Extraterrestrial Axion Search with the Breakthrough Listen Galactic Center Survey
在中子星的磁层中，轴子暗物质（DM）可以有效地转化为光子，产生近单色的射电辐射。当由底层电荷分布引起的等离子体频率与轴子质量近似匹配时，这个过程被共振触发。我们寻找证据，这一过程中使用档案绿岸望远镜收集的数据在调查中的银河系中心的C波段的突破听项目。虽然突破聆听的目标是在无线电波段找到外星生命的签名，但我们表明，他们的银河系中心区域的高频分辨率光谱数据非常适合搜索银河系内部pc中NS群体产生的轴子-光子跃迁。我们使用数据驱动的模型来捕获星系内部NS的分布和属性，并使用最先进的射线追踪模拟计算每个NS的预期无线电通量。我们没有发现任何证据的轴子DM和设置领先的轴子光子耦合的限制，排除值下降到$g_{a γγ} \sim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$的DM轴子的质量在15和35 $μ$ eV之间。
2022-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Assessing the sensitivity to Axion-Like-Particle Dark Matter with very-high-energy gamma-ray observations of selected AGN and galaxy cluster pairs
Irfu, CEA Saclay, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen（蒂宾根大学）
研究通过对选定AGN和星系团对进行甚高能伽马射线观测评估对类轴子暗物质的敏感性，采用叠加分析方法，利用模拟数据评估性能，可探索neV质量范围的ALP暗物质参数空间。
2026-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Updated Bounds on Axion-Like Particles from X-ray Observations
在这项工作中，我们重新访问五个不同的点源内或背后的星系团，以限制耦合常数之间的轴子粒子（ALP）和光子。我们使用三种不同的机器学习（ML）技术，并将我们的结果与标准的$χ^2$分析进行比较。这是我们第一次将近似贝叶斯计算应用于搜索ALP，并在ML分类器中发现了一致的良好性能。此外，我们应用更逼真的三维磁场模拟的星系团，并比较我们的结果与以前使用的一维模拟。我们发现ALP-光子耦合的约束在国家的最先进的水平与$g_{aγγ} \lesssim 0.6 \times 10^{-12}$ GeV ${}^{-1}$的界限，从而改善以前的约束从相同的观察。
2022-05-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Active galaxies can make axionic dark energy
活动星系核喷流携带螺旋形磁场，如果暗物质是轴子的，那么它会影响暗物质。这项初步研究表明，在强螺旋磁场的存在下，轴子凝聚体的性质可能会改变，成为暗能量。这样的暗能量可能会影响星系形成和星系动力学，因此在考虑轴子暗物质时不应忽视这种可能性。
2016-10-24 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Hardening of TeV gamma spectrum of AGNs in galaxy clusters by conversions of photons into axion-like particles
一小部分产生VHE伽马射线的活动星系核位于星系团中。团簇内介质中存在的磁场将导致VHE光子转化为类轴子粒子（ALP），这是标准模型的几个扩展的一般预测。以这种方式产生的ALP将穿越不受河外背景光影响的宇宙学距离，而VHE光子则会被大量吸收。最终，一部分重要的ALP会在银河系的磁场中重新转化为VHE光子。这一机制使星系团中活动星系核的VHE谱显著硬化。作为一个具体的例子，我们考虑两个观测到的VHE伽马射线源位于星系团，即1ES 0414 + 009在红移z = 0.287和MKN 501在z = 0.034的能谱。我们发现，硬化在所观察到的光谱变得相关的E> 1 TeV。对这一特征的探测将允许用目前运行的成像大气切伦科夫望远镜（如H.E.S.S.）间接探测质量m_a <10 ^{-8} eV且光子-ALP耦合g_{a gamma} <10 ^{-10} GeV ^{-1}的超轻ALP的存在，MAGIC、VERITAS和CANGAROO-III，甚至更有可能与CTA、HAWC和HiSCORE等计划中的探测器一起使用。对这一机制中调用的超轻ALP进行独立的实验室检查，可以与DESY的光子再生实验ALPS的计划升级和下一代太阳轴子探测器IAO一起进行。
