Large-scale alignments of quasar polarisations: a detailed study of the spinless-particle scenario
我们工作的主要动机是对类星体的一个令人困惑的观察。没有人预料到来自相隔千兆秒差距的物体的可见光的偏振存在相关性，直到它们以红移依赖效应的形式首次被报道，随着数据样本的增长，这种效应变得越来越重要。我们与观测小组密切联系，详细研究了最广泛考虑的设想，涉及河外磁场中的轴子-光子混合。经过系统的调查，我们得出结论，这是非常不可能的，这些观测可以解释为轴子类粒子，目前的数据和限制。我们还得到新的限制参数描述这些粒子。这篇论文特别给出了一个详细的解释的后果，轴子光子混合偏振，研究的平均频率的影响（包括波包处理的混合），并讨论了不同的磁场形态的后果。
2013-08-29 astro-ph.CO hep-ph
New polarimetric constraints on axion-like particles
我们表明，轴子粒子的参数空间可以严格限制使用类星体偏振的高精度测量。稳健的限制来自光学圆偏振和类星体的线偏振分布的测量范围。作为一种展望，这一技术可以通过使用即将到来的星载X射线偏振仪观测位于星系团后面的物体来改进。
2012-04-27 astro-ph.CO
Quasar polarization with two axionlike particles
最近的研究表明，类星体的可见光不存在圆偏振，严重限制了类轴子粒子（ALP）作为线偏振产生的解决方案的解释。此外，类似于先前在光学波段进行的观测，新观测到的类星体无线电波长的线性偏振，使得ALP的情况与两种观测中的至少一种不一致。在这项研究中，我们将这种情况下，两个轴子一样的粒子，一个标量和另一个赝标量。我们发现，标量和赝标量的影响相互抵消，从而抑制圆极化，同时保持一致的线极化，在可见光和无线电波波段观察。
2013-07-23 astro-ph.CO hep-ph
Correlated orientations of the axes of large quasar groups on Gpc scales
类星体的光学和射电偏振，以及射电喷流的相关取向，已经在Gpc尺度上被报道，可能是由于自旋轴的内在排列。光学类星体偏振似乎优先对准或正交于主机大尺度结构，特别是大型类星体群（LQG）。使用71个红移为$1.0 \leq z \leq 1.8$的LQG样本，我们研究了LQG本身是否表现出相关取向。我们发现，LQG位置角（PA）是不太可能从一个均匀的分布（$p$ -值$0.008 \lesssim p \lesssim 0.07$）。LQG PA分布是双峰的，中值模式在$\barθ\sim45\pm2^{\circ}, 136\pm2^{\circ}$，非常接近的平均角的类星体射电偏振报告在两个地区与我们的LQG样本一致。我们量化PA数据中的对齐程度，发现LQG在非常大的尺度上是对齐和正交的。在$\sim 30^{\circ}$（1.6 Gpc）的典型角（适当）分离处，最大显著性为$\simeq 0.8\%$（$2.4σ$）。如果LQG的方向相关性是真实的，它代表了大尺度结构的排列，其尺度大于宇宙学模拟预测的尺度，并且至少比迄今为止观察到的任何一个都大一个数量级，除了类星体偏振/射电喷流排列。我们的结论是，LQG对齐有助于解释类星体偏振/射电喷流对齐，但提出了具有挑战性的问题的起源LQG相关性和假设的和谐宇宙模型。
2022-01-27 astro-ph.CO
A structure for quasars under the scope of polarisation I. The UV/optical polarisation dichotomy of type-1 and type-2 AGN
我们介绍了Elvis（2000）提出的类星体唯象结构的紫外/光学偏振光谱模型。在本系列的第一篇论文中，我们探讨了从活动星系核（AGN）吸积盘垂直发射的辐射加速和弯曲风所产生的连续极化。我们模拟的辐射转移发生在汤姆逊散射和尘埃消光介质在一系列的形态参数和光学厚度的风。我们证明，Elvis提出的风几何形状（通过唯象推导出的弯曲角θ = 60度）仍然低估了观察到的1型和2型活动星系核的光学偏振百分比，并且尚未重现预期的偏振位置角的二分法。为了恢复所观察到的偏振特性，应考虑在赤道区域采用较小的弯曲角和一定量的尘埃屏蔽。当风的弯曲角θ = 45 °，锥形壳的半开角为3 ° < delta_theta <10 °时，两相流可产生所观察到的极化二分法和可接受的极化程度。风底处的吸收尘柱应在1 <τ_dust < 4的范围内（τ在2000 - 8000 Angs上积分）。从分光偏振测量和确定不同活动星系核类型的数密度可以进行简单的观测测试，以进一步限制风的几何形状。
