First results of the CAST-RADES haloscope search for axions at 34.67 $μ$eV
我们目前的遗迹轴子暗物质探测装置（RADES），这是欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜（CAST）的一部分，在34.67 $μ$ eV质量范围内寻找轴子暗物质的检测器的结果。利用这种滤波器状的晕圈结构，首次实现了一个由5个子腔组成的射频腔在CAST偶极磁体内部的物理测量。在34.6738 $μ$ eV < $m_a$ < 34.6771 $μ$ eV的质量范围内，设定g $_{aγ}\gtrsim 4\times10^{-13} \text{GeV}^{-1}$的轴子-光子耦合常数的具有95%可信度水平的排除极限。这构成了一个显着的改进，目前最强的限制设置的CAST在这个质量，并在同一时间的一个最敏感的直接搜索的轴子暗物质候选人以上的质量为25 $μ$ eV。结果还表明，在这项工作中，使用类似的相干谐振腔，探索更广泛的质量范围周围的值由CAST-RADES探测的可行性。
2021-10-27 hep-ex
Probing eV-scale axions with CAST
我们使用欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）装置寻找太阳轴子或其他耦合到两个光子的赝标量粒子。而我们以前已经报告的结果，从CAST与抽空的磁铁孔（第一阶段），设置限制较低的质量轴子，在这里，我们报告的结果，从CAST的磁铁孔充满了\hefour气体（第二阶段）的可变压力。气体的引入产生折射光子质量$m_γ$，从而实现与$m_γ$匹配的那些轴子质量\ma的最大可能转换率。在160个不同的压力设置下，我们扫描了高达约0.4 eV的\ma，每个设置获取约2小时的数据。当磁铁指向太阳时，由于没有多余的X射线，我们将$\gag\lesssim 2.17\times 10^{-10} {\rm GeV}^{-1}$的轴子-光子耦合的典型上限设置为$\ma \lesssim 0.4$ eV的95% CL，确切的结果取决于压力设置。排除的参数范围涵盖了现实的轴子模型与Peccei-Quinn尺度附近的$f_{\rm a}\sim10^{7}$ GeV。目前，在CAST第二阶段的第二部分，我们正在寻找质量高达约1.2 eV的轴子使用\hethree作为缓冲气体。
2009-01-09 hep-ex
Solar axion search with the CAST experiment
欧洲核子研究中心（CERN）的轴子太阳望远镜（CAST）实验正在寻找太阳轴子，通过它们在LHC偶极子的磁管内转换为光子。对磁管真空实验第一阶段记录的数据进行分析，得出了轴子与光子的耦合常数的最严格的实验极限。在第二阶段，CAST在磁管内使用缓冲气体，以扩大实验对更高轴子质量的灵敏度。我们将介绍$^{4}{\rm He}$数据采集的第一批结果以及去年为使实验适应$^{3}{\rm He}$数据采集而进行的系统升级。预期的灵敏度上的耦合常数的轴子光子将给出最近的$^{3}{\rm He}$运行刚刚开始于2008年3月。
2008-10-10 hep-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
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
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
Search for solar axions produced through the axion-electron coupling $g_{ae}$ using a new GridPix detector at CAST
本文利用CAST上的新型7-GridPix探测器搜寻通过轴子-电子耦合产生的太阳轴子，在约160小时数据中未发现显著超出本底的信号，从而对$g_{ae}\cdot g_{aγ}$设定了优于此前太阳轴子望远镜的新上限，并展示了GridPix技术在稀有事件搜寻中的潜力。
2025-08-19 hep-ex
CAST search for sub-eV mass solar axions with 3He buffer gas
欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）已经通过使用3 He作为缓冲气体来扩展对太阳轴子的搜索。在T=1.8 K时，这允许更大的压力设置，因此比我们以前使用4 He的测量对更高的轴子质量敏感。在252个不同的压力设置下，每一个都采集了大约1小时的数据，我们扫描了轴子质量范围0.39 eV < m_a < 0.64 eV。当磁体指向太阳时，由于没有多余的X射线，我们设定了一个典型的轴子-光子耦合上限，g_ag < 2.3 x 10^{-10} GeV^{-1}，CL为95%，精确值取决于压力设置。KSVZ轴子被排除在我们的质量范围的上端，这是有史以来第一次对太阳轴子的搜索。将来我们将把我们的研究扩展到m_a < 1.15 eV，与宇宙学热暗物质边界相重叠。
2012-10-04 hep-ex
Search for low Energy solar Axions with CAST
我们已经开始开发一种探测器系统，对eV能量范围内的单光子敏感，以适当地耦合到CAST磁体端口之一。这个系统应该打开一个窗口，可以探测到太阳发射的低能类轴子粒子。初步测试涉及一个冷却的光电倍增管耦合到CAST磁铁通过伽利略望远镜和切换40米长的光纤。该系统在理想条件下已经达到了探测器的极限背景水平，并在CAST进行了两次太阳跟踪运行。这样的测量以前从来没有用轴子日光镜做过。我们将介绍这些运行的结果，并简要讨论未来的探测器的发展。
2008-09-29 hep-ex
Search for solar axion emission from 7Li and D(p,gamma)3He nuclear decays with the CAST gamma-ray calorimeter
我们提出了一个高能量的轴子发射信号从7 Li（0.478 MeV）和D（p，γ）3 He（5.5 MeV）核跃迁使用低背景γ射线量热计在第一阶段的CAST实验搜索的结果。这些所谓的“强子轴子”可以为长期存在的强CP问题提供解决方案，并且可以从太阳核心的核M1跃迁中发射出来。这是第一次这样的搜索高能赝标玻色子与核子耦合进行使用日光镜的方法。未发现高于背景的过量信号。
2010-03-06 hep-ex
Axion helioscopes update: the status of CAST and IAXO
自从他们提出强CP问题的一个很好的解决方案以来，将近35年，轴子仍然是暗物质的少数可行候选者之一，尽管仍然无法检测到。大多数探测方法都是基于它们与光子的耦合，其中最敏感的方法之一是日光镜技术。我们报告的当前状态的欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜和未来的国际轴子天文台（IAXO）。最近的结果从第二部分的CAST阶段II，其中的磁铁孔充满了3 He气体在可变的压力实现灵敏度的轴子质量高达1.2 eV，提出。目前，在升级X射线探测器和安装第二个X射线光学器件之后，CAST有望提高其对静止质量低于0.02 eV/c^2的太阳轴子的灵敏度。与此同时，它正在探索低能物理前沿的其他可能性。另一方面，第四代轴子日光镜IAO旨在将CAST的轴子-光子耦合性能提高1-1.5个数量级。给出了该项目建造专用磁铁、光学器件和X射线探测器的详细信息。
2015-01-07 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
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
Search for Resonant Absorption of Solar Axions Emitted in M1 Transition in $^{57}$Fe Nuclei
研究了14.4keV太阳轴子在$^{57}$ Fe靶上的共振吸收。放置在低本底装置内的Si（Li）探测器用于探测14.4 keV核能级去激发中出现的$γ$ -量子：$A+\rm{^{57}Fe} \to \rm{^{57}Fe^{*}} \to \rm{^{57}Fe} + γ$。得到了强子轴子质量的新上限：$m_{A} \leq 151$ eV（90% C. L.）（$S$ =0.5，$z$ =0.56）。
2009-06-01 hep-ex hep-ph
A new upper limit on the axion-photon coupling with an extended CAST run with a Xe-based Micromegas detector