2012-10-22 astro-ph.HE hep-ph
Sensitivity to Axion-like Particle dark matter with very-high-energy gamma-ray observations of Active Galactic Nuclei located behind Galaxy Clusters
CEA Saclay, Université Paris-Saclay（法国原子能和替代能源委员会萨克雷研究中心，巴黎萨克雷大学）；Institut für Astronomie und Astrophysik, Universität Tübingen（蒂宾根大学天文与天体物理研究所）
通过高能伽马射线观测活动星系核，研究轴子类粒子与光子相互作用的灵敏度，探索暗物质参数空间。
2026-06-08 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-Like Particle Dark Matter Intensity Mapping: A New Probe via Cross-Correlation with Galaxy Surveys
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）
利用射电强度测绘与2MRS星系分布交叉相关，探索μeV量级轴子类粒子暗物质信号，提出新的探测方法，补充现有暗物质搜索手段。
2026-05-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
On the impact of magnetic-field models in galaxy clusters on constraints on axion-like particles from the lack of irregularities in high-energy spectra of astrophysical sources
光子在外部磁场中可以转变为类轴子粒子（axion-like particles，ALP）。在一定条件下，这种效应会导致天体物理源观测光谱的不规则特征。在特定的光谱中缺乏这种不规则性被用来限制ALP参数，其中两个最受欢迎的来源是射电星系NGC 1275和耀变体PKS 2155-304。该效应以及因此的约束取决于来自光源的光传播所通过的磁场。在这里，我们重新审视ALP的约束，从伽马射线观测的NGC 1275考虑到定期磁场的X射线腔观察这个射电星系周围。在以前的研究中没有考虑到这个领域，这些研究假设了相干长度远小于腔尺寸的纯湍流场模型。对于纯规则场，ALP约束大大放松，相比纯湍流。虽然源周围的实际磁场是湍流和有序分量的未知总和，但结果的差异给出了研究的理论不确定性的估计，并要求详细测量用于约束ALP特性的源周围的磁场。
2020-01-28 astro-ph.HE hep-ph
Improving Statistical Sensitivity of X-ray Searches for Axion-Like Particles
对星系团中或星系团后明亮活动星系核的X射线观测提供了独特的能力来约束类轴子粒子（ALP）。现有的分析技术依赖于整体拟合优度的测量。我们开发了一种新的分析方法，提高了统计的敏感性ALP光子振荡隔离的特性引起的ALP的准正弦调制。这涉及分析波长空间中的残差，从而使傅立叶结构变得明显，以及机器学习方法。对于具有微量热仪分辨率的望远镜，模拟表明，与以前的方法相比，这些方法对ALP的灵敏度增加了两倍。
2018-08-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Improved limit on axion-like particles from gamma-ray data on Perseus cluster
在背景磁场存在下，类轴子粒子（ALP）与光子的耦合会影响伽马射线在磁化环境中的传播。这导致在星系团内或后面的源的伽马射线光谱的修改。我们在英仙座星系团中的射电星系NGC 1275的Fermi/LAT和MAGIC望远镜光谱中寻找ALP诱导效应。我们报告了一个数量级的改进上限的ALP-光子耦合常数，在0.1-10 neV的质量范围内从非检测的ALP印记的γ射线光谱。改进的上限延伸到ALP粒子可以形成暗物质的耦合范围。我们估计的灵敏度提高ALP搜索可实现的测量扩展到较低和较高的能量与e-ASTROGAM和CTA，并表明，γ射线探头的ALP与质量在$10^{-11}-10^{-7}$ eV范围将有订单的数量级更好的灵敏度相比，地面实验IAO。
