Resonant $γ\to a$ transition in magnetar magnitosphere
研究了磁化等离子体对介质$i \to f+a$电磁多极分量上轴子共振光生的影响。它已被证明，轴子共振发射率，由于涉及粒子的介质的各种反应，自然表示的光子$\to$轴子过渡的发射率。本文计算了磁星磁层中平衡宇宙微波背景辐射产生的轴子数。已经表明，所考虑的共振机制是低效的冷暗物质的生产。
2010-09-29 astro-ph.HE hep-ph
Axion Constraints from Quiescent Soft Gamma-ray Emission from Magnetars
从磁星核心发射的类轴子粒子（ALP）在磁星的磁层中可以转化为光子。由此产生的光子通量是敏感的产品$(i)$的ALP-核子耦合$G_{an}$控制的核心和$(ii)$的ALP-光子耦合$g_{aγγ}$控制的磁层中的转换截面。我们研究这样的排放在软伽马射线范围内（300千电子伏至1兆电子伏），ALP谱峰和天体物理背景共振康普顿上散射预计将被抑制。利用已发表的5颗磁星的静态软γ射线通量上限，对ALP-核子和ALP-光子耦合的乘积进行了限制，其中5颗磁星的软γ射线通量上限是用$CGRO$ COMPTEL和$INTEGRAL$ SPI/IBIS/ISGRI获得的。我们还提供了一个详细的研究，我们的结果对磁星核心温度的依赖。我们进一步展示了我们的结果为未来的$Fermi$ -GBM观测的预测。我们的研究结果激发了一项使用$Fermi$ -GBM研究磁星静态软伽马射线发射的计划。
2020-12-14 astro-ph.HE hep-ph
New Constraints on Axion-Like Particles from IXPE Polarization Data for Magnetars
利用IXPE对两颗磁星的偏振X射线首次探测，限制ALP-光子与ALP-核子耦合乘积，约束与CAST和SN1987A相当，并建议在高能端和年轻热磁星上开展更多观测。
2023-12-21 astro-ph.HE hep-ph
X-Ray Polarization Signals from Magnetars with Axion-Like-Particles
磁星核心产生的类轴子粒子（ALP）可以在磁层中转化为光子，从而在X射线谱中产生新的特征。由于ALPs只与光子的平行模式混合，软、硬X射线谱的偏振除了大多数天体物理模型给出的主要X模式分量外，还被预测具有O模式分量。O模式分量的相对强度取决于核心中产生的ALP的强度和转换的概率。我们通过考虑天体物理过程和ALP光子转换产生的X射线发射来量化我们的结果，以不相关的方式，并以不同的相对比例，我们通过角度$χ_0$参数化。然后，我们定义了一个标准化的天体物理减去斯托克斯参数$R$，它只获得非零值的ALP光子转换的存在。我们发现，值得注意的是，参数$R$分解成一个产品的ALP到光子的转换概率和$\cos(2χ_0)$和显示$R$，以及通常的斯托克斯参数$Q$，作为光子能量和ALP和光子强度的相对分数的函数。对于CAST实验目前允许的基准点，O模式预测可以在未来的X射线偏振仪中进行测试，并用于约束ALP或为它们找到证据。
2019-02-14 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Light QCD Axions with Isolated Neutron Star Cooling
本文研究了轻QCD轴子对中子星物质基态和热覆盖层结构的影响，通过将异常冷却模型预测与孤立中子星数据对比，约束了轴子参数空间，且不要求其作为暗物质候选者。
2024-12-19 astro-ph.HE hep-ph
Axions: From Magnetars and Neutron Star Mergers to Beam Dumps and BECs
我们回顾了搜索类轴子粒子（ALP）的主题，涵盖了与其他最近评论互补的材料。我们的评论的前半部分包括在中子星核心的极端环境中的ALP，高度磁化的中子星（磁星）的磁层，并在中子星合并。重点讨论了中子星光子谱中可能存在的ALP信号和中子星合并产生的引力波/电磁信号。然后，我们回顾了最近的发展，在实验室生产的ALP搜索，主要集中在基于加速器的设施，包括束流转储型实验和对撞机实验。我们提供了一个通用的讨论ALP搜索管道从生产到检测，在步骤中，我们的讨论是直截了当地适用于大多数束流转储类型和反应堆实验。最后，我们有选择地看看在超轻暗物质的快速发展领域，特别是玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的形成。我们回顾了超轻暗物质的BEC的性质，并将这些性质与数值模拟的发展联系起来，最终对实验研究产生影响。
2021-02-24 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraining the photon-axion coupling constant with magnetic white dwarfs
被称为轴子的轻赝标粒子，从QCD中强CP问题的Peccei-Quinn解决方案中得到，仍然难以捉摸。推断其存在的一个途径是通过其与电磁辐射的耦合。到目前为止，实验室实验致力于检测质量范围$10^{-6} < m_a < 10^{-3}$ eV的轴子与光子-轴子耦合强度$g_{aγγ} < 10^{-10}GeV^{-1}$，其中的限制来自天体物理学的考虑。在这项研究中，我们提出了一种新的方式来约束$g_{aγγ}$的线性偏振水平的磁白矮星（mWD）出现的辐射。我们发现WD磁层中的光子-轴子振荡可以增强线极化度。观察到，大多数mWD显示只有5%的线性极化，我们推导出上限$g_{aγγ}$不同的轴子质量。