本研究通过扩展CAST运行（使用IAXO探路者探测器并部分采用氙基气体混合物），将曝光时间翻倍，未检测到太阳轴子信号，将轴子-光子耦合上限（mₐ≲0.02 eV）提升至5.8×10⁻¹¹ GeV⁻¹（95%置信水平），为IAXO未来探测器配置提供技术见解。
2024-12-04 hep-ex
Search for Dark Matter Axions with CAST-CAPP
CAST-CAPP轴子晕圈镜，在欧洲核子研究中心的CAST偶极磁铁内运行，已经在19.74 $μ$ eV到22.47 $μ$ eV的质量范围内搜索了轴子。探测概念遵循Sikivie Haloscope原理，其中暗物质轴子在浸没在磁场中的谐振器内转换为光子。CAST-CAPP谐振器是一个由四个单独的矩形腔组成的阵列，插入一个强偶极磁体中，相位匹配以最大限度地提高检测灵敏度。在这里，我们报告了2019年至2021年4124小时的数据。每个谐振腔都配备了在4.774 GHz和5.434 GHz之间10 MHz/min的快速频率调谐机制。在目前的工作中，我们排除了在90%的置信水平下的维里化星系轴子的轴子光子耦合到$g_{aγγ} = 8 \times {10^{-14}}$ $GeV^{-1}$。这里实施的相位匹配技术还允许未来的大规模升级。
2022-11-05 hep-ex physics.ins-det
New limit on the mass of 9.4-keV solar axions emitted in an M1 transition in $^{83}$Kr nuclei
利用安装在巴克桑中微子天文台低本底装置内的正比计数器，对$^{83}\rm{Kr}$核对太阳轴子的共振吸收进行了研究。得到的等截面和等矢量轴-核子耦合$|g_3-g_0|\leq 1.69\times 10^{-6}$的模型独立上限，使我们能够设定强子轴质量的新上限为$m_{A}\leq 130$ eV（95\%C. L.）通常接受的值为$S$ =0.5和$z$ =0.56。
2015-01-13 hep-ex hep-ph
The 3 cavity prototypes of RADES, an axion detector using microwave filters at CAST
遗迹轴子探测器实验装置（RADES）是一个轴子搜索项目，使用微波滤波器作为暗物质转换的谐振器。本出版物的主要重点是描述3种不同的腔原型的RADES。的原型之一的第一次测试的结果也被提出。过滤器由5或6个不锈钢子腔组成，由矩形膜片连接。子腔的大小决定了工作频率，子腔的数量决定了工作体积。第一个腔原型于2017年建造，工作频率为$\sim$ 8.4 GHz，并放置在CERN的9 T CAST偶极磁体上。2018年又设计并建造了两个原型。新设计的目的是找到并测试最佳腔体几何形状，以便按比例放大体积并引入有效的调谐机制。我们的研究结果表明，这种类型的过滤器，以达到QCD轴子在X波段的频率灵敏度有前途的潜力。
2019-03-11 hep-ex physics.ins-det
pn-CCDs in a Low-Background Environment: Detector Background of the CAST X-ray Telescope
欧洲核子研究中心（CERN）的CAST实验正在寻找来自太阳的轴子。轴子是一种赝标粒子，三十年前由理论激发，旨在解决强CP问题。与中性伴子一起，轴子是最有希望的暗物质候选者之一。在过去的两年中，CAST实验一直在收集数据，在质量范围低于0.1 eV的情况下，对轴子与光子的耦合设定了一个上限，比任何其他太阳轴子搜索都更加严格。2005年，CAST将进入一个新的实验阶段，将实验的灵敏度扩展到更高的轴子质量。CAST实验从高能物理学和X射线天文学的技术中获益匪浅：超导原型LHC磁体用于通过逆Primakoff效应将潜在的轴子转换为1-10 keV范围内可检测的X射线。CAST最灵敏的探测器系统是空间技术的一个副产品，一个Wolter I型X射线光学器件与为欧空局的XMM-牛顿任务开发的原型pn-CCD相结合。与其他稀有事件搜索一样，背景抑制和彻底的屏蔽概念对于尽可能提高实验的灵敏度至关重要。在这种情况下，CAST提供了一个机会，研究背景的pn-CCD和其长期的行为在陆地环境中的未来空间应用的可能影响。我们将根据2002年以来获得的数据，包括我们的背景模拟的初步结果，对CAST的pn-CCD的探测器背景进行系统的研究。
2005-08-10 astro-ph hep-ex physics.ins-det
New CAST Limit on the Axion-Photon Interaction