2018-05-11 astro-ph.HE hep-ph
Active galactic nuclei through the prism of galaxy clusters: bounds on axion-like particles
本文提出通过叠加星系团后方活动星系核光谱的新方法，有效平均磁场不确定性，揭示光子到类轴子粒子的独特转换特征，从而在纳电子伏特质量范围显著改善ALP参数空间约束。
2025-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Searching for relativistic axions in the sky
本研究提出利用SKA射电望远镜对Seg I矮星系进行100小时观测，可搜寻相对论性轴子，探测未被现有实验约束的参数空间，同时量化了湍动磁场与玻色增强效应带来的灵敏度不确定性。
2023-08-22 astro-ph.HE hep-ph
Turbulence Induced Non-Gaussian Spectral Distortion in the Microwave Sky from Photon-Axion Conversion in Galaxy Clusters
本研究开发了基于数值模拟的星系团光子-类轴子粒子转换技术，首次发现湍流可诱导强非高斯CMB谱畸变信号，为探测特定质量范围的类轴子粒子提供了新方法。
2025-05-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Jet-Intracluster Medium interaction in Hydra A. I Estimates of jet velocity from inner knots
我们提出的第一阶段的调查的相互作用的喷流在射电星系长蛇座A与集群内的介质。我们考虑喷流动能，星系和星团大气，以及射电源的内部结构。通过分析Taylor等人（1990）对Hydra A内叶的射电观测，我们证实了Wise等人（2007）从X射线腔的动力学分析中得出的喷流功率估计约为1 e45 ergs/s。有了这个结果和星系晕的模型，我们探索的射流内集群介质的相互作用发生在一个规模为10千秒差距，使用二维，轴对称，相对论纯流体动力学模拟。一个关键的特点是，我们确定了三个明亮的结在北方的射流作为双锥约束冲击，这导致当一个过压射流开始进入平衡与银河系大气。通过对参数空间的研究，我们推断出在距离黑洞0.5千秒差距处喷流的速度约为0.8摄氏度。喷流功率、沿喷流观察到的喷流半径剖面以及估计的喷流压力和喷流速度的组合约束意味着北喷流的喷流密度参数值约为13。我们发现，对于喷流速度= 0.8c和喷流和视线之间的角度= 42度，在北部和南部喷流的发射率的内在不对称性是需要一个一致的亮度比约7估计从6厘米VLA图像的水螅A。
2014-08-20 astro-ph.GA astro-ph.HE
Axion lines from nuclear de-excitations in galactic stellar populations
本研究提出近邻星系核退激可产生单能轴子并转化为硬X射线信号，利用NuSTAR数据搜寻M87和M82中14.4 keV铁核退激对应的轴子信号，未发现证据并设定了轴子耦合组合的领先约束。
2025-09-03 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
How to suppress exponential growth -- on the parametric resonance of photons in an axion background
轴子-光子相互作用可以导致在冷轴子背景的存在下通过参数共振增强电磁场，对于频率接近轴子质量一半的模式。在本文中，我们研究了轴子动量色散的作用以及背景引力势的影响，它可以失谐的共振，由于引力红移。我们表明，通过分析以及数值计算，共振导致光子场的指数增长，只有当（a）轴子动量传播小于逆共振长度，和（b）引力失谐距离大于共振长度。对于现实的参数值，这两种效果强烈抑制共振，并防止光子场的指数增长。特别是，即使假设所有的暗物质都是由一个完全冷的轴子凝聚体组成，由于我们星系的引力势而产生的红移也阻止了光子在可观测频率范围内的共振。对于质量低于$\sim 10^{-13}\, M_\odot$的轴子团块，动量扩散条件更具限制性，而对于质量更大的团块，红移条件占主导地位。
2020-10-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searching for a 0.1-1 keV Cosmic Axion Background