2013-10-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Probing New Physics with High-Redshift Quasars: Axions and Non-standard Cosmology
本研究针对高红移类星体哈勃图与ΛCDM模型的3σ偏差，探究新物理解释，发现含星系际介质轴子-光子转换的BSM模型或可缓解偏差，而wCDM等非标准宇宙学模型无法缓解。
2024-09-11 astro-ph.CO hep-ph
Radio spectra and polarisation properties of a bright sample of Radio-Loud Broad Absorption Line Quasars
宽吸收线类星体（BAL类星体）的起源至今仍是一个悬而未决的问题。这些天体占类星体总数的20%左右，它们的光谱中呈现出宽吸收线，这些吸收线是由速度高达0.2c的外流产生的。在这项工作中，我们提出了一个定义良好的无线电响亮BAL类星体样本的多频研究的结果，无线电响亮的非BAL类星体的比较样本，两者都选自斯隆数字巡天（SDSS）。我们的目标是测试目前流行的模型的BAL现象-“方向”或“进化”-最好的解释BAL类星体的无线电特性。从1.4至43 GHz的观测已获得的VLA和Effelsberg望远镜，并从74至408 MHz的数据已从文献中汇编。候选GHz峰值源的比例在两个样本中相似（36个\pm 12%对23个\pm 8%），这表明BAL类星体通常不比非BAL类星体年轻。BAL和非BAL类星体显示出大范围的光谱指数，与广泛的方向一致。有微弱的证据（91%的置信度）表明，BAL类星体的光谱指数比非BAL类星体的光谱指数更陡，稍微有利于边缘方向。在更高的显著性水平（\geq 97%），BAL类星体的光谱并不比非BAL类星体的光谱平坦，这表明极性取向不是首选。
2012-03-20 astro-ph.CO
The MeerKAT Thousand-Pulsar Polarisation Array II: Searches for Ultralight Axion-Like Dark Matter
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP)（亚太理论物理中心）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）；University of Manchester（曼彻斯特大学）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那高等物理研究所（IFAE），巴塞罗那科学技术学院）
利用MeerKAT千脉冲星阵列监测的50颗高信噪比脉冲星，通过极化阵列搜索银河系内超轻类轴子暗物质，在质量范围[10^{-23},10^{-20}] eV内未发现显著信号，并给出了最严格的Chern-Simons耦合上限。
2026-05-29 astro-ph.CO astro-ph.HE
New constraints on light Axion-Like Particles using Chandra Transmission Grating Spectroscopy of the powerful cluster-hosted quasar H1821+643
类轴子粒子（Axion-Like Particles，ALP）被几种超越标准模型的理论预言，特别是弦论。在存在垂直于传播方向的外部磁场的情况下，ALP可以耦合到光子。因此，如果通过磁化等离子体观察X射线源，例如星系团中的发光类星体，我们可以预期光子ALP振荡很好地描述了光谱失真。利用$571 \ \mathrm{ks}$结合高、低能透射光栅（HETG/LETG）Chandra对强射电宁静类星体H1821+643进行了观测，该类星体位于红移为$0.3$的冷核星系团中.该光谱由双幂律连续谱和典型的1型活动星系核（AGN）的宽$+$窄铁谱线发射很好地描述，其余的光谱特征为$< 2.5\%$。使用基于细胞的方法来描述湍流集群磁场，我们比较我们的光谱与光子ALP混合曲线为500场实现假设的热磁压力比保持不变的维里半径。在$99.7\%$可信度和使用$β= 100$时，我们排除了大多数ALP肿块$< 10^{-12} \ \mathrm{eV}$的所有耦合$g_\mathrm{aγ} > 6.3 \times 10^{-13} \ {\mathrm{GeV}}^{-1}$。我们的研究结果是适度更敏感的约束ALP比以前最好的结果从钱德拉观测英仙座集群，虽然与一个较少的约束场模型。我们反映了光明的活动星系核嵌入在丰富的集群，特别是与即将到来的雅典娜任务的ALP研究的光明的未来。
2021-11-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Radio galaxies and their magnetic fields out to z <= 3