2011-09-14 astro-ph.HE hep-ph
New Limits on Axionic Dark Matter from the Magnetar PSR J1745-2900
轴子是一个很有希望的暗物质候选者，它被激发来解决强CP问题，也可能解决宇宙学的物质-反物质不对称性。在强磁场的存在下，轴子-光子转换是可能的，这样产生的光子将具有与轴子质量相等的能量。在这里，我们报告的银河系中心磁星PSR J1745-2900的射电光谱获得的轴向暗物质的新的限制。磁星有一个$1.6\times10^{14}$ G的磁场，它与暗物质密度$2\times10^5$到$2\times10^9$的相互作用，其密度比地球上的月相仪所遇到的当地暗物质大一倍，这取决于银河系的暗物质分布。在轴子质量范围4.1-165.6 $μ$ eV（1-40 GHz）的62%范围内没有检测到显著的光谱特征。对双光子耦合强度$g_{aγγ}$的通量限制的解释取决于磁层转换模型和银河系中心的暗物质密度。对于标准的暗物质分布，我们排除了具有$g_{aγγ}> $ 6-34 $\times 10^{-12}$ GeV $^{-1}$的轴子模型，在质量范围4.2-8.4，8.9-10.0，12.3-16.4，18.6-26.9，33.0-62.1，70.1-74.3，78.1-80.7，105.5-109.6，111.6-115.2、126.0-159.3和162.5-165.6 $μ$ eV。对于Sgr A* 附近恒星轨道所允许的最大暗物质尖点，这些极限降低到$g_{aγγ} > $ 6-34 $ \…
2020-08-25 astro-ph.CO hep-ph
Neutron stars as photon double-lenses: constraining resonant conversion into ALPs
本研究提出利用磁星附近自由电子与辐射场对光子质量的相反贡献形成的共振条件，通过磁星SGR J1745-2900验证可提升轴子-光子耦合限制，为类轴子粒子搜寻提供新途径。
2023-10-09 astro-ph.HE hep-ph
Magnetars and Axion-like Particles: Probes with the Hard X-ray Spectrum
中子星的静态硬X射线和软γ射线辐射是研究类轴子粒子的重要前沿。核心中ALP的产生在几keV到几百keV的能量处达到峰值;随后，ALP逃逸并在磁层中转化为光子。发射率为$\sim T^6$，而转换概率在大磁场下增强，这使得磁星具有高核心温度和强磁场，是探测ALP的理想目标。我们计算的能量谱的光子产生的转换的ALP在磁层，然后将其与硬X射线数据从NuSTAR，INTEGRAL，和XMM-牛顿，一组8个磁星，这样的数据存在。上限被放置在ALP-核子和ALP-光子耦合的产品。对于核内的产生，我们用相对论平均场论模型计算了简并核物质的ALP发射率。由于改进的一π交换近似的发射率的减少被纳入，因为是抑制的发射率由于质子超流性的中子星的核心。核心温度的范围被认为是，对应于不同的模型的稳定的热传递从核心到恒星表面。对于随后的转换，我们解决了耦合微分方程混合ALP和光子在磁层。由于偶极磁场和由外部磁场引起的光子折射率之间的竞争，发生转换。半解析表达式旁边提供了完整的数值结果。我们还提出了一个分析的不确定性的轴子限制，我们得到由于磁星质量，核物质状态方程的不确定性，质子超流临界温度。
2021-07-15 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Constraining the Axion Portal with B -> K l+ l-
假设轴子与标准模型通过与希格斯扇区的混合而耦合，我们研究了由变味中性流b->s衰变得到的类轴子态的边界。这种GeV尺度的轴子在与观测到的宇宙射线过剩有关的问题上重新受到关注。我们发现，现有的B->K l+ l-数据施加严格的界限上的轴子衰变常数在多TeV的范围内，相关的约束“轴子门户”模型的暗物质。这样的边界也限制了次最小超对称标准模型中的轻希格斯粒子。这些界限可以通过在B工厂数据和LHCb中进行专门搜索来改进。
2010-01-22 hep-ph
Constraining Axion-Like Particles with HAWC Observations of TeV Blazars
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）是一类广泛的赝标量玻色子，一般产生于标准模型的扩展中的对称性破缺。在许多情况下，ALP可以与高磁场区域中的光子混合。来自遥远来源的光子可以与ALP混合，然后在宇宙中无衰减地旅行，然后在银河系磁场中混合回光子。因此，光子可以穿过其信号通常会被阻挡或衰减的区域。在本文中，我们研究TeV $γ$射线观测遥远的耀变体，利用显着的$γ$射线衰减预期从这样的信号，寻找多余的光子通量，可能是由于ALP光子混合。我们没有发现这样的过度之间的7个耀变体的堆叠人口和限制ALP光子耦合常数低于$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{-11}$ GeV $^{-1}$ ALP质量低于300 neV。这些结果是有竞争力的，或优于，领先的地球和天体物理的限制，在这个质量范围。