弦论模在z \sim 10^{12}处的原初衰变自然会产生能量为0.1 - 1 keV的暗辐射宇宙轴子背景（CAB）。这种CAB可以通过天体物理磁场中的轴子-光子转换来探测，从而在极紫外和软X射线波段产生准热过剩。即使对于\ll 10^{-11} GeV^{-1}的轴子-光子耦合，也可以产生实质性的和可观察的光度。我们认为轴子-光子转换可以解释观测到的星系团中软X射线的过量发射，也可能对弥散未分辨的宇宙X射线背景有贡献。我们列出了一些相关的预测的情况。
2014-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Merger of Dark Matter Axion Clumps and Resonant Photon Emission
一部分轻标量暗物质，特别是轴子，可能会组织成引力束缚的团块（恒星），并在今天的银河系中大量存在。因此，确定这种情况是否有新的观测特征是最有意义的。工作表明，对于中等大小的轴子-光子耦合，这种团簇可以经历参数共振成为光子，对于超过临界质量$M^{\star}_c$的团簇，我们中的一些人在参考文献[1]中精确地确定。为了在今天的银河系中获得一个超过临界质量的团块，需要合并。在这项工作中，我们进行全三维模拟的轴子团块对，并确定合并发生的条件下，通过标量波的发射，包括分析头和非头碰撞，相位依赖性，和相对速度。与文献中的其他工作一致，我们发现合并后的最终质量$M^{\star}_{\text{final}}\approx 0.7(M^{\star}_1+M^{\star}_2)$大于每个原始团块质量（对于$M^{\star}_1\sim M^{\star}_2$）。因此，亚临界质量的团块有可能合并并成为超临界的，因此经历参数共振成为光子。我们发现，合并预计将在今天的银河系运动学允许高Peccei-Quinn尺度，这是强烈建议统一的想法，虽然碰撞率很小。虽然合并可以发生在具有较低Peccei-Quinn标度的轴子上，这是由于相对速度的统计波动，因为它们具有较高的碰撞率。我们估计了今天银河系内的碰撞和合并率。我们发现，合并导致地球上的能量通量，可以是可观的，我们提到观测搜索策略。
2020-07-31 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Constraining eV-scale axion-like particle dark matter: insights from the M87 Galaxy
本研究通过分析 M87 星系中心的多波长数据，约束了 eV 尺度类轴子粒子暗物质衰变产生的窄发射线，推导出 ALP 与双光子的耦合常数限制，在 8-20 eV 质量范围内比现有结果强一个数量级。
2025-06-02 astro-ph.HE hep-ph
AGN spectral variability across activity states and searches for axion-like particles
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学）；Bogolyubov Institute for Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院博戈留博夫理论物理研究所）
本研究探讨了AGN光谱变化对ALP搜寻的影响，发现时间平均可能误判ALP效应，强调需考虑光谱变化以提高搜索精度。
2026-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-like Particles from the Observation of GRB 221009A by LHAASO
本文利用 LHAASO 对最亮伽马暴 GRB 221009A 的 TeV 能段观测，通过 CL_s 方法在三种宿主星系磁场模型下研究类轴子粒子-光子振荡，获得了小质量区域具有互补性的参数约束。
2024-01-15 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Massive Axion-Like Particles from X-ray Observations of NGC1275
如果类轴子粒子（ALP）存在，光子可以在通过包含磁场的区域时转换为ALP。大型星系团的磁化星系团内介质提供了一个在ALP-光子转换方面非常有效的区域。星系团内活动星系核的X射线观测可用于寻找和约束ALP，因为光子-ALP转换将导致活动星系核的X射线谱中的能量依赖的准正弦调制。我们利用钱德拉对英仙座星系团NGC 1275的活动星系核中心的观测结果，对m_a ~ 10^-11 eV的大质量ALP进行了界定，扩展了以前使用该数据集对无质量ALP进行界定的工作。
2017-12-22 astro-ph.HE