在2003- 2015年期间，欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）在一个翻新的LHC测试磁铁的9 T磁场中寻找$a\toγ$转换，该磁铁可以指向太阳。在其太阳轴子搜索的最后阶段（2013- 2015），CAST已经回到了真空磁管，这是最适合小轴子质量。没有高于背景的显著信号提供了$g_{aγ} < 0.66 \times 10^{-10} {\rm GeV}^{-1}$的世界领先限度（95% C.L.）关于$m_a \lesssim 0.02$ eV的轴子-光子耦合强度。与第一个真空阶段（2003- 2004年）相比，灵敏度大大提高了低背景X射线探测器和新的X射线望远镜。这些创新也为可能的下一代轴子太阳镜提供了探路者。
2017-12-20 hep-ex physics.ins-det
Results and perspectives of the solar axion search with the CAST experiment
将介绍利用欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜（CAST）进行太阳轴子搜索的情况。通过使用$^3$ He作为缓冲气体获得的最新结果使我们能够将我们的灵敏度扩展到比我们以前使用$^4$ He测量的更高的轴子质量。在252个不同的压力设置中的每一个下采集大约1小时的数据，我们已经扫描了轴子质量范围0.39 eV $ \le m_{a} \le $ 0.64 eV。当磁体指向太阳时，由于没有过量的x射线，我们将g $_{aγ} \le 2.3\times 10^{-10}$ GeV $^{-1}$的轴子-光子耦合的典型上限设定为95% C. L。精确值取决于压力设置。CAST发表的结果代表了光子与轴子和其他类似的奇异粒子耦合的最佳实验极限，这些粒子被称为WISPs（弱相互作用的细长粒子），在所考虑的质量范围内，该极限首次进入QCD轴子模型所青睐的区域。对于质量高达1.16 eV的轴子，初步的灵敏度也将显示出达到g $_{aγ} \le 3.5\times 10^{-10}$ GeV $^{-1}$在95% C. L时的轴子-光子耦合的平均上限。将提出将CAST方案延长至2014年的预期敏感性。此外，还将提出新的日光镜实验的长期选择。
2012-10-30 astro-ph.CO hep-ex
The International Axion Observatory (IAXO)
国际轴子天文台（IAXO）是新一代轴子日光观测仪，目标是对10 $^{12}$ GeV $^{-1}$的轴子-光子耦合的灵敏度，即比目前CAST所实现的灵敏度高1 - 1.5个数量级。该项目依赖于磁场体积的改进以及X射线聚焦光学器件和低背景探测器的广泛使用，这些创新已经在CAST中成功测试。IAXO的其他物理学案例可能包括检测电子耦合轴子，用于解决白矮星异常，遗迹轴子，以及各种更通用的类轴子粒子（ALP）和其他新的激发在基本粒子物理学的低能前沿。这篇文章是我们的论文[1]的总结，我们参考了更多的细节。
2012-01-18 hep-ex
Towards a new generation axion helioscope
我们研究了新一代轴子日光望远镜的可行性，这是迄今为止最雄心勃勃和最有前途的太阳轴子探测器。我们表明，在磁场体积，X射线聚焦光学和探测器背景的大的改进是可能的，超出了在欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）实现。对于强子模型，对$\gagamma\gtrsim {\rm few} \times 10^{-12}$ GeV $^{-1}$的轴子-光子耦合的灵敏度是可以想象的，超过CAST灵敏度1- 1.5个数量级。如果轴子也耦合到电子，太阳产生更大的流量为相同的佩切-奎因尺度值，允许一个探测更广泛的模型。除了轴子暗物质的搜索，这个实验将是有史以来最敏感的轴子搜索，达到或超过了SN 1987 A的严格界限，并可能测试轴子解释的异常白矮星冷却，预测$m_a$的几个meV。在轴子之外，这种新仪器将探测各种各样的轴子样粒子（ALP）和其他新的激发在基本粒子物理学的低能前沿完全未探索的参数范围。
2011-05-23 hep-ex
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
The X-ray Telescope of CAST