2022-03-08 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-like particles from rare pion decays
类轴子粒子（ALP）比中性π介子轻的紫外光完成一般会引起ALP中性π介子混合，因此对混合角的直接约束很敏感。对于ALP的π质量以下，我们证明了强大的和新颖的边界的ALP-π混合角可以从现有的稀有π衰变数据，测量PIENU和PIBETA实验。
2020-10-10 hep-ph
Constraining MeV-scale axion-like particles with Fermi-LAT observations of SN 2023ixf
本文利用Fermi-LAT对近邻星系M101中II型超新星SN 2023ixf的观测，通过分析重ALPs的光子衰变信号来约束MeV尺度类轴子粒子与光子的耦合，在乐观假设下可将现有约束改善约2倍，展示了核坍缩超新星作为基础物理探针的价值。
2024-01-17 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Axions with ZTF J1901+1458
本文首次提出利用高温强磁白矮星 ZTF J1901+1458 探测由铁-57 跃迁产生并在磁层转化为 X 射线的轴子，并计算表明 NuSTAR 100 ks 观测可获得超越现有及未来太阳轴子望远镜的耦合约束。
2022-07-31 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Progress in constraining axion and non-Newtonian gravity from the Casimir effect
我们考虑最近的进展，在约束的轴子-核子耦合常数和Yukawa型修正牛顿引力测量Casimir相互作用的实验。在简要回顾了以前获得的限制，我们集中在新的卡西米尔少实验，它允许加强已知的结果高达60和1000的因素的轴子样粒子和Yukawa型修正，分别。我们还讨论了进一步加强轴子-核子耦合常数约束的可能性，并提出了一个新的实验，旨在实现这一目标。
2016-04-05 gr-qc hep-ph
Radio Killed the Axion Star: Constraining Axion Properties with Radio Telescopes
本文提出轴子暗物质在暗物质晕中心形成的轴子星坍缩爆炸产生“轴子新星”，并在轴子-光子耦合适度增强的模型下释放显著射电光子，进而确定了可通过射电暂现源搜索探测轴子新星的参数范围。
2025-08-11 hep-ph
Constraining meV Axion Dark Matter with ALMA Observations of the Galactic Center Magnetar SGR 1745-2900
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理研究所）；Universidad de La Laguna（拉帕鲁尼亚大学）；The Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN)（理化学研究所）；ESO（欧洲南方天文台）；Institute of Space Sciences (ICE-CSIC)（空间科学研究所）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)（加泰罗尼亚空间研究学院）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）
基于ALMA 4.8小时观测数据，在133.99-149.78 GHz频段内未发现轴子暗物质候选特征，从而在标准暗物质晕轮廓下将轴子-光子耦合常数约束至$g_γ\gtrsim 2\times10^{-11}$ GeV$^{-1}$，并考虑人马座A*周围暗物质尖峰后进一步下探至$g_γ\gtrsim 2\times10^{-13}$ GeV$^{-1}$，触及量子色动力学轴子参数空间。
2026-05-25 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Constraining the nuclear equation of state via gravitational-wave radiation of short gamma-ray burst remnants
在一些短伽玛暴中观测到的X射线发射的内部平台表明，在双中子星（NS）合并后形成了剩余的超大质量磁星。本文假设转动能量主要通过引力波辐射而不是磁偶极子辐射损失，并进一步给出质量四极形变和磁星r模流体振荡对NS核物质状态方程的约束.我们提出了两个短伽玛暴的测量红移，101219A和160821B，其X射线光变曲线表现出内部平台。这表明超大质量的NS可能会作为中央引擎而存在。通过考虑12个NS EoS，在质量四极形变的情况下，我们发现GM 1，DD 2和DDME 2模型给出的$M_{\rm p}$带落在2 $σ$区域内的原磁星质量分布的$\varepsilon=0.01$。这与来自MD辐射主导的旋转能量损失模型的约束是一致的。而对于r型流体振荡模型，采用$α=0.1$的NS方程更接近于Shen和APR模型，这与MD辐射主导和质量四极形变的情况明显不同.
