Duality-symmetric axion electrodynamics and haloscopes of various geometries
从对偶对称的观点出发，通过精确求解对偶对称轴子电动力学方程，导出了利用晕镜实验寻找轴子暗物质的理论。尽管在[Phys. Rev. Lett. 51，1415（1983）和J. Phys. A：Math.Gen.19，L33（1986）]更常用于晕镜理论，我们证明了对偶对称轴子电动力学应用于晕镜理论更有优势。首先，在长波长近似下，轴子电动力学的双重对称和传统观点是一致的。此外，对偶对称理论可以得到任意状态下轴子感应电磁场的精确解析表达式。这种解决方案已被用于传统理论的长波长近似。这两种理论之间的差异可能会出现在定向轴子探测或电感测星器中。为了说明的目的，我们考虑各种类型的谐振腔：圆柱形螺线管，球形螺线管，两个平行片腔，环形螺线管与矩形横截面，并与圆形横截面。在这些类型的腔中，轴子诱导的信号的共振，以及能量差超过腔内部存储的能量的比率，进行了研究。
2022-08-20 hep-ph hep-th
Finite axionic electrodynamics from a new noncommutative approach
使用规范不变，但路径依赖的变量形式主义，我们计算静态量子势的非对易的公理电动力学（或在存在的最小长度的公理电动力学）。相应地，我们得到一个紫外有限静电势，它是一个Yukawa型和一个线性势的总和，导致静电荷的禁闭。有趣的是，应该注意的是，这个计算根本不涉及θ展开。这个结果表明了新的长度量子在我们的分析中所起的关键作用。
2011-12-21 hep-ph hep-th
Simulation of Classical Axion Electrodynamics using COMSOL Multiphysics
本文利用 COMSOL Multiphysics 和有限元方法，对碟形天线、腔体、介电晕环仪及轴子-光子再生等实验中的经典轴子电动力学进行数值模拟，验证其与解析解一致。
2023-04-07 hep-ex hep-ph
Non-standard axion electrodynamics and the dual Witten effect
本研究证明非标准轴子电动力学虽可由SL(2,Z)对偶导出，但会导致带电粒子变为双子、轴子质量增大并改变希格斯物理，因而不具现象学可行性。
2023-12-26 hep-ph hep-th
Renormalization Flow of Axion Electrodynamics
我们研究了轴子电动力学的重整化流，集中在轴子-光子耦合的非微扰运行和轴子（类）粒子的质量。由于轴子-光子顶点的非重整化性质，重整化流由光子和轴子反常维度控制。因此，动量无关的轴子自相互作用不是由光子涨落引起的。非微扰流对紫外线表现出朗道极型行为，这意味着该系统具有最大的紫外线扩展的规模，并在深红外线的重整化轴子光子耦合是有界的。尽管规范不变性保证了光子涨落在红外线中不会退耦，但重整化耦合即使在深红外线中，甚至对于无质量的轴子，也是有限的。在我们的截断，我们还观察到一个特殊的RG轨迹的存在，这是可扩展到任意高的尺度，而不受UV固定点。
2012-07-31 hep-ph hep-th
Topological axion electrodynamics and 4-group symmetry
本文研究了$(3+1)$维轴子电动力学中的高能极限下的高阶对称性和高阶群。在低能极限下，得到了一个描述轴子-光子耦合拓扑激发的拓扑场论，我们称之为拓扑轴子电动力学。拓扑轴子电动力学的高阶对称性由运动方程和比安奇恒等式指定。我们发现在对称生成元的交点上存在诱导任意子。通过任意子世界线的连接，我们证明了一个轴子畴壁的世界体积是拓扑有序的。我们进一步指定的基础数学结构优雅地描述所有显着特征的理论是一个4-组。
2022-03-03 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
The axion-photon mixing in non-linear electrodynamic scenarios
在这方面的贡献，我们重新评估某些方面的轴子电动力学耦合非线性电磁效应的轴子物理。我们提出了一些动机来证明耦合的轴子的光子在一个一般的非线性扩展的电磁部门。我们的重点在该文件中依赖于本构介电常数和磁导率张量的调查，其中轴子通过引入传播辐射的频率和波矢量的依赖性作出贡献。此外，我们指出如何的轴子质量和轴子光子光子耦合常数有助于色散行为的电磁波，在对比的情况下发生的非线性扩展，当出现的有效折射率只依赖于传播的方向相对于外部字段。轴子通过产生依赖于波长的折射率改变了这一图景。我们应用我们的结果的特殊情况下（非双折射）玻恩-因菲尔德电动力学，我们表明，它成为双折射的轴子耦合。本文的附录是补充，在那里我们按照我们自己的路径来接近最近的争论的坡印廷矢量的定义的轴电动力学的讨论。
2022-10-26 hep-ph hep-th
Axion electrodynamics: Energy-momentum tensor, and possibilities for experimental tests
