Signatures for Solar Axions/WISPs
标准的太阳物理学无法解释X射线发射和其他谜题，最引人注目的例子是日冕之谜。日冕温度上升以上的非耀斑磁化太阳黑子，而光球下变得更冷，使这个谜更耐人寻味。矛盾的太阳暗示着某种奇异的解决方案，轴子是（唯一的？）选择缺失的成分。我们提出了非典型的轴子签名，描绘太阳轴子的静止质量最大~17毫电子伏/c2。几十年来，太阳一直是被忽视的新粒子物理学的先驱。
2010-11-02 astro-ph.SR
Search for axioelectric effect of solar axions using BGO scintillating bolometer
用BGO探测器在低本底条件下探测了$ p + d \rightarrow {^3\rm{He}}+γ~(5.5~ \rm{MeV})$反应中产生的太阳轴子的轴电吸收。在90%的置信水平下，得到了一个与模型无关的轴子-核子和轴子-电子耦合常数的极限值：$| g_{Ae}\times g_{AN}^3|< 1.9\times 10^{-10}$。对质量在（0.1 - 1）MeV范围内的强子轴子$|g_{Ae}| \leq (0.96 - 8.2)\times 10^{-8}$，得到了轴子-电子耦合的约束条件.
2014-09-08 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Search for Solar Axions Produced in $p(d,\rm{^3He})A$ Reaction with Borexino Detector
使用Borexino探测器对$p+d\rightarrow\rm{^3He}+A (5.5 \rm{MeV})$反应中产生的5.5 MeV太阳轴子进行了搜索。轴子到光子的康普顿转换，${\rm A}+e\rightarrow e+γ$，轴电效应，${\rm A}+e+Z\rightarrow e+Z$，轴子到两个光子的衰变，${\rm A}\rightarrow2γ$，和逆Primakoff转换的核，${\rm A}+Z\rightarrowγ+Z$，被认为是。轴子-电子（$g_{Ae}$）、轴子-光子（$g_{Aγ}$）和等矢量轴子-核子（$g_{3AN}$）耦合的模型独立极限得到：$|g_{Ae}\times g_{3AN}| \leq 5.5\times 10^{-13}$和$|g_{Aγ}\times g_{3AN}| \leq 4.6\times 10^{-11} \rm{GeV}^{-1}$在$m_A <$ 1 MeV（90% c.l.）。这些限制比以前使用核反应堆和加速器的实验室实验中获得的限制强2-4个数量级。
2012-03-28 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Search for solar axions with CsI(Tl) crystal detectors
介绍了在阳阳地下实验室进行的韩国隐形质量搜索（KIMS）实验对太阳轴子的搜索结果。太阳轴子通过CsI（Tl）晶体中的轴电效应转化为电子，将产生低能电子反冲事件。使用来自34，596 $\rm kg \cdot days$的曝光的数据，我们设定了一个90%置信水平的上限，对轴子质量小于1 keV/ $\rm c^2$的$1.39 \times 10^{-11}$的轴子-电子耦合$g_{ae}$。这个极限低于太阳中微子的间接束缚，并且完全排除了DFSZ和KSVZ模型中分别重于0.48 eV/ $\rm c^2$和140.9 eV/ $\rm c^2$的QCD轴子。
2016-05-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
First indirect detection constraints on axions in the Solar basin
质量为keV量级的轴子可以在太阳核心内大量产生。大多数太阳产生的轴子逃逸到无穷远，但一小部分通量是以低于逃逸速度的速度产生的。随着时间的推移，这个过程会形成一个盆地，里面充满了被困在束缚轨道上的缓慢移动的轴子。这些轴子可以衰变为两个光子，产生可观察到的信号。我们把第一个限制这个太阳盆地的轴子使用最近的静止太阳观测NuSTAR X射线望远镜。我们比较了三种不同的方法来设置约束，并获得世界领先的限制与质量在5和30千电子伏之间的轴子，在某些情况下，提高恒星冷却边界的数量级以上的耦合。
2022-05-11 astro-ph.SR hep-ph
Axions as a probe of solar metals