2020-02-02 astro-ph.HE hep-ph
Constraining axion-gluon coupling in monohadron processes
本文通过LHC超周边AA碰撞和pp碰撞中轴子与ρ^0介子伴随产生的单强子末态，直接约束轴子-胶子耦合，并得到与单喷注过程相当的排除极限。
2024-09-06 hep-ph
Constraining Axion Dark Matter with Big Bang Nucleosynthesis
我们表明，大爆炸核合成（BBN）显着约束类轴子暗物质。轴子的行为就像一个振荡的QCD $θ$角，在早期宇宙中发生红移，增加了中子冻结时的中子-质子质量差。类轴子粒子与QCD的耦合太强，导致BBN过程中4 He的产生不足，因此被排除在外。BBN边界与大部分参数空间重叠，这些参数空间将被提议的随时间变化的中子EDM搜索所覆盖。QCD轴子的耦合不足以影响BBN。
2014-02-05 astro-ph.CO hep-ph
Constraining axion-nucleon coupling constants from measurements of effective Casimir pressure by means of micromachined oscillator
利用微机械扭转振子间接测量了两个镀金板之间的有效Casimir压力，得到了轴子与质子和中子的赝标耦合常数的较强约束。为此，计算了由于两个轴子交换的附加有效压力。边界效应的作用和有效区域的邻近力近似的应用程序的力的轴子起源的确定。得到的约束比最近从其他实验室实验中发现的强380和3.15倍，并且与从$10^{-3}$ eV到15 eV的轴子质量有关。
2014-04-09 hep-ph
The axion signature of strange quark star in SGR 0501+4516
本文用三味NJL模型研究轴子对奇异夸克磁星夸克物质核心的CP破坏效应，并指出轴子在强磁场中衰变产生的伽马射线可被Fermi-LAT、IXPE和XMM-Newton探测。
2025-07-02 astro-ph.HE hep-ph
The State of the Art in Constraining Axion-to-Nucleon Coupling and Non-Newtonian Gravity from Laboratory Experiments
本文评述并比较了由不同实验得到的对牛顿引力定律的Yukawa型修正和对类轴子与核子的耦合常数的限制。所讨论的非牛顿引力的约束涵盖了从纳米到毫米的广泛的相互作用范围，并遵循中子散射实验，测量卡西米尔力和卡文迪什型实验。根据磁强计测量、Cavendish型实验、Casimir物理和氢分子束实验，考虑了轴子-核子耦合常数的约束条件，这些约束条件是指轴子质量从$10^{-10}$ eV到200 eV的区域。特别注意的是最近的限制，从测量卡西米尔力在纳米测试机构之间的分离距离。几个建议的实验集中在约束非牛顿引力，axionlike粒子和其他假设的弱相互作用粒子，如变色龙和pneumonons，进行了讨论。
2020-09-09 hep-ph
Constraining axion-like particles with the diffuse gamma-ray flux measured by the Large High Altitude Air Shower Observatory
冰立方实验对极高能量中微子的探测支持了来自相同宇宙加速器的可比较的伽马射线对应物的存在。假设这些粒子的来源是河外起源，那么发射的光子流在宇宙距离上传播时会被大量吸收。然而，在光子与超轻类轴子粒子（ALP）混合的情况下，这种预期将被强烈修改。值得注意的是，宿主星系中的光子-ALP转换会产生一个ALP通量，它在河外空间中不受阻碍地传播。然后，ALP在银河系磁场中的反向转换导致了扩散的高能光子通量。在这种情况下，最近探测到的扩散高能光子通量的大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）允许我们排除在$95\%$ CL的ALP光子耦合$g_{aγ}\gtrsim 3.9-7.8 \times 10^{-11}~\mathrm{GeV^{-1}}$的$m_{a}\lesssim 4\times10^{-7}~\mathrm{eV}$，这取决于假设的磁场和原始的伽马射线光谱。这个新的约束是互补的，与其他ALP约束从非常高的能量伽马射线实验和未来的实验的灵敏度。
2022-06-17 astro-ph.HE hep-ph
Recent breakthrough and outlook in constraining the non-Newtonian gravity and axion-like particles from Casimir physics
根据最近进行的Casimir物理实验，给出了对牛顿引力定律的Yukawa型修正和类轴子与核子的耦合常数的最强约束。具体而言，从正弦波纹表面之间的横向和正常的Casimir力的测量，并从等电子实验得到的约束被认为是，和他们的最大强度的范围进行了细化。在实验装置的微小修改，建议允许加强所得到的约束的数量级。与一些较弱的约束，在Casimir政权的比较。