轴子电动力学是基于电磁场的拉格朗日量加上它与轴子的相互作用，因此是一个物理上开放的系统。这意味着电磁能量-动量张量的四维发散不等于零，这反过来意味着总的电磁能量和动量（当在所有空间上积分时）不构成四维矢量。电磁力在原则上是可以通过实验检测到的，就像普通电动力学中的情况一样。本文的前半部分在一般情况下，给出了当周围环境为具有常数介电常数和磁导率的介质时，轴子电动力学的能量-动量关系。在第二部分，我们讨论了两个例子。第一种是静态情况，即一块含有轴子的均匀材料暴露在外部强电场和磁场中。假设轴子振幅$a(x)$（即其密度）在一个方向上线性增加，我们计算轴子产生的力。作为第二个例子，我们考虑轴子不随位置变化，而是随时间和谐地变化;这是天体物理学中通常假设的星座。假设从地球向太空中的轴子云发射的电磁波为高斯分布，我们计算了“轴子回波”，即返回信号。
2022-08-11 hep-ph hep-th
Non-invertible symmetries in axion electrodynamics
研究了无质量轴子和无质量光子的$(3+1)$维轴子电动力学中的不可逆全局对称性。除了先前已知的不可逆的0-形式的轴子移位对称性，我们发现一个不可逆的1-形式的对称性与光子的运动方程。不可逆对称缺陷的关联函数导致可逆的1-和2-形式的对称缺陷与轴子和光子的Bianchi恒等式。利用关联函数，从整体对称性的观点讨论了扩展对象的几种现象，如轴畴壁上的分数电荷和磁通量管交点上的分数轴算符.
2022-12-31 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
On the Axion Electrodynamics in a two-dimensional slab and the Casimir effect
本文通过微扰求解有限宽度二维平板中轴子与电磁场耦合的方程，推导出轴子引起的电磁场旋转角，并据此计算两导电平板间的卡西米尔力，扩展了轴子电动力学中的卡西米尔效应研究。
2024-02-21 hep-ph hep-th
Selection rules of topological solitons from non-invertible symmetries in axion electrodynamics
该研究探讨了轴子电动力学中非可逆对称性如何决定拓扑孤子（如轴子畴壁和磁弦）的选择规则，并给出了磁单极子存在下的约束，以及磁弦与轴子弦链接构型的新限制。
2024-11-08 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Non-equilibrium Quantum Field Theory and Axion Electrodynamics in curved spacetimes
Università degli Studi di Palermo（巴勒莫大学）
本研究通过非平衡量子场论和弯曲时空中的量子场论方法，探讨轴子在宇宙学中的产生、拓扑缺陷以及与标准模型粒子的相互作用。
2025-12-23 astro-ph.CO hep-ph
Axion-modified photon propagator, Coulomb potential and Lamb-shift
轴子电动力学的量子理论的一致重整化需要两个光子与中性赝标场的最小耦合之外的项。这个过程被用来确定电磁场和轴子场的自能算符，在轴子-双光子耦合中具有二阶精度。由此产生的极化张量用于建立静态点状电荷的轴子修正库仑势。在此基础上，建立了类氢原子兰姆位移的合理畸变，并探讨了在高精度原子光谱学和Cavendish型实验中寻找类轴子粒子的范围。特别是，我们表明，这些假设的自由度被排除作为合理的候选人解释μ介子氢的质子半径异常。然而，仍然存在着一个漏洞，这与轴子电动力学的不可重整性质有关。
2018-12-06 hep-ph
Global 4-group symmetry and 't Hooft anomalies in topological axion electrodynamics
我们研究了由拓扑作用描述的带隙相的$(3+1)$维轴子电动力学的低能量极限的高形式全局对称性和高群结构。通过拓扑作用量与背景规范场耦合的相容性条件，证明了高阶对称性具有半严格的4群（3交叉模）结构.我们发现可能的特胡夫特异常的4群全球对称性，并讨论物理后果。
2021-08-28 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Global 3-group symmetry and 't Hooft anomalies in axion electrodynamics
本文研究了$(3+1)$维无质量轴子电动力学的高群结构。利用背景规范方法，证明了高阶对称必具有整体半严格3-群（2-交叉模）结构，并表现出3-群的t Hooft反常.特别是，我们发现了一个立方混合的t Hooft异常之间的0-形式和1-形式的对称性，这是特定的高群结构。
2021-02-09 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Higher-form symmetries and 3-group in axion electrodynamics
我们研究了$(3+1)$维中无质量轴子与光子耦合的低能有效理论中的高阶对称性。结果表明，该系统的高阶对称性伴随着一个半严格的3群（2-交叉模）结构，该结构可以由高阶对称性的对称生成元的关联函数找到.我们认为，轴子电动力学中的Witten效应和反常霍尔效应可以用3群变换来描述。
2020-08-17 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Comment on "Poynting vector controversy in axion modified electrodynamics"