如果轴子或类轴子粒子存在并被探测到，它们不仅将扩展粒子物理学的标准模型，而且将开辟一条探索其来源的新途径。轴子日视镜的目的是探测在太阳核心产生的轴子。它们的光谱包含了关于太阳内部的信息，原则上可以帮助解决高金属量和低金属量太阳模型之间的冲突。使用计划中的国际轴子天文台（IAXO）作为一个例子，我们表明，太阳望远镜可以测量的强度所造成的较重元素的存在下，具有良好的精度特征发射峰。为了从这些信息中明确地确定元素丰度，需要改进太阳等离子体内部原子状态的建模。
2020-01-24 astro-ph.SR hep-ph
Solar X-rays from Axions: Rest-Mass Dependent Signatures
太阳X射线的光谱形状是幂律的。太阳越活跃，分布就越不陡峭。这种现象可以用在光球层400公里深处发生的X射线的轴子再生来解释。它们的下康普顿化再现了测量的光谱形状，指向静止质量为m_a~17 meV/c2的轴子，而不与天体物理实验室的限制相矛盾。在2009年（SphinX任务）期间，直接测量了来自极端安静的太阳的软X射线光谱，尽管迄今为止一直被忽视，但符合轴子的情况。
2010-03-10 astro-ph.SR
Search for solar axions produced by Compton process and bremsstrahlung using the resonant absorption and axioelectric effect
研究了太阳康普顿和韧致辐射轴子在$^{169}$ Tm核上的共振吸收。这种吸收会导致激发低的核能级：$A+^{169}$ Tm $\rightarrow ^{169}$ Tm $^*$ $\rightarrow ^{169}$ Tm $+ γ$（8.41 keV）。此外，在硅原子的轴电效应寻求。使用放置在低背景设置中的Si（Li）探测器来检测轴子。由此得到了一个新的与轴子-电子和轴子-核子耦合约束无关的模型：$g_{Ae}\times|g^0_{AN}+ g^3_{AN}|\leq 2.1\times10^{-14}$和轴子-电子耦合常数：$|g_{Ae}| \leq 2.2\times 10^{-10}$。这些极限分别导致DFSZ和KSVZ模型中轴子质量的界限为$m_{A}\leq$ 7.9 eV和$m_{A}\leq$ 1.3 keV（$90\%$ C.L.）。
2013-12-01 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
A comprehensive calculation of the Primakoff process and the solar axion flux
本文全面计算了Primakoff过程，重点处理大质量轴子情形，并给出适用于高达几十keV质量范围的太阳轴子通量最新参数化结果，代码已公开。
2024-06-17 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ex
Thermomagnetic Ettingshausen-Nernst effect in tachocline and axion mechanism of solar luminosity variations
结果表明，太阳光度变化的轴子机制的假设表明，太阳轴子粒子出生在太阳的核心，并可能有效地转换回$γ$ -量子在太阳超冲速跃层的磁场是物理相关的。结果还表明，由速跃层中的磁场变化通过热磁Ettingshausen-Nernst效应引起的轴子起源的$γ$ -量子的强度变化直接引起太阳光度的变化，并最终表征太阳的活动和安静状态.在这个机制的框架内，我们得到了轴子与光子耦合强度（$g_{a γ} = 4.4 \cdot 10^{-11} GeV^{-1}$）和强子轴子粒子质量（$m_a \sim 3.2 \cdot 10^{-2} eV$）的估计。它还表明，声称的轴子参数不矛盾任何已知的实验和理论模型独立的限制。
2015-12-06 astro-ph.SR
Solar axions cannot explain the XENON1T excess
我们认为，在太阳轴子的解释，最近的XENON1T过剩是站不住脚的天体物理观测的恒星演化。我们讨论了为什么太阳轴子流的发射强度足以解释异常数据会从根本上改变某些类型的恒星在色星等图中的分布的原因，也会与一定数量的其他天体物理观测相冲突。从数量上看，差异的显著性范围从脉冲白矮星周期变化率的$3.3σ$到$R$参数和$M_{I,{\rm TRGB}}$的$19σ$。
2020-07-30 astro-ph.GA astro-ph.SR hep-ex
Quantifying uncertainties in the solar axion flux and their impact on determining axion model parameters