2017-04-10 hep-ph
Constraining Axion and ALP Dark Matter from Misalignment during Reheating
本文研究再加热期间错位机制产生轴子暗物质的参数空间扩展，并利用ADMX等实验约束再加热动力学。
2023-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Axion-Like Particles from observations of AGN B2 2234+28A and 3C 454.3
本文提出一种依赖模型的方法，利用Fermi-LAT和MAGIC U.L.数据研究AGN B2 2234+28A和3C 454.3光谱中的轴子-光子振荡效应，通过MCMC方法拟合并给出了轴子参数及95%置信水平上限约束。
2024-11-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining off-shell production of axion-like particles with $Zγ$ and $WW$ differential cross-section measurements
本文描述了在大型强子对撞机（LHC）上寻找低质量类轴子粒子（ALP）的过程。如果ALP是在大型强子对撞机上通过胶子-胶子融合产生的，并衰变为玻色子，那么测量到的双玻色子截面的能量依赖性将不同于标准模型的预期。由ATLAS合作测量的$WW$和$Zγ$的微分截面被解释为限制ALP耦合到$W$ -，$Z$ -玻色子和光子假设胶子-胶子-融合生产。
2021-11-26 hep-ex hep-ph
Constraining Axion-Like Particles Dark Matter in Coma Berenices with FAST
本研究利用FAST对后发座的2小时射电观测，约束类轴子粒子暗物质性质，得到ALP-光子耦合95%上限，评估了FAST全带宽100小时观测的预期灵敏度，指出仅靠矮星系射电观测难超现有约束，需考虑致密星信号增强效应。
2024-04-17 astro-ph.HE hep-ph
Smoking gun signature from axion and the constraints with radio telescopes
针对轴子探测需求，本研究优化轴子-光子转化计算、提出匹配滤波积分方法提升信噪比，基于TMRT观测数据得到新约束，验证了FAST、SKA探测指定质量区间轴子的可行性。
2025-11-19 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the Existence of Axion Clouds in M87* with Closure Trace Analyses
本文提出利用对校准不敏感的闭合迹与共轭闭合迹乘积分析M87*偏振数据，以规避增益和泄漏等系统误差，并约束超大质量黑洞周围轴子云的存在。
2023-11-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining the Axion-Photon Coupling with Massive Stars
指出质量窗为8-12 Msun的恒星可以作为轴子-光子相互作用g_{Aγγ}的灵敏探针。具体来说，对于这些恒星，燃烧氦的核心的轴子能量损失将缩短并最终消除演化的蓝环阶段。这将与观测数据相矛盾，因为需要蓝色环，例如，来解释造父变星的存在使用MESA恒星演化代码，修改以包括额外的冷却，我们保守地发现g_{Aγγ} <~ 0.8 * 10^{-10} GeV^{-1}，这与现有的界限相比是有利的。
2012-10-04 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Constraining the gravitational coupling of axion dark matter at LIGO
轴子-重力陈-西蒙斯耦合是有动机的，但约束相对较弱，部分原因是重力测量困难。我们研究了LIGO测量啁啾引力波（GW）对这种耦合的敏感性。当传播的引力波的频率与轴子暗物质场的相干振荡频率相匹配时，可以激发轴子衰变为引力子，从而共振增强引力波。这样的共振峰可以在LIGO处被检测为与啁啾波形的偏差。由于所有观测到的GW都将经历来自Milky-Way（MW）轴子晕的类似共振增强，LIGO O 1 +O2观测可能提供对耦合的最强约束，至少对于轴子质量$m_a = 5 \times 10^{-13} - 5 \times 10^{-12}$ eV来说是这样。在课程中，我们也强调了轴子场的有限相干性和引力波的前向和后向传播的分离。因此，Chern-Simons耦合的宇称破坏是不可观察的啁啾GW。
2020-03-05 gr-qc hep-ph
Constraining axion coupling constants from measuring the Casimir interaction between polarized test bodies