Searches for Axion-Like Particles with NGC1275: Current and Future Bounds
星系团含有巨大的磁场，这使它们成为搜寻超轻类轴子粒子（ALP）的绝佳目标。ALP光子相互转换印记准正弦振荡的X射线光谱的点源或后面的集群。由于没有实质性的振荡，我们可以对$g_{a γγ}$加以限制。这里给出了NGC1275的{\it Chandra} X射线观测的边界，以及预计将于2028年发射的{\it Athena} X射线观测站的边界。
2017-11-06 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-Like Particles from Non-Observation of Spectral Modulations for X-ray Point Sources
我们扩展以前的搜索ALP光子转换引起的X射线光谱调制的各种新的来源，所有的类星体或活动星系核位于或后面的星系团。我们考虑了总共七个新的来源，数据来自钱德拉档案。在所有的情况下，光谱是很好地符合吸收的幂律没有证据的光谱调制，允许限制放置在ALP-光子耦合参数$g_{aγγ}$。有两个特别好的来源：A1795中的Seyfert星系2 E3140和A1367中的活动星系核NGC 3862，分别得到了$g_{aγγ} \lesssim 1.5 \times 10^{-12} {\rm GeV}^{-1}$和$g_{aγγ} \lesssim 2.4 \times 10^{-12} {\rm GeV}^{-1}$的轻ALP（$m_a \lesssim 10^{-12} {\rm eV}$）的95%的界限。
2017-04-18 astro-ph.HE hep-ph
A fresh look on the limit on ultralight axion-like particles from SN1987A
我们重新审视了非常轻的类轴子粒子（ALP）的限制，从没有伽马射线与中微子爆发从SN 1987 A巧合。我们使用最新的超新星模拟，现代模型的磁场内的银河系，和Primakoff截面，考虑到质子简并和质量减少的影响。最后，我们给出了一个更新的排除图的电磁耦合的亚电子伏ALP，比较我们的新的约束与其他限制，以及与未来的ALP搜索。
2014-10-16 astro-ph.HE hep-ph
Leading Axion-Photon Sensitivity with NuSTAR Observations of M82 and M87
本研究利用 NuSTAR 望远镜数据在 M82 和 M87 星系中搜索超轻轴子转化为硬 X 射线的信号，未发现轴子存在证据，并在 95% 置信水平下对轴子-光子耦合给出了迄今最稳健的约束。
2024-04-22 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Generation of UL-Axions by a Kerr Black Hole. Part III: The fate of its Axion Wind
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，法国国家科学研究中心，天体物理与行星科学研究所）
该研究探讨克尔黑洞产生的超轻轴子风与星系物质相互作用，发现仅引力切伦科夫效应有效，可产生可观测信号，并可能实现轴子天文学。
2026-10-05 astro-ph.HE
Axion-photon conversion of GRB221009A
本文通过轴子-光子转换模型计算GRB221009A高能光子的穿透概率，揭示宿主星系磁场参数带来的不确定性，并结合LHAASO数据约束类轴子粒子参数范围。
2023-07-05 astro-ph.HE hep-ph
Towards a model of photon-axion conversion in the host galaxy of GRB 221009A
本文基于哈勃太空望远镜观测结果和其他星系磁场模拟，构建了 GRB 221009A 宿主星系磁场玩具模型，估计光子-轴子转换率，发现对于 LHAASO 和 Carpet-2 能量带，在广泛的 ALP 参数范围内强混合是自然的。
2023-12-21 astro-ph.HE
Detecting Axion Stars with Radio Telescopes