本文回顾了太阳轴子通量计算，开发了代码量化太阳模型带来的系统与统计不确定性，并研究了在考虑这些不确定性的情况下，即将建成的 IAXO 望远镜区分 KSVZ 轴子模型及解决太阳丰度问题的能力。
2021-09-08 astro-ph.SR hep-ph
Axion mechanism of Sun luminosity: light shining through the solar radiation zone
结果表明，太阳亮度的轴子机制假说是物理上相关的，即太阳轴子粒子诞生于太阳的核心，在太阳超冲速跃层的磁场中可以有效地转换回$γ$ -量子.结果还表明，由速跃层中的磁场变化引起的轴子起源的$γ$ -量子的强度变化，直接引起太阳光度%和太阳总辐照度（TSI）的变化，并最终表征太阳的活动和平静状态.在这个机制的框架内，我们得到了轴子与光子耦合强度（$g_{a γ} = 3.6 \cdot 10^{-11} GeV^{-1}$）和强子轴子粒子质量（$m_a \sim 2.3 \cdot 10^{-2} eV$）的估计。它还表明，声称的轴子参数不矛盾任何已知的实验和理论模型独立的限制。
2014-12-15 astro-ph.SR
New axion and hidden photon constraints from a solar data global fit
我们提出了一个新的统计分析，结合日震学（声速，表面氦和对流半径）和太阳中微子观测（$^8$ B和$^7$被通量）的上限非标准弱相互作用粒子的属性。我们的分析包括理论和观测误差，占太阳模型的输入参数之间的紧张局势，可以很容易地扩展到包括其他观测约束。我们提出了两个应用程序来测试的方法：研究的情况下，轴子和类轴子粒子和更新颖的情况下，低质量的隐藏光子。对于轴子，我们得到了一个上限在$3σ$的轴子-光子耦合常数的$g_{aγ}\,<\,4.1 \cdot 10^{-10} \rm{GeV^{-1}}$。对于隐藏的光子，我们得到了最严格的上限across广泛的质量的产品的动力学混合和质量的$χm < 1.8 \cdot 10^{-12} \rm{eV}$在$3σ$。这两种情况都改善了以前的太阳能约束的基础上，标准太阳能模型显示使用全局统计方法的力量。
2015-07-29 astro-ph.SR
Axion mechanism of the Sun luminosity and solar dynamo - geodynamo connection
结果表明，太阳速跃层（对流层底部）磁场环向分量的时间变化与地球磁场（Y分量）的时间变化存在较强的负相关关系。假设的太阳轴子在外部电场或磁场中能转化为光子（逆普里马科夫效应），它可能是太阳对流带磁场调制地球磁场的工具。我们提出了太阳光度的轴子机制和“太阳发电机-地球发电机”的联系，其中57 Fe核M1跃迁发射的太阳轴子的能量首先受到太阳速跃层磁场的调制（由于逆相干普里马科夫效应），之后是地球核心吸收的共振，从而起到能源和地球磁场调制器的作用。在这个机制的框架内，我们估计了轴子与光子的耦合强度（ga_gamma约为1.64*10^-9 GeV^-1）、轴子与核子的耦合强度（ga_gamma_eff约为10^-5）和轴子质量（ma约为30 eV）。
2010-11-15 astro-ph.SR physics.geo-ph
Theory of magnetic flux tubes in strong fields and the phenomenon of dark matter axions identical to solar axions
本文从速跃层到太阳表面，发展了B~ 10 ^7 G的几乎空锚定磁通量管（MFT）理论的一般规律。该理论的主要结果是在速度跃层附近的MFT内形成太阳轴子和磁O环。在这个磁O-环（基于柯尔莫哥洛夫湍流级联）中，轴子被转换为光子，在速跃层附近产生轴子源光子。另一方面，来自辐射区的高能光子通过O环中的轴子-光子振荡在黑子下产生光子起源的轴子。这意味着在如此强的磁场下，MFT的Parker-Biermann冷却效应由于Parker对流热传输的“消失”而发展，并且因此，磁管的下部的温度借助于在速跃层附近的光子起源的轴子而发展。结果，轴子起源的光子从速跃层到光球层打开了一条自由路径！我们表明，从辐射区通过的高能光子变成轴子，这几乎完全消除了几乎空的MFT的辐射加热。来自辐射区的一定通量的光子通过速跃层，借助于对流加热穿过强磁管的“环”。它允许确定速度和寿命的MFT重联之前，从速跃层到太阳表面，以及速度跃层附近的MFT重联率。最后，我们表明，太阳黑子周期的形成是暗物质-太阳轴子在太阳核心的表现，其调制控制的11年调制的非对称暗物质密度在太阳内部。
2022-03-13 astro-ph.SR hep-ph