我们提出了一个实验测量两个平行的SiC板与对齐的核自旋之间的有效卡西米尔压力。利用单轴子交换过程计算了强子和大统一理论轴子对轴中子耦合常数的预期约束。为此，推导出两个极化板之间由于组成费米子之间交换一个轴子而产生的附加压力的一般表达式。我们证明，只有垂直于板的偏振分量有助于压力。所获得的压力可以是排斥性的和吸引性的，这取决于两个板的极化是单向的还是指向相反的方向。它示出，虽然在磁化板的情况下得到的轴子-电子耦合的约束是没有竞争力的，在一个轴子-中子耦合的约束与极化核自旋的板是相同的数量级的那些先前获得的大统一体轴子单独使用的过程中的两个轴子交换。拟议的实验还允许加强目前已知的约束，通过使用一个和两个轴子交换过程的大统一体轴子的轴子-中子耦合常数。
2016-08-01 hep-ph quant-ph
Constraining axion-like particles using the white dwarf initial-final mass relation
类轴子粒子（ALP）是标准模型的许多扩展中常见的一类伪标量，具有从恒星内部吸收能量的能力。因此，恒星演化可以用来推导出许多对ALP的约束。我们研究的影响，keV-MeV尺度的ALP，专门与光子相互作用，可以施加在氦燃烧壳的渐近巨星分支星，后期生命的演化阶段的恒星与初始质量小于$8M_{\odot}$。我们建立了最终恒星质量的敏感性，这种能量损失的ALP与质量目前允许的恒星演化边界。通过对双白矮星双星的观测，导出了白矮星初末质量关系（IFMR）的半经验约束条件，并将其用于排除ALP参数空间中目前未受约束的宇宙学三角区.当ALP衰变长度变得比氦燃烧壳的宽度短时，导出的约束放松。其他潜在的来源恒星的限制ALP也进行了讨论。
2021-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Constraining axionlike particles using the distance-duality relation
在观测宇宙学中使用的一个基本结果是距离对偶关系（DDR），它将光度距离$D_L$与角直径距离$D_A$联系起来，在给定的红移$z$。我们采用观察到的限制，这种关系来约束轴子类粒子（ALP）与光子的耦合。通过我们在标准$Λ$ CDM宇宙中详细的$3D$ ALP光子混合模拟和Holand \& Barros（2016）中观察到的最新DDR限制，我们限制了质量为$\le 10^{-15}$ eV的ALP的耦合常数$g_ϕ\le 6 \times 10^{-13} GeV^{-1}\left(\frac{nG}{\langle B \rangle_{\rm Mpc}}\right)$。DDR观测结果可以对未来的ALP混合提供非常严格的约束。DDR中的任何偏差也可以常规地解释为光子衰减为轴子，反之亦然。
2016-12-31 astro-ph.CO hep-ph
Constraining resonant photon-axion conversions in the Early Universe
在宇宙的热历史中，原始磁场的存在会引起光子和类轴子粒子（ALP）之间的共振转换。这些转换会扭曲宇宙微波背景（CMB）的黑体光谱。在这种情况下，我们推导出的光子ALP共振转换使用高精度的宇宙背景探测器上的FIRAS仪器收集的CMB光谱数据的界限。我们得到了光子-ALP耦合常数g乘以磁场强度B的乘积的上限，当ALP质量低于eV时，g B > 10^{-13} GeV^{-1} nG。
2009-08-06 astro-ph.CO hep-ph
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
Constraining axion quadratic couplings with the Hulse-Taylor binary system
Tsung-Dao Lee Institute (TDLI)（汤川秀树研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Theoretical Particle Physics and Cosmology, Department of Physics, King's College London（伦敦国王学院物理系理论粒子物理与宇宙学）
利用赫尔斯-泰勒双中子星系统轨道演化的广义相对论高精度测试，对轴子与中子星成分耦合得出新约束，包括对轻 QCD 轴子衰变常数的限制及轴子-μ子二次耦合的最强约束。
2026-08-25 hep-ph
Constraining Ultra-light Axions with Galaxy Cluster Number Counts
在本文中，我们调查的潜力，目前和即将到来的宇宙学调查约束的质量和丰度的超轻轴子（轴子）宇宙学与星系团数计数。ULA，有时也被称为模糊暗物质，在标准模型之外的许多理论中都有很好的动机，并且可能解决$Λ$ CDM小规模危机。星系团计数为宇宙结构的形成提供了一个强有力的探测。它们的质量和红移分布对基本的线性物质扰动非常敏感。在这篇预测论文中，我们探讨了两种情况，首先是一个排斥限制轴子质量给出了一个无轴子模型，其次是约束的轴子模型。由此我们得到了$m_a \gtrsim 10^{-24}$ eV量级的电子质量下限。然而，这一结果在很大程度上取决于给定调查中最小的可靠可观测集群的质量。像许多其他宇宙学探测器一样，星团计数在质量与丰度参数空间中显示出近似的简并性，这取决于探测器的特性。这些简并对于其他宇宙学探测器是不同的。因此，星系团的计数可能会提供一个补充窗口的性质超轻轴子。