当轴子星穿过天体物理磁场背景时，轴子-光子转换会产生很大的电磁辐射功率。在考虑了空间扩展轴子星源的干涉效应和宏观介质效应后，我们估算了轴子星与中子星相遇时的辐射功率。对于具有$10^{-13}\,M_\odot$的致密轴子星，辐射功率为$10^{11}\,\mbox{W}\times(100\,μ\mbox{eV}/m_a)^4\,(B/10^{10}\,\mbox{Gauss})^2$量级，其中$m_a$为轴子粒子质量，$B$为中子星磁场的强度。由于轴子星占据了暗物质能量密度的很大一部分，这种与瞬态$\mathcal{O}(0.1\,\mbox{s})$无线电信号的相遇事件可能发生在我们的银河系中，平均源距离为1千秒差距。对于具有$B\sim 10^{13}$高斯的中子星，预测的谱通量密度为$μ$ Jy量级。现有的Arecibo、GBT、JVLA和FAST以及正在进行的SKA射电望远镜具有发现致密轴子星的极好潜力。
2017-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Axion Condensate Dark Matter Constraints from Resonant Enhancement of Background Radiation
研究了类轴子暗物质背景下光子振幅的参量增长。观测到的河外背景辐射限制了允许的增强效应。我们推导出由此产生的约束轴子光子耦合常数$g_{aγ}$从银河系ALP凝聚以及过密度。如果我们的银河系中存在大小为$R$的ALP凝聚体，那么扫描频率为$ν$的极窄未分辨谱线可以将ALP质量为$m_a=4πν$的轴子-光子耦合限制为$g_{aγ}\lesssim2\times10^{-14}(10\,{\rm kpc}/R)\,{\rm GeV}^{-1}$。无线电光学背景数据产生的约束，在这一水平内观察到的波段或ALP质量窗口在一个广泛的范围$0.08\, μ\text{eV} \lesssim m_a \lesssim 8 \text{ eV}$。这些对$g_{aγ}$的凝聚约束探测到$m_a \gtrsim$ 10 $μ$ eV的QCD轴子带。
2019-07-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Detecting Axion Dark Matter through the Radio Signal from Omega Centauri
轴子作为暗物质的候选者，在磁性白矮星或中子星的磁层中可以通过轴子-光子共振转换探测到。在这项工作中，我们利用半人马座欧米茄，这是银河系中最大的球状星团，被认为是矮星系的残余核心，通过无线电信号探测轴子暗物质，这些信号来自其中所有的中子星和磁性白矮星。通过100小时的观测，SKA相1和LOFAR的结合可以有效地探测到在$0.1\sim 30 ~μ\text{eV}$的轴子质量范围内的轴子-光子耦合$g_{aγ}$到$10^{-14}\sim 10^{-15}~\text{GeV}^{-1}$的参数空间。根据中子星演化模型的选择，这种限制比单个中子星或磁性白矮星的限制要高出两个或三个半数量级。
2021-10-24 astro-ph.HE hep-ph
Line-of-sight magnetic-field propagation effects on axion-like particle constraints from GRB 221009A
School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
研究GRB 221009A高能光子通过宇宙磁场时与轴子类似粒子的振荡，发现星系际磁场是约束不确定性的主要来源。
2026-06-25 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on the gamma-ray emission from the cluster-scale AGN outburst in the Hydra A galaxy cluster
在某些星系团中，强大的活动星系核向周围介质中吹出了具有星系团尺度范围的气泡。这些气泡的主要压力支持至今还不清楚，但宇宙射线是一个可行的可能性。在这样的情况下，大量的伽马射线辐射被认为是这些系统中宇宙射线的示踪物。利用高能立体观测系统（High Energy Stereoscopic System，H.E.S.S.）对最近的一个星系团尺度活动星系核（AGN）爆发的星系团Hydra A进行了研究。Fermi Large Area Telescope（Fermi-LAT）在20.2小时专用H.E.S.S.中获得的数据通过其通常的全天空扫描模式收集的Fermi-LAT观测数据和38个月的Fermi-LAT数据已被分析，以寻找伽马射线信号。在两个数据集中均未发现信号。伽马射线通量的上限推导和模型进行比较。这是有史以来第一次提出的伽玛射线发射的限制，为星系团托管集群规模的活动星系核爆发。在伽马射线中没有探测到Hydra A对这个系统中气泡内的粒子数量和物理条件有重要的影响。对于主要由强子宇宙射线支持的气泡，可以排除最有利的情况，即宇宙射线和包埋介质之间的充分混合。然而，强子宇宙射线仍然是一种可行的压力支持剂，以维持气泡对抗周围介质的热压。与反康普顿伽马射线产生有关的高能电子的最大数量是在Hydra A最年轻的内叶中发现的。逆康普顿伽马射线通量的限制排除了内叶中低于均分值16 μ G一半的磁场。