欧洲核子研究委员会的轴子太阳望远镜（CAST）自2003年以来一直在运行并收集数据。CAST实验的主要目标是寻找一种假想的赝标玻色子，即轴子，它可能产生于太阳的核心。CAST的基本物理过程是基于时间反演的普里马科夫效应，通过该效应，轴子可以在外部电磁场中转换为可检测的光子。预期所得X射线光子的热分布在1 keV与7 keV之间。CAST的最灵敏的探测器系统是pn-CCD探测器与Wolter I型X射线镜系统的组合。利用CAST的X射线望远镜，本底降低了2个数量级以上，从而第一次可以探测出轴子光子耦合常数g_agg，而不受g_agg < 1 x 10^-10 GeV^-1的最佳天体物理约束。
2007-05-10 astro-ph hep-ex physics.ins-det
Micromegas for dark matter searches: CAST/IAXO & TREX-DM
目前最引人注目的暗物质候选者是WIMP和轴子。在这项工作中探索的适用性gasesous时间投影室（TPC）与微网格气体结构（Micromegas）的搜索这些粒子。在粒子探测器中，这两种粒子在非常低的能量下都会产生非常低的速率。Micromegas探测器可以提供低背景速率和低能量阈值，这是由于读出的高粒度、放射性纯度和均匀性。小型（几厘米宽）的Micromegas探测器被用来对CERN轴子太阳望远镜（CAST）实验中预期的轴子诱导的x射线信号进行成像。我们展示了在CAST中获得的本底水平和进一步将它们降低到国际轴子天文台（IAXO）所要求的值的前景。我们还介绍了TREX-DM，用于轴子研究的Micromegas的放大版本，但这次致力于低质量WIMP检测。TREX-DM是一种基于Micromegas的高压TPC，旨在容纳数百克轻核（氩或氖），其能量阈值可能在100 eV水平。详细描述了探测器，以及地面调试和表征阶段的结果。此外，TREX-DM的背景模型，以及预期的灵敏度，这可能会超出目前的实验限制。
2016-09-21 hep-ex physics.ins-det
New solar axion search in CAST with $^4$He filling
欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜（CAST）在一个翻新的大型强子对撞机测试磁铁的9 T磁场中搜索$a\toγ$转换，该磁铁可以指向太阳。两个平行的磁体孔可以填充有可调节压力的氦气，以使X射线折射质量$m_γ$与轴子搜索质量$m_a$匹配。在真空阶段（2003- 2004年）之后，这对$m_a\lesssim0.02$ eV是最佳的，我们在2005- 2007年使用$^4$ He覆盖0.02- 0.39 eV的质量范围，在2009- 2011年使用$^3$ He从0.39- 1.17 eV扫描。在改进了探测器和屏蔽后，我们于2012年返回$^4$ He，研究了0.2 eV（我们早期搜索的“候选设置”）和0.39--0.42 eV左右的狭窄$m_a$范围，即$^4$ He可达到的轴子质量上限范围，以“跨越轴子线”KSVZ模型。我们将轴子-光子耦合的极限改进为$g_{aγ}< 1.47\times10^{-10} {\rm GeV}^{-1}$（95%C. L.），取决于压力设置。自2013年以来，我们已经回归真空，并致力于显著提高灵敏度。
2015-06-11 hep-ex physics.ins-det
CAST solar axion search with 3^He buffer gas: Closing the hot dark matter gap
欧洲核子研究中心（CERN）的轴子太阳望远镜（CAST）已经完成了用3^He缓冲气体对太阳轴子的探测，探测范围为0.64 eV < m_a <1.17 eV。由于当磁体指向太阳时没有多余的X射线，我们设定了一个典型的轴子-光子耦合上限，g_ag < 3.3 x 10^{-10} GeV^{-1}，CL为95%，具体值取决于压力设置。未来的直接太阳轴子搜索将集中在增加对较小g_a值的灵敏度上，例如通过目前讨论的下一代日光镜IAO。
2014-09-15 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Low background x-ray detection with Micromegas for axion research