2021-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Constraining Yukawa-type interaction and coupling constant of axionlike particles to nucleons from recent measurement of the Casimir-Polder interaction
通过最近的Casimir-Polder相互作用测量实验，研究限制Yukawa型相互作用参数和轴子类粒子与核子的耦合常数，发现其限制强度比以往结果更强。
2025-11-24 hep-ph
Constraining the mass of dark photons and axion-like particles through black-hole superradiance
超轻玻色子和类轴子粒子自然地出现在不同的场景中，可以解决一些长期存在的难题。它们的检测是具有挑战性的，所有直接方法都取决于粒子物理学标准模型的未知耦合。然而，与重力的普遍耦合为这些场提供了与模型无关的特征。我们在这里探讨的超辐射不稳定性的旋转黑洞在这种领域的存在触发。这种不稳定性从天体物理学上的黑洞中抽取角动量并限制其最大自旋。我们计算，为第一次，频谱的最不稳定的模式的大规模矢量（Proca）领域的通用黑洞自旋和Proca质量。观测到的恒星质量黑洞内盘的稳定性可以用来推导质量范围为$ 10^{-13}\,{\rm eV}\lesssim m_V \lesssim 3\times 10^{-12}\,{\rm eV}$的暗光子质量的\emph{direct}约束。通过还包括更高的方位角模式，类似的约束适用于质量范围为$6\times10^{-13}\,{\rm eV}\lesssim m_{\rm ALP} \lesssim 10^{-11}\, {\rm eV}$的类轴子粒子。同样，通过连续拟合、K $α$铁线或未来的天基引力波探测器LISA~-测量的超大质量黑洞的质量和自旋分布意味着，无论是轴子粒子还是暗光子，在质量范围内都存在近似$10^{-19}\,{\rm eV}\lesssim m_V, m_{\rm ALP} \lesssim 10^{-13}\, {\rm eV}$的…
2018-01-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining axion by polarized prompt emission from gamma ray bursts
像伽马射线暴（GRB）这样的强磁化天体在足够宽的能带上传播的极化伽玛射线辐射提供了一个检验不可见轴子假设的机会。不同能量的伽马射线的轴诱导二向色性将导致较高能量事件的偏振平面相对于较低能量事件的偏振平面的未对准，导致形成要在检测器中识别的偏振信号的图案所需的统计的损失。根据这一点，任何来自具有扩展磁场的物体的极化伽马射线的证据都可以被解释为对某个参数范围内不可见轴子存在的约束。基于在几个伽玛暴中探测到的极化MeV辐射的报道，我们导出了轴子-光子耦合的约束条件。这种约束$\g_{aγγ}\le 2.2\cdot 10^{-11} {\rm GeV^{-1}}$计算的轴子质量$m_a=10^{-3} {\rm eV}$的竞争力与CAST的灵敏度，并成为更强的质量较低。
2007-08-21 astro-ph gr-qc hep-ph
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
Axion-photon multimessenger astronomy with giant flares
我们用巨型耀斑（GFs）来看待多信使天文学的前景，这是一种罕见的瞬态事件，其特征是磁星，其亮度可以与有史以来观测到的一百颗最亮的超新星一样。在磁气圈中，射出来的光子可以通过共振转换与对应的轴子相关联。在一个现实的参数空间中，我们发现，目前可行的实验银河GF的灵敏度极限是$\mathrm{g}_{ϕγ}\!\gtrsim\!\mathrm{several}\!\times\!10^{-13}$ GeV $^{-1}$ \& $\mathrm{g}_{ϕe}\!\gtrsim\!\mathrm{few}\!\times\!10^{-12}$。我们排除了轴子耀斑与最近的XENON 1 T过剩的兼容性，只是由于信号的时间持久性。
2022-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Generalized Ray Tracing for Axions in Astrophysical Plasmas