在最近的一份出版物中，Tobar、McAllister和Goryachev声称，使用坡印廷矢量的另一种定义可以显著提高他们提出的轴子暗物质探测器的灵敏度。虽然坡印廷矢量的选择确实是模棱两可的，但它不会影响物理结果，例如电压表上的读数，只要一致地使用相同的定义。我对这一点进行了详细的解释，并找出了其计算中的具体误差。
2022-03-29 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Axion electrodynamics without Witten effect in metamaterials
本文提出轴子电动力学的非局域扩展，设计了一种保留 Kerr 与 Faraday 旋转但不产生双子电荷、因而无 Witten 效应的非互易非局域超材料。
2023-08-16 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.optics
Zero Casimir Force in Axion Electrodynamics and the Search for a New Force
该研究指出轴子电动力学中存在金属板零卡西米尔力的稳定构型，通过含类轴子效应的外尔半金属装置实现金属间零卡西米尔力，为搜寻微米尺度轻粒子介导的新力提供可能。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall hep-ex hep-ph
Probing emergent axion electrodynamics with waveguide apparatus
本文提出用填充特殊材料的空心波导探测手征磁效应与反常量子霍尔效应共存，从而可能检测凝聚态中的涌现类轴子场。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.optics
Axion Electrodynamics in Topological Materials
三维拓扑材料的一个有趣的特性是由称为$θ$项的拓扑项引起的拓扑磁电现象。这种磁电现象通常被称为轴子电动力学，因为$θ$项与描述假设的基本粒子、轴子和光子之间耦合的作用具有完全相同的形式。轴子是在大约40年前为了解决量子色动力学中所谓的强CP问题而提出的，现在被认为是暗物质的候选者。在本教程中，我们概述了三维拓扑材料中轴子电动力学的理论和实验研究。从三维时反不变拓扑绝缘体的拓扑磁电效应出发，描述了静态和动态轴子绝缘体的基本性质，它们的实现需要磁序.我们还讨论了外尔半金属的电磁响应，重点是手征反常。我们扩展的概念，在凝聚态的轴子电动力学拓扑超导体，其对外部领域的响应可以描述的引力拓扑项类似的$θ$长期。
2021-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Axion electrodynamics and magnetohydrodynamics
我们制定轴子电动力学和磁流体力学（MHD）在宇宙学背景下假设弱引力。这两个公式分别适用于具有一般$f(ϕ)$耦合的一般标量场和具有$ϕ^2$耦合的有质量标量场的轴子，以及螺旋电磁场。$α$ -发电机项自然地出现在MHD公式的螺旋耦合中。然而，在存在电磁耦合的情况下，相干振荡轴子的薛定谔和流体动力学公式{ \it not}可用于传统的$ϕ$耦合;相反，$ϕ^2$耦合允许成功的公式将轴子的暗物质性质保持为非线性阶。在MHD公式中，标量场和电磁场之间的直接耦合只出现在非理想MHD中。我们研究了标量场和轴子MHD的引力和磁场不稳定性。
2022-07-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Criticality and dominance of axion physics in highly magnetized vacuum
在恒定均匀的磁场背景下，由类轴子场引起的量子真空涨落可以支配与电子-正电子场有关的涨落。在轴子电动力学的框架下，确定了轴子-双光子耦合中电磁场的自能算符，其精度达到二阶。这一结果是用来建立修改的光子的传播特性和静态点状电荷的库仑电位。值得注意的是，在中子星的磁层中，量子电动力学中已知的与伽马量子有关的磁场捕获光子的效应在轴子电动力学中被扩展到包括X射线光子，结果是来自表面的热辐射的特殊偏振部分沿着磁场被引导。此外，当场强大于临界尺度时，修正库仑势在垂直于磁场方向上，在远小于轴子康普顿波长的距离上是Yukawa型的，而沿磁场方向，在任何长度尺度上都近似遵循库仑定律.我们发现，在无限大的磁场的长期存在的问题-克服QED -的一个氢原子的基态能量是无界从下面，是恢复。然而，在轴子电动力学中，这种无界性被切断了，因为在这个理论中可处理的最大磁场受到相关散射矩阵的么正性的限制。
2018-07-12 hep-ph
Poynting vector controversy in axion modified electrodynamics
通过双光子电磁异常来寻找轴子暗物质的最灵敏的天体探测器，通过轴子与大的直流磁场的混合将轴子转换为光子。在这项工作中，我们应用坡印廷定理所产生的轴子修改电动力学和确定两个可能的坡印廷矢量，一个类似于亚伯拉罕坡印廷矢量和其他的闵可夫斯基坡印廷矢量电动力学。后者拾取了额外的非保守项，而前者没有。为了理解能量转换和功率流的检测系统中的源，我们应用两个坡印亭定理轴子修改电动力学，谐振腔和宽带低质量轴子探测器。我们表明，这两个坡印廷定理给出了相同的灵敏度谐振腔轴子haloscope，但预测显着不同的灵敏度低质量的宽带电容haloscope。因此，我们提出这样一个问题：在亚伯拉罕-闵可夫斯基争论的框架下，是否可以理解哪一个是正确的轴子暗物质探测？实际上，这应该在探测到轴子时通过实验来证实。然而，当考虑电介质中的正则动量时，许多电动力学实验都倾向于闵可夫斯基坡印廷矢量。在准静态极限条件下，小质量轴子晕圈探测器的灵敏度计算应重视轴子修正的Minkowski坡印廷矢量，并预测其灵敏度比Abraham坡印廷矢量等效值高几个数量级.