轴子日视镜的目标是通过在实验室磁场中将太阳轴子转换为x射线来探测太阳轴子。使用低背景X射线探测器是提高这些搜索灵敏度的一个重要组成部分。本文综述了用于欧洲核子研究中心（CERN）轴子太阳望远镜（CAST）和未来国际轴子天文台（IAXO）的Micromegas探测器的最新进展。CAST中最新的Micromegas装置已经实现了1.5 $\times10^{-6}$ \ckcs的背景水平，比第一代CAST探测器获得的背景水平低100多倍。这种改进是由于主动和被动屏蔽技术的发展，离线歧视技术允许高度颗粒读出模式，以及使用的放射纯检测器组件。将介绍为减少背景水平而进行的密集研发的状况，包括在测试台架上操作复制探测器以及对探测器设置和探测器响应进行详细的Geant 4模拟，这使得人们能够逐步了解背景起源。目前在Canfranc地下实验室（LSC）运行的测试装置中达到的最佳水平低至$\sim10^{-7}$ \ckcs，显示了该技术在未来IAO中应用的良好前景。
2013-10-12 hep-ex physics.ins-det
Search for an Axion-Like Particle in B Meson Decays
类轴子粒子（ALP）在标准模型的许多扩展中被预测，它们的质量自然可以远低于电弱标度。在与电弱玻色子耦合的情况下，这些粒子可以在变味的$B$介子衰变中发射出来。我们在此报告的搜索ALP，$a$，在反应$B^\pm\rightarrow K^\pm a$，$a\rightarrowγγ$使用的数据收集的BABAR实验在SLAC。没有显着的信号被观察到，和90%的置信水平上限的ALP耦合到电弱玻色子的ALP质量的函数，提高电流约束的范围内的几个数量级$0.175\,\,\mathrm{GeV} < m_a < 4.78\,\,\mathrm{GeV}$。
2021-11-02 hep-ex
Search for hadronic axions using axioelectric effect
我们寻找了在Fe-57的第一个14.4 keV热激发态和基态之间的M1跃迁中从太阳发射出来的强子轴子，并通过轴电效应被HPGe探测器吸收。在95%的置信水平下，强子轴子质量的上限为400 eV。
2004-10-06 hep-ex hep-ph
Inching toward the QCD Axions with Axion Magnetic Resonance in Helioscopes
该研究将轴子-磁共振（AMR）机制从激光实验拓展至轴子太阳望远镜，应用于CAST实验遗留数据并对IAXO实验做预测，显著提升了对QCD轴子等的探测灵敏度。
2025-03-23 hep-ex hep-ph
Lowering the background level and the energy threshold of Micromegas x-ray detectors for axion searches
轴子太阳窥镜通过在强磁场中转换为x射线来寻找太阳轴子。使用低背景X射线探测器是提高这些搜索灵敏度的一个重要组成部分。本文综述了用于欧洲核子研究中心（CERN）轴子太阳望远镜（CAST）和未来国际轴子天文台（IAXO）的Micromegas探测器的最新进展。CAST中的实际设置已实现低于10 $^{-6}$ keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的本底水平，比第一代Micromegas探测器低100倍。这种减少是基于主动和被动屏蔽技术，选择放射纯材料，离线歧视技术和读出的高粒度。我们详细描述的背景模型的检测器，其操作的基础上在CAST网站和Canfranc地下实验室（LSC），以及Geant 4模拟。目前在LSC达到的最佳水平低于10 $^{-7}$ keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$，并显示出该技术在IAO中应用的良好前景。最后，我们提出了一些想法和结果，降低这些探测器的能量阈值低于1千电子伏，使用高透明的窗口，自动触发电子学和研究在不同的能量的集群形状。由于在这个能量范围内预期会有高通量的类轴子粒子，亚千电子伏阈值探测器可以扩大轴子太阳镜的物理情况。
2015-01-07 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
IAXO - The International Axion Observatory