2012-08-07 astro-ph.CO astro-ph.HE
Lights, Camera, Axion: Tracing Axions from Supernovae in the Diffuse $γ$-ray Sky
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文研究通过轴子-光子转换产生弥散γ射线信号，提出计算框架并首次考虑不同磁场环境下的转换过程，利用观测数据约束轴子-光子耦合常数。
2026-04-01 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Search for Spectral Irregularities due to Photon-Axionlike-Particle Oscillations With the Fermi Large Area Telescope
本文报道了英仙座星系团中央星系NGC 1275的$γ$射线谱中光子和类轴粒子（ALP）之间振荡引起的光谱不规则性。使用六年的费米大面积望远镜的数据，我们没有发现任何证据的ALP和排除耦合以上$5\times10^{-12}\,\mathrm{GeV}^{-1}$ ALP质量$0.5 \lesssim m_a \lesssim 5$ neV在95%的置信度。这些极限与计划中的实验室实验的灵敏度相比具有竞争力，并且与其他界限一起，强烈限制了ALP可以降低宇宙的$γ$射线不透明度的可能性。
2016-04-21 astro-ph.HE hep-ph
Probing the Axion-Electron Coupling with NuSTAR Observations of Galaxies
本文利用NuSTAR对M82、M87和M31的硬X射线观测搜寻超轻轴子，通过恒星轴子产生与星系磁场中转化的信号分析，对轴子-电子与轴子-光子联合耦合设定了领先上限。
2025-03-12 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-Like Particles from X-ray Observations of NGC1275
类轴子粒子（ALPs）能在光子源通过天体物理磁场时引起局部振荡调制。钱德拉对英仙座星系团的超深观测包含了来自星系团中心星系NGC 1275活动星系核的超过$5 \times 10^5$的计数，代表了ALP搜索的非凡质量的数据集。我们使用这个数据集来搜索活动星系核的X射线光谱不规则性。在O（30%）水平的不规则性的情况下，使我们能够把领先的限制ALP-光子混合参数$g_{aγγ} \lesssim 1.4 - 4.0 \times 10^{-12} {\rm GeV}^{-1}$为$m_a \lesssim 10^{-12}$ eV，根据假设的磁场实现沿视线。
2017-09-12 astro-ph.HE hep-ph
Cosmic axion background propagation in galaxies
标准模型的许多扩展包括轴子或类轴子粒子（ALP）。在这里，我们研究的ALP光子转换的磁场的银河系和星暴星系。通过模拟相干和随机磁场，温暖的电离介质和温暖的中性介质的转换过程中的效果，我们模拟地图的转换概率在整个天空的ALP能量范围。特别是，我们认为一个弥漫的宇宙ALP背景（CAB）类似的CMB，其存在的建议由弦模型的通货膨胀。在星系团的磁场中，CAB的ALP-光子转换被提出来作为对星系团软X射线过剩的解释。因此，我们研究CAB在银河系中传播的现象和预期的光子信号。我们发现，CAB参数所需的解释集群软X射线过剩，在银河系中的ALP光子转换的光子通量将是不可观测的小。星系团中ALP-光子转换几率比银河系高3个数量级。此外，形态学的未解决的宇宙X射线背景是不兼容的ALP光子转换的重要组成部分。我们也考虑ALP光子转换在星爆星系，主机更高的磁场。通过考虑星系等离子体的团簇结构，我们发现在星暴星系中，与团簇中的转换概率相当的转换概率是可能的。
2016-01-23 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
The 3.5 keV Line from Stringy Axions
粒子天体物理学中一个有趣的结果是最近从星系团中探测到一条无法解释的3.5千电子伏线。一个有前途的模型，它可以解释的信号和它的非观测矮球状星系的形态，涉及到7千电子伏的暗物质粒子衰变成一对超轻的轴子，转换成光子的磁场的集群。鉴于轻轴子自然出现在4D弦真空，在本文中，我们提出了一个微观实现的IIB型通量紧致化的框架内，这个模型。暗物质是一个局部的闭弦轴子，由于对超势的次显性多瞬子修正，它产生了一个微小的质量，并通过动力学混合耦合到一个几乎没有质量的开弦轴子上，这个开弦轴子生活在奇点处的D3-膜上。这种超轻轴子与光子的相互作用是由U（1）动力学混合引起的。在描述了卡-丘几何和膜设置，我们讨论了深入的模量稳定，由此产生的质谱和强度的所有相关的耦合。