我们目前的偏振特性在$1.4\,$ GHz的两个独立的河外源人口：被动静止星系和发光类星体星系。我们使用的数据从{ \it广域红外巡天探测器}的数据，以确定偏振河外射电源的宿主星系人口。静止星系有较高的偏振百分比，较小的射电线性尺寸，和$1.4\,$ GHz光度的$6\times10^{21}<L_{\rm 1.4}<7\times10^{25}\,$ W Hz $^{-1}$，而类星体星系有较小的偏振百分比，较大的射电线性尺寸在无线电波长，和$1.4\,$ GHz光度的$9\times10^{23}<L_{\rm 1.4}<7\times10^{28}\,$ W Hz $^{-1}$，表明类星体星系的环境是负责较低的偏振百分比。我们的研究结果证实了以前的研究，发现在$1.4\,$ GHz的极化百分比和总通量密度之间的负相关。我们认为，极化河外射电源之间的人口变化是这种负相关的起源，并建议静止星系的空间密度的宇宙演化。最后，我们发现河外星系对邻近被动星系和遥远类星体星系自转测度的贡献是不同的。在考虑了宇宙学大尺度结构和Mg ~（2+）吸收体对RM的贡献后，我们发现，如果WISE星源本身的内禀RM分布至少有几个rad m $^{-2}$宽，那么遥远类星体源的内禀RM分布最多是附近静止星系RM分布的四倍宽.
2014-07-17 astro-ph.CO astro-ph.GA
New constraints on very light pseudoscalars
几乎无质量的类轴子粒子是天体物理学观测的兴趣，在文献中确实存在对其参数空间的一些限制。在这里，我们建议把新的约束这些粒子使用偏振，特别是不同类星体之间观察到的偏振差异。
2012-04-30 astro-ph.CO
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
Galaxy Cluster Thermal X-Ray Spectra Constrain Axion-Like Particles
类轴子粒子（ALP）和光子在磁场存在下相互转换。在keV能量的环境中的星系团，转换概率可以成为未抑制的轻ALP。将热X射线光子转换为ALP可以在星系团热韧致辐射谱中引入台阶状特征，我们认为现有的星系团X射线数据应该足以将低质量区$m_a \lesssim 1 \times 10^{-12}\,{\rm eV}$中ALP的边界扩展到$M \sim 7\times 10^{11}\, {\rm GeV}$，对于$10^{11}\, {\rm GeV} < M \lesssim 10^{12}$ GeV的光ALP，产生了有趣的和独特的观测特征，可以通过现有的和即将到来的X射线来探测（和潜在的X射线偏振）观测星系团。
2015-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searches for signatures of ultra-light axion dark matter in polarimetry data of the European Pulsar Timing Array
本研究利用 EPTA 的十二颗亮线偏振脉冲星数据，结合频率学派与贝叶斯方法搜寻超轻 ALPs 暗物质诱导的单色偏振振荡，给出耦合常数限制并识别出电离层系统误差信号。
2024-12-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the Evidence for Axion-like Particles from Active Galactic Nuclei
Burrage、Davis和Shaw最近建议利用天体高能和低能光度之间的相关性来探测磁场区域中光子和类轴子粒子（ALP）之间可能的混合。他们还通过分析活动星系核的光学/紫外和X射线单色光度，提出了ALP存在的证据。我们通过使用斯隆数字巡天/Xmm牛顿类星体巡天（Young等人，2009），它允许探索18种不同的光学/UV和X射线单色光度组合。然而，我们没有找到令人信服的证据证明ALP的存在。此外，Burrage等人报告的信号似乎更可能是由于X射线吸收而不是光子-ALP振荡。
2010-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
VLBA polarimetric observations of the CSS quasar 3C147
目标。本文报道了致密陡谱类星体3C147（B0538+498）在5GHz和8.4GHz的VLBA偏振观测结果。方法.通过使用多频VLBA观测，我们得出的总强度，偏振和旋转测量分布的毫角秒分辨率的图像，结合我们的新观测与档案数据。结果震源显示出一个单侧结构，有一个紧凑的区域，以及一个向西南方向延伸约200 mas的分量。紧凑的区域被分解成两个主要组件与极化发射，一个复杂的旋转测量分布，和一个磁场占主导地位的垂直于源轴的组件。结论.通过考虑所有可用的数据，我们检查的核心组件的可能位置，并讨论了两种可能的解释，观察到的结构，这个源：核心喷流和叶热点。进一步的观察，以明确地确定核心的位置将有助于区分这里讨论的两种可能性。