本研究提出适用于天体物理等离子体中轴子研究的广义射线追踪框架，采用完全协变方案结合前向与后向追踪方法，量化多种物理效应的影响，证实可提升对银河系中心磁陀星轴子谱线的探测灵敏度，有望触及QCD轴子参数空间。
2023-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Axion-Like Particle mediated Dark Matter with Observational Constraints: A Statistical and Machine Learning Approach
Yonsei University（延世大学）；BITS-Pilani, K. K. Birla Goa Campus（比拉理工学院，K.K.比尔拉果阿校区）；Goethe Universität（歌德大学）；Khon Kaen Particle Physics and Cosmology Theory Group (KKPaCT)（孔敬粒子物理与宇宙学理论组（KKPaCT））；Khon Kaen University（孔敬大学）
利用统计和机器学习方法，研究轴子类粒子介导的暗物质对中子星结构的影响，通过观测约束确定其质量与动量范围。
2026-01-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraining Postinflationary Axions with Pulsar Timing Arrays
本研究利用脉冲星计时阵列的最新NANOGrav数据，通过轴子弦产生的随机引力波背景约束暴胀后类轴子粒子的参数，给出了轻、重两类ALP对应的参数空间限制结果。
2023-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Constraining F-theory Model Building with QCD Axions
School of Physics, Peking University（北京大学物理学院）；Center for High Energy Physics, Peking University（北京大学高能物理中心）
本文基于F理论MSSM模型研究轴子物理，从IIB超弦和M理论视角推导轴子耦合项和势能，通过几何模型分析基三重域的排除约束，确定轴子质量及衰变常数。
2026-09-23 hep-ph hep-th
Resonant axion-plasmon conversion in neutron star magnetospheres
本研究探讨磁星磁层中类似中微子MSW效应的共振轴子-等离子体激元转换对轴子-光子转换射电信号的影响，发现其会降低光子通量和望远镜灵敏度，需重新评估实验约束并改进探测策略。
2025-02-18 astro-ph.HE hep-ph physics.plasm-ph
Implications of detecting the Axion-Like Particles in Astro-Particle Physics
轴子和类轴子粒子一般是粒子物理学中标准模型扩展的结果。在粒子物理学中，轴子被认为是假想的赝标量粒子，用来解决量子色动力学中的强电荷宇称问题。这些粒子也被认为是宇宙中冷暗物质的一个有吸引力的候选者。目前对轴子的存在和性质的理解还不是很清楚，这些假设的粒子仍然难以捉摸。然而，许多理论和实验研究正在通过检测轴子样粒子来理解和限制轴子的性质。术语类轴子粒子用于包括超出标准模型的不同类型的轴子。本文综述了轴子和类轴子粒子的不同物理性质及其在实验室和宇宙中的可能来源。我们讨论了文献中提出的探测轴子类粒子的不同实验装置。在当前和未来的动机框架下，讨论了探测类轴子粒子在粒子物理、天体物理和宇宙学领域的意义。
2019-05-13 astro-ph.HE hep-ph
Electrobaryonic axion: hair of neutron stars
本文首次研究同时耦合重子化学势与电磁场的电重子轴子，计算其在中子星表面形成轴子毛发的过程，并发现轻轴子发射对中子星冷却有显著贡献。
2024-05-01 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Constraining New Muonic Interactions Meditated by Axion-Like-Particles
超越标准模型的类轴子粒子（AxionLikeparticle，ALP）是解决现代物理学中几个重要问题的方法。检测这些粒子的一种方法是检测它们所产生的新的相互作用。为了寻找这些新的相互作用，人们进行了许多实验，从$\simμ$ m到天体物理范围。目前，几乎所有已知的寻找ALP介导的长程新相互作用的实验都使用含有质子、中子和电子的源或探针。对其他费米子（如μ子）的限制很少，尽管考虑到它们涉及现代物理学的几个著名难题，μ子可能是最可疑的粒子，可能参与新的相互作用。在这项工作中，我们讨论的可能性，解释的异常磁矩的μ子的长程相互作用介导的ALP。我们也给了一个约束的标量伪标量（SP）型相互作用所调解的μ子ALP。我们建议通过μ子自旋旋转实验进一步研究μ子SP型相互作用。
2018-10-25 hep-ph nucl-ex nucl-th
