用一个9特斯拉的超导偶极磁体搜索太阳轴子，该磁体配备了3个独立的探测系统，用于在10米长的磁场内从轴子-光子转换产生的X射线。2003年前6个月的数据表明，当轴子质量< 0.02 eV时，轴子-光子耦合常数的95% CL上限为1.16 × 10（-10）GeV（-1）。CAST最灵敏的探测器是由Wolter I型反射镜系统和全耗尽pn-CCD焦平面探测器组成的X射线望远镜。通过聚焦从磁孔中出现的X射线，利用背景抑制的全部潜力，在2004年首次在受控实验室实验中获得的望远镜数据获得的轴子灵敏度将取代来自恒星能量损失参数的轴子约束。
2005-11-14 astro-ph
Theory for the Direct Detection of Solar Axions by Coherent Primakoff Conversion in Germanium Detectors
假设轴子存在，并在太阳中通过原子核库仑场中光子的Primakoff转换产生。在锗探测器中计算检测率，这是由于当入射角满足给定晶面的布拉格条件时，晶格中的轴子到光子的相干转换。速率与太阳和探测器的相对位置相关，产生一个特征可识别的亚昼夜时间模式。一个主要的实验提出了基于一个大型探测器阵列。
1997-08-01 astro-ph hep-ph
Particle Dark Matter and Solar Axion Searches with a small germanium detector at the Canfranc Underground Laboratory
一个小型的天然丰度锗探测器最近在Canfranc地下实验室（西班牙比利牛斯山）运行，其屏蔽和过载条件比同一探测器以前运行时有所改善。在这些条件下，72.7公斤/天的照射量与探测器以前的操作相比，目前的本底改进约为一个数量级。这些新数据已被应用于直接搜索WIMP和太阳轴子。新的WIMP排除图，改善目前的低质量的界限的报告。本文还提出了一个限制的轴子光子耦合从分析的数据寻找一个Primakoff轴子光子转换和布拉格散射晶体内。
2001-01-22 astro-ph hep-ex
Prospects of solar axion searches with crystal detectors
本文计算了在几种晶体探测器中，太阳轴子经布拉格散射相干转换为光子的预期信号。结果与目前和将来的实验灵敏度进行了比较，得出晶体探测器的灵敏度不会对球状星团的轴子-光子耦合ga极限提出挑战的结论。特别是，在用这种技术探测到的m_a ~> 0.03 eV的轴子质量窗口中（目前还无法用其他方法探测到），如果这些探测器的参数和性能得到显著改善，并且积累了大量的统计数据，g_a可能会被限制在10^-9 GeV^-1（最近的日震界）。这个界限应该被认为是未来晶体实验灵敏度的最小目标。因此，在这种灵敏度水平上发现正信号必然意味着重新审视针对相同范围的m_a值导出的其他更严格的天体物理极限。
1998-11-23 astro-ph hep-ph
Feasibility Study for Measuring Geomagnetic Conversion of Solar Axions to X-rays in Low Earth Orbits
我们提出了一个详细的计算的预期率的太阳轴子的地磁转换为X射线（GECOSAX）沿轨道的X射线卫星。我们使用真实的卫星轨道和传播时间。一个现实的地球磁场，它正确地占其空间不均匀性模型，使用。我们还考虑了地球大气对X射线传播的影响，计算了轴子-光子转换概率。为了估计轴子-光子耦合g_{aγ}可能的灵敏度，我们使用SUZAKU卫星对预期背景的实际测量。假设探测器面积为10^3 cm ^2，数据约为10^6 s，我们证明，对于质量m_a<10^{-4} eV的轴子，从GECOSAX得到的2 σ极限g_{aγ} <（4.7-6.6）乘以10 ^{-11} GeV^{-1}是可以实现的。这显著超过了当前实验室对g_{aγ}的敏感性。
2009-03-20 astro-ph hep-ex hep-ph
CERN Axion Solar Telescope as a probe of large extra dimensions
我们探讨了欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）的潜在测试存在的大额外的维度。CAST实验最初是为了寻找太阳轴子而提出的，其灵敏度应该提供轴子-光子耦合的极限g_{aγγ} <5 × 10 ^{-11} GeV^{-1}甚至更低。对耦合常数的预期限制比当前实验结果严格十倍。这个界限第一次超出了天体物理学考虑所规定的界限。作为一个调谐实验，计划探索轴子质量区域高达约1 eV，CAST也将对卡鲁扎-克莱因大质量态的存在敏感。因此，至少在两个压强下探测到X射线可能是大额外维度的特征。根据这个要求，我们发现CAST可以测试（两个）大的额外维度，如果m_{PQ} <1/（2 R），则（共同）紧致化半径R低至约250 nm，如果1/（2 R）< m_{PQ}，则低至约370 nm，其中m_{PQ}是Peccei-Quinn质量。
2004-04-14 astro-ph hep-ex hep-ph
An improved limit on the axion-photon coupling from the CAST experiment
我们已经搜索了太阳轴子或类似的粒子，耦合到两个光子使用欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）设置与所有探测器的改进条件。当磁体指向太阳时，由于没有多余的X射线，我们将95% CL下的轴子-光子耦合上限设定为8.8 x 10^{-11} GeV^{-1}，此时m_a <~ 0.02 eV。这一结果是轴子质量范围较广的最佳实验极限，对于m_a <~ 0.02 eV的情况，也取代了以前从球状星团恒星的能量损失论证中得出的极限。
2007-03-23 astro-ph hep-ex
Background study for the pn-CCD detector of CERN Axion Solar Telescope
欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）实验通过超导大型强子对撞机（LHC）原型磁体的高磁场中的逆普里马科夫效应，寻找来自太阳的轴子，这些轴子转换为能量高达10 keV左右的光子。背照式pn-CCD探测器与X射线反射镜光学器件一起是CAST中用于记录预期光子信号的三个探测器之一。由于这种信号非常罕见，并且背景成分不同（环境伽马辐射、宇宙射线、装置中的固有放射性杂质.）为了解决这个问题，已经对探测器背景进行了详细的研究，目的是了解并进一步降低探测器的背景水平。分析是基于在第一阶段的CAST和不同的背景成分的蒙特卡罗模拟的测量数据。这项研究将表明，观测到的本底水平（在1 ~ 7 keV之间，速率为（8.00 ± 0.07 × 10 ^-5计数/cm ^2/s/keV））似乎主要是由实验场的常规活动引起的外部伽马本底，而探测器本身的放射性杂质和宇宙中子可能只会产生较小的贡献。
2007-04-23 astro-ph physics.ins-det