国际轴子天文台（IAXO）是下一代轴子日光望远镜，其目标是对轴子-光子耦合的灵敏度达到几个10^{-12} GeV^{-1}，即比目前最灵敏的轴子日光望远镜--欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜（CAST）的灵敏度高出1-1.5个数量级。提高IAXO灵敏度的关键因素是磁场体积的增加以及X射线聚焦光学器件和低背景探测器的广泛使用，这些创新已经在CAST成功测试。用来解释白矮星冷却的电子耦合轴子、遗迹轴子和各种更通用的类轴子粒子（ALP）以及基本粒子物理学低能前沿的其他新激发，可以为IAO提供额外的物理动机。
2013-02-13 hep-ex physics.ins-det
Daily modulations and broadband strategy in axion searches. An application with CAST-CAPP detector
本文基于AQN暗物质模型，利用CAST-CAPP探测器数据研究相对论性轴子的日调制与宽带探测策略，虽未能确证暗区日调制，但为未来轴子搜寻提供了原理验证性分析流程。
2025-05-06 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Axion detection through resonant photon-photon collisions
我们调查的前景，一个替代的实验室为基础的搜索耦合的轴子和类轴子粒子的光子。在这里，两束激光的碰撞共振地产生轴子，并且在磁再转换之后检测到信号光子，就像在光穿透墙壁（LSW）实验中一样。传统的搜索，如LSW或异常双折射测量，是最敏感的轴子质量，可以实现实质性的相干性，这通常是远远低于光能。我们发现，使用目前可用的高功率激光设备，可以通过我们的方法实现的界限优于传统的LSW在$0.5-6$ eV之间的轴子质量，设置的光学激光频率和碰撞角。这些界限可以进一步改善，通过相干散射激光子结构，探测轴子光子耦合下降到$g_{aγγ}\sim 10^{-8} {\text{GeV}^{-1}}$，与现有的CAST界限。假设每角步测量一天，可以达到QCD轴子带。
2020-04-07 hep-ex 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
Simulating MADMAX in 3D: Requirements for Dielectric Axion Haloscopes
我们目前的三维计算介电haloscopes，如目前设想的MADMAX实验。对于理想的系统，具有完美的平坦，平行和各向同性的介质盘的有限直径，我们发现，几何形状因子降低了发射功率高达$30\,\%$相比，早期的一维计算。我们推导出的发射波束形状，这是重要的天线设计。我们发现，现实的暗物质轴子速度的$10^{-3} c$和外部磁场的不均匀性在$10\,\%$的规模上的MADMAX的灵敏度的影响可以忽略不计。我们调查的设计要求，发射功率的变化小于$20\,\%$的基准升压因子与$50\,{\rm MHz}$的带宽在$22\,{\rm GHz}$，对应于一个轴子质量$90\,μ{\rm eV}$。我们发现，最大允许的磁盘倾斜度是$100\,μ{\rm m}$除以磁盘直径，所需的磁盘平面度是$20\,μ{\rm m}$（最小到最大）或更好，和最大允许的表面粗糙度是$100\,μ{\rm m}$（最小到最大）。我们展示了如何使用瓷砖介质盘胶合在一起，从多个较小的补丁可以影响波束形状和天线耦合。
2021-10-13 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Quantum-enhanced sensing of axion dark matter with a transmon-based single microwave photon counter
本研究利用搭载基于transmon的微波光子计数器的轴子晕镜开展暗物质搜寻，将量子极限线性放大器的搜寻速度提升20倍，为共振型轴子探测设立了新基准。
2024-03-07 hep-ex quant-ph
Towards a medium-scale axion helioscope and haloscope
我们讨论的物理情况下，一个中等规模的轴子日光望远镜的概念，在轴子-光子耦合的灵敏度比欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜（CAST）好几倍。寻找具有这些耦合的类轴子粒子的动机是几个持续的天体物理异常。我们提出了早期的概念设计，现有的基础设施，预计灵敏度和时间轴的这样一个日光镜（特罗伊茨克轴子太阳望远镜实验，TASTE）将在核研究所，特罗伊茨克，俄罗斯建造。建议的仪器也可用于暗物质晕轴子的搜索。