2017-10-16 astro-ph.HE hep-ph hep-th
New Bounds on Axion-Like Particles From the Fermi Large Area Telescope observation of PKS $2155-304$
类轴子粒子（axion-like particle，ALP）与光子在磁场中的混合可以引起光子与ALP之间的振荡，从而导致$γ$射线谱的不规则性。在这项工作中，我们试图寻找这样的光谱不规则性的光谱中的PKS $2155-304$使用8.6年的费米大面积望远镜（费米LAT）的数据。没有获得ALP光子振荡存在的显著证据，并且ALP的参数空间受到限制。排除区域敏感地取决于PKS $2155-304$宿主星系团鲜为人知的磁场。当磁场达到$\sim 10~{\rm μG}$时，文献[1]~[2]中所允许的类“洞”参数区将被忽略可以排除\cite{Fermi}。
2018-02-23 astro-ph.HE hep-ph
The Fourier formalism for relativistic axion-photon conversion, with astrophysical applications
本文研究了具有背景磁场${\bf B}$的等离子体中光子与相对论性类轴子粒子的弱混合。我们表明，在轴子-光子耦合的领导秩序，转换概率，$P_{γ\to a}$，是由垂直于粒子轨迹的磁场分量的一维功率谱。等价地，我们将$P_{γ\to a}$表示为磁场自相关函数的傅里叶变换，并在实空间磁场的性质和能量依赖的转换概率之间建立字典。对于质量大于等离子体频率（$m_a>ω_{\rm pl}$）的轴子，我们使用这种形式来解析地解决一般磁场中的微扰轴子-光子混合问题。在一般情况下，$ω_{\rm pl}/m_a$沿轨迹任意变化，我们表明，一个天真的应用程序的标准形式主义的“共振”转换可以得到非常不准确的结果，一个仔细的计算一般给予非共振的贡献至少一样大的共振贡献。此外，我们演示了如何基于快速傅立叶变换的技术提供了一个新的，高效的数值方法计算轴子光子混合。我们简要地讨论了磁场建模在星系团在我们的研究结果，并认为，特别是最近提出的“经常”模型用于研究轴子光子混合（特别适用于英仙座集群）是不一致的意见。我们的形式主义提出了新的方法来寻找轴子的印记，并将是非常重要的光谱仪与百分之一级的灵敏度，其中包括现有的X射线观测钱德拉以及即将到来的雅典娜任务。
2022-02-03 astro-ph.HE hep-ph
Implications of axionic hair on shadow of M87*
轴子场的探测可以在几个天体物理和宇宙学场景中揭示我们宇宙的有趣方面。在四维空间中，这种场的起源是完全反对称的卡尔布-雷蒙场强度张量。它在太阳系中的不可见性迫使人们在强场区寻找它的特征。最近对M87星系中超大质量黑洞阴影的观测，为在黑洞的近视界区域测试轴子的足迹带来了新的机会，预计那里的引力很强。在本文中，我们探讨了轴子对黑洞阴影的影响，并将结果与M87* 的现有图像进行了比较。我们的分析表明，违反能量条件的轴子似乎是有利的观测。的影响进行了讨论。
2020-06-10 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Axion-Polaritons in the Magnetic Dual Chiral Density Wave Phase of Dense QCD
本文研究致密夸克物质MDCDW相中光子与涨落场的耦合，提出由手征反常产生无隙和有隙两种轴子极化激元，并探讨其借Primakoff效应解释银心脉冲星缺失悖论。
2023-08-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Probing Axion Like Particle-Proton Interactions through the Interplay of Dark Matter and Cosmic Rays in Large-Scale Structure
Stellenbosch University（斯泰伦博斯大学）
本研究利用暗物质晕内类轴子暗物质与宇宙线质子的散射产生的弥散γ射线，通过费米LAT的未分辨γ射线背景与2MRS星系表的交叉关联，提出了探测类轴子粒子-质子相互作用的新方法，为间接暗物质搜寻开辟了新途径。
2026-08-05 astro-ph.HE