2009-10-12 astro-ph.CO
Properties of Ultralight Bosons from Spins of Heavy Quasars via Superradiance
本研究利用自旋修正的黑洞活动基本面约束重型喷流AGN的自旋，并通过超辐射限制标量、矢量和自旋2超轻玻色子的质量及暗物质占比。
2025-03-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational probes of ultra-light axions
轴子是一种假设的、动机良好的暗物质粒子，它的存在可以解释强相互作用中没有电荷宇称破坏。除了这个原始动机，质量为$10^{-33}\,{\rm eV}\lesssim m_{\rm a}\lesssim 10^{-10}\,{\rm eV}$的超轻轴子（ULA）的“轴宇宙”也从弦论中出现。根据质量的不同，这种暗能量对暗物质密度有贡献，或者说，表现得像暗能量。在这些质量下，ULAs的经典波状特性在天文学上表现出来，可能会缓解本地群体尺度上$Λ$ CDM范式内的观测紧张局势。ULA还提供小尺度上的特征，如结构抑制、干涉图案和孤子，以将它们与较重的暗物质候选者区分开来。通过它们的引力印记，在目前允许的参数空间中的ULA提供了一系列观测测试，以在未来十年中实现目标，改变了对微波背景各向异性、星系聚类、沿类星体视线中性氢的莱曼- $α$吸收、脉冲星计时和黑洞质谱的标准预测。
2019-04-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Effelsberg 100-m polarimetric observations of a sample of Compact Steep-Spectrum sources
我们用Effelsberg 100米射电望远镜完成了观测，测量了紧凑陡谱源完整样本的偏振发射。我们在四个不同的频率上观察到了这些信号源。我们补充了这些测量与极化参数在1.4 GHz来自NVSS。以前的单碟测量是从Tabara和Inoue的目录中获得的。计算四对频率的去极化指数DP。当在低于约2 GHz的频率下观察时，射电发射中出现了分数极化的下降。旋转的措施，在样本中的源的约25%。数值范围从3C 138中发现的约-20 rad/m** 2至3C 119中的3900 rad/m **2。在所有情况下，都严格遵循lambda**2定律。Tribble模型预测的前景屏幕或我们定义的“部分覆盖”的存在可以解释目前观测在偏振中检测到的CSS源的偏振行为。在较低的频率复极化的迹象被发现的一些来源。分数极化的可能的变化的情况下，也建议。最意想不到的结果被发现的分数偏振的分布与线性尺寸的源。我们的结果似乎不同意Cotton和合作者以及Fanti和合作者对CSS来源的B3-VLA样本的发现，即所谓的“Cotton效应”。然而，这种明显的矛盾可能是由B3-VLA类星体对样品的大量污染造成的。
2009-06-09 astro-ph.CO astro-ph.GA
Photons to axion-like particles conversion in Active Galactic Nuclei
光子可以在活动星系核内或周围转化为类轴子粒子（axion-like particles，ALPs）$γ\to a$，并在银河系磁场中再转化回光子$a \to γ$的观点于2008年提出，最近引起了越来越多的关注。然而，到目前为止，还没有人像现有知识所允许的那样仔细地估计转换概率$γ\to a$。我们的目标是填补这一空白。我们首先注意到，能在100 GeV以上探测到的活动星系核是耀变体，即带有喷流的活动星系核，其中一个喷流指向我们。此外，耀变体分为两个定义明确的类别：BL Lac对象（BL Lac）和平坦频谱射电类星体（FSRQ），具有截然不同的属性。在这封信中，我们报告了这两类耀变体内部的$γ\to a$转换概率的初步评估。我们的发现令人惊讶。事实上，虽然在BL Lac的情况下，由于强烈依赖于沿喷流的发射区域的有点不确定的位置和其中的磁场强度的值，转换概率被证明是完全不可预测的，但对于FSRQ，我们能够做出明确的预测。我们的研究结果是非常重要的计划非常高的能量光子探测器，如CTA，HAWK，伽马-400和HISCORE。
2015-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Nuclear spin-dependent interactions: Searches for WIMP, Axion and Topological Defect Dark Matter, and Tests of Fundamental Symmetries