2017-11-08 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
MADMAX: A new Dark Matter Axion Search using a Dielectric Haloscope
轴子是一个有趣的暗物质候选者，它来自于强CP问题的Peccei-Quinn解决方案。目前对轴子暗物质的实验研究集中在40 $μ$ eV以下的轴子质量范围。然而，如果在暴胀后恢复佩切-奎因对称性，观测到的暗物质密度将指向100 $μ$ eV左右的轴子质量。提出了一种基于不同电介质之间跃迁的轴子-光子转换的新方案。通过使用$\sim 80$电介质盘，发射功率可以比来自单个反射镜（平碟天线）的发射功率提高$\sim 10^5$倍。在10 T的磁场中，这足以用HEMT线性放大器检测$\sim 100 μ$ eV的轴子。提出了实验设计。噪声，transmittance和反射率测量在原型装置中获得的结果。显示了预期的灵敏度。
2016-11-14 astro-ph.CO astro-ph.IM hep-ex
Gaseous time projection chambers for rare event detection: Results from the T-REX project. II. Dark matter
作为T-REX项目的一部分，在过去几年中进行了许多研发和原型设计活动，以探索Micromegas读取的气态TPC在稀有事件搜索中的适用性，如双β衰变（DBD），轴子研究和低质量WIMP搜索。虽然在配套文件中，我们专注于DBD，在本文中，我们专注于搜索暗物质候选者，无论是轴子和WIMP的结果。小型超低背景Micromegas探测器被用于对像CERN的CAST这样的轴子太阳镜中预期的X射线信号进行成像。在CAST中已经实现了低至$0.8\times 10^{-6}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的本底水平，而在位于Canfranc地下的地下实验室的测试台中已经获得了低至$\sim10^{-7}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的值。将描述巩固和进一步降低这些值到$\sim10^{-8}$ c keV $^{-1}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$的前景。这样的探测器，放置在未来的IAXO实验的X射线望远镜的焦点，将允许10 $^5$比CAST更好的信噪比，并搜索太阳轴子与$g_{aγ}$下降到几个10 $^{12}$ GeV $^{-1}$，以及进入未探索的轴子参数空间。此外，这些TPC的放大版本，适当屏蔽并放置在地下，可以在寻找低质量WIMP方面具有竞争力。TREX-DM原型，$\sim$ 0.3…
2016-05-06 hep-ex physics.ins-det
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
Search for invisible axion dark matter of mass m$_a=43~μ$eV with the QUAX--$aγ$ experiment
QUAX-$aγ$实验的晕圈镜由一个8.1 T磁体内的无氧高导热铜腔组成，并冷却到$\sim200$ mK，用于搜索质量为$m_a\simeq43~μ\text{eV}$的银河系轴子。由谐振腔发射的功率被约瑟夫森参量放大器放大，其噪声波动处于标准量子极限。在大约1小时内收集的数据，在腔频率$ν_c=10.40176$ GHz，实验达到银河系QCD-轴子的检测所需的灵敏度，设置$90\%$置信水平限制的轴子-光子耦合$g_{aγγ}<0.639\times10^{-13}$ GeV $^{-1}$。
2021-05-26 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
Diffuse Axion Background
本研究构建了弥散轴子背景（D$a$B）的通用描述框架，基于现有实验给出轻轴子D$a$B通量的严格约束，指出未来实验可大幅提升探测灵敏度，证明D$a$B是研究轴子源与发射机制的有效探针。
2024-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