我们计算质子和中子的自旋贡献的核使用半经验的方法，以及一种新的混合\emph{ab initio} /半经验的方法，解释实验数据。我们表明，核心极化修正\emph{ab initio}核壳模型计算一般减少质子和中子自旋期望值的差异，从不同的计算。我们推导出约束的自旋相关的P，T-违反相互作用的束缚质子与核子，这对于一定范围内的交换赝标玻色子质量提高了几个数量级的最严格的实验室限制。我们得出的CPT和洛伦兹不变性违反参数$|\tilde{b}_{\perp}^p| < 7.6 \times 10^{-33}$ GeV，这提高了最严格的现有限制的一个因素8，并证明灵敏度的参数$\tilde{d}_{\perp}^p$和$\tilde{g}_{ D\perp}^p$的水平$\sim 10^{-29} - 10^{-28}$ GeV，这是一个数量级的改进相比，相应的现有的灵敏度。我们扩展以前的分析核的顶点矩数据Cs获得新的限制其他几个CPT和洛伦兹不变性违反参数：$\left|b_0^p \right| < 7 \times 10^{-8}$ GeV，$\left|d_{00}^p \right| < 8 \times 10^{-8}$，$\left|b_0^n \right| < 3 \times 10^{-7}$ GeV和$\left|d_{00}^n \right| < 3 \tim…
2015-01-22 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Quantum fluctuations masquerade as halos: Bounds on ultra-light dark matter from quadruply-imaged quasars
超轻暗物质（Ultra-light dark matter，ULDM）是指一类理论，包括超轻轴子，其中质量为$m_ψ < 10^{-20}\, \rm{eV}$的粒子构成了暗物质的重要部分。星系尺度的德布罗意波长将这些理论与冷暗物质（CDM）区分开来，抑制了亚星系尺度上结构的总体丰度，并在晕的密度分布中产生了波浪状的干涉现象。以约束粒子质量为目的，我们分析了11个四重像强引力透镜的通量比。我们占抑制的晕质量函数和浓度-质量关系预测的ULDM理论，和主机晕密度分布的波动，校准模型的波干扰对银河系规模的晕的数值模拟。我们发现，颗粒状结构的晕密度分布，特别是波动的幅度，显着影响图像通量比，因此推断来自这些数据的粒子质量。我们推断CDM与ULDM的相对似然性分别为8：1、7：1、6：1和4：1，颗粒质量分别为$\log_{10}(m_ψ/\rm{eV})\in[-22.5,-22.25], [-22.25,-22.0],[-22.0,-21.75], [-21.75,-21.5]$。重复分析并忽略与波干涉效应相关的波动，我们获得了CDM到ULDM的相对可能性，粒子质量在98：1，48：1，26：1和18：1的相同范围内，突出了与波动相关的图像通量比的显著扰动。然而，我们的结果不利于$m_ψ < 10^{-21.5}\,\rm{eV}$最轻的粒子质量，增加了超轻轴子作为可行的暗物质候选者的压…
2022-09-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Investigation of the Radial Profile of Galactic Magnetic Fields using Rotation Measure of Background Quasars
该研究利用59条背景类星体视线的剩余旋转量，构建了典型高红移星系的磁场径向轮廓，发现视线磁场强度随碰撞参数增大而减小，为星系盘到环星系介质的磁场变化提供了观测证据。
2024-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
Polarization of AGN in UV Spectral Range
本文综述了WSO未来发射中宇宙学和恒星物理学的一些新问题。我们讨论三个问题。远距离z > 6类星体的紫外观测允许获得超大质量黑洞周围吸积盘的< 1 KeV软X射线辐射的信息，因为它的宇宙学红移。事实上，由于银河系的高吸收，X射线辐射区域的研究还不够充分。结果，人们将获得关于宇宙再电离区的重要信息。欧洲南方天文台的天文学家揭示了极化类星体电矢量排列的效应。这种排列的可能机制之一是类星体辐射在河外磁场中转化为低质量赝标粒子（轴子）。新的超对称粒子物理理论预言了这些玻色子。由于这种转换的可能性正在增加，即在紫外光谱范围内，人们可以预期类星体辐射的紫外光谱能量分布与光学范围内的偏振数据之间有很强的相关性。在恒星物理学中，超爱丁顿光度X射线源的起源是一个有趣的问题。这些X射线源的紫外线观测结果将允许找到这些来源的吸积中等质量的黑洞的起源。
2011-03-08 astro-ph.CO