2022-11-10 astro-ph.IM gr-qc hep-ex
A Supersymmetric Extension of Axionic Electrodynamics: From Axions and Photons to Axinos and Photinos
Universidade Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦大学）；Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas（巴西物理研究中心）；Instituto Federal do Espírito Santo（圣埃斯皮里图联邦学院）；Centro Federal de Educação Tecnológica C. S. da Fonseca（C.S.达丰塞卡联邦技术教育中心）
本文构建了轴子电动力学的超对称扩展，研究轴子、光子及其超对称伙伴轴ino和光ino的相互作用，分析了bosonic和fermionic部分的色散关系及有效质量，并探讨了bosonic场方程的解。
2026-09-04 hep-ph hep-th
Solutions to Axion Electrodynamics in Various Geometries
最近有一个新的实验方案，以寻找超轻的轴子暗物质与轴子质量，$m_a\lesssim1\,μ$ eV的激增。这些提议中的许多寻求在大的静态磁场中或周围感应的小的振荡磁场。最近，人们对在类似设置中搜索振荡电场的替代检测方案感兴趣。在本文中，我们明确地解决麦克斯韦方程组在一个简化的几何形状，并表明，在这个质量范围内，轴子诱导的电场的边界条件严重抑制。不幸的是，实验测量轴子诱导的电场是不可行的，在这种质量制度，使用目前提出的设置与静态的主要领域。我们发现，在较大的轴子质量，感应电场不抑制，但边界效应可能仍然是相关的实验的灵敏度。然后，我们做了一般的论点，一般的探测器配置与静态磁场表明，电场总是抑制在大波长的限制。
2019-03-08 hep-ex hep-ph
Experimental Challenges Involved in Searches for Axion-Like Particles and Nonlinear Quantum Electrodynamic Effects by Sensitive Optical Techniques
本文讨论了迄今为止用于测量真空中强横向磁场产生的激光偏振态变化的实验技术。我们指出了可能出现的文物，在这样的实验中，特别是最近的PVLAS观测和以前的研究结果的BFRT合作。我们的观测是基于光子噪声限制相干零差干涉仪的研究，该干涉仪的偏振灵敏度为2 × 10 ^-8 rad Hz^（1/2）mW^（-1/2）。
2007-04-05 hep-ph hep-th
Anomalous Casimir effect in axion electrodynamics
研究了轴子电动力学中的Casimir效应。如果$θ$是时间和/或空间相关的，则有限的$θ$项影响光子的能量色散关系。我们专注于一个特殊的情况下，线性非均匀$θ$沿$z$轴。然后，我们证明了Casimir力垂直于$z$轴的两个平行板之间可以是吸引力或排斥力，依赖于$θ$的梯度。我们把这种由非均匀$θ$引起的Casimir力中的排斥分量称为反常Casimir效应。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Axion electrodynamics of Weyl superconductors with broken time-reversal symmetry
本研究探讨时间反演破缺外尔超导体的轴子电动力学磁电响应，发现轴子贡献使伦敦穿透深度增加，迈斯纳态与涡旋相存在电磁相互作用并产生非零电磁角动量。
2025-10-01 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Scalar axion field of toroidal electromagnetic pulses
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；University of Southampton（南安普顿大学）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究环状电磁脉冲在自由空间中的叠加如何产生非零E·B区域，通过轴子电磁动力学生成时空局域的伪标量场。
2026-04-07 hep-ph physics.class-ph physics.optics
Axion Hair and Pulsar Electrodynamics: modelling, discharge dynamics, and particle-in-cell simulations
Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器中心）；II. Institute of Theoretical Physics, Universität Hamburg（汉堡大学第二理论物理研究所）；Department of Theoretical Physics, CERN（欧洲核子研究中心理论物理部）；Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma & Sezione INFN Roma1（罗马第一大学物理系及INFN罗马一分部）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) and Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)（高等能源物理研究所及巴塞罗那科学与技术研究院）；Institute for Advanced Study, Princeton（普林斯顿高等研究院）；University of Maryland（马里兰大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本文为轴子毛发影响脉冲星电动力学提供完整建模与模拟框架，证明其可增强加速或屏蔽效应，并给出对轻QCD轴子的新约束。
2026-09-09 astro-ph.HE hep-ph
Casimir effect in axion electrodynamics with lattice regularizations
本文提出基于格点正则化的理论方法推导轴子电动力学中的 Casimir 效应，正确再现能量符号翻转，并在连续极限下与连续理论一致，且适用于非零温度情形。
2024-03-05 cond-mat.mes-hall hep-lat hep-ph
Higher-group structure in $2n$-dimensional axion-electrodynamics
我们研究了$2n$维轴子电动力学，目的是探索其背后的更高群结构，这表现为背景规范场的格林-施瓦茨变换，该变换与守恒电流的耦合最小。对$n=3$病例的研究最为深入。我们利用规范变换将两个关联函数相互映射，导出了全局对称生成元之间的关联函数的恒等式。在这个计算中的一个关键成分是由格林-施瓦茨变换和与规范变换相关的特胡夫特反常给出的。这些结果的代数结构和它的物理解释进行了详细讨论。特别是，我们发现，高群结构的$n=3$被赋予了一个多进制操作之间的对称发电机。
2022-11-25 hep-ph hep-th math-ph
Modified Axion Electrodynamics as Impressed Electromagnetic Sources Through Oscillating Background Polarization and Magnetization
我们提出了一个重新制定的轴子修改电动力学与所有修改重新定义的D，H，B和E场之间的本构关系。这使得解释的轴子诱导的背景束缚电荷，极化电流和背景极化和磁化满足电荷电流连续性方程。这种表示形式类似于光子扇区奇宇称洛伦兹不变性违反背景场。我们表明，当施加一个直流B-场的振荡背景极化诱导的频率相当于轴子质量。相反，当施加直流电场时，在与轴子质量相等的频率下诱导振荡背景磁化。我们表明，这些条款是等效的外加源项，类似的方式，电压和电流源的电路和天线理论中的麦克斯韦方程组的印象。外加源项表示外部能量转化为电磁能，在轴子修正电动力学的情况下，这是由于逆普里马科夫效应将轴子的能量转化为光子。在DC磁场下的轴子诱导振荡极化类似于以轴子康普顿频率振荡的永久极化驻极体，其从有效的外加磁电流源产生电动势。特别是，它示出，所施加的直流电流，驱动电磁铁的螺线管磁直流场，感应出平行于直流电流的外加磁电流，在轴子的康普顿频率振荡。我们表明，磁流驱动电压源通过一个电矢势，也定义了边界条件的振荡轴子感应极化的内部和外部的电磁铁。
2019-08-01 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Chern-Simmons electrodynamics and torsion dark matter axions
本文研究挠率轴向赝矢量对暗光子的影响，发现其导致磁场阻尼，在QCD尺度产生约10^-8高斯磁场，并揭示轴子在Chern-Simons发电机效应中的关键作用。
2024-04-21 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Carrollian axion electrodynamics
School of Basic and Applied Sciences, K. R. Mangalam University（K.R.曼加拉姆大学基础与应用科学学院）；Saha Institute of Nuclear Physics（萨哈核物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立学院）
本文构建了Carrollian轴子电动力学理论，通过$c \ o 0$展开得到电型和磁型两类，发现磁型理论中存在Witten效应的Carrollian类比，但线性磁电效应消失。
2026-09-25 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
Chern-Simons bubbles: Lopsided false vacuum decay in axion electrodynamics
本研究在含平行背景电磁场的轴子电动力学中发现新型反作用瞬子解，对应屏蔽电磁场的轴子畴壁成核，解具有独特的外低能区特征并可沿场向拉长，为粒子物理与宇宙学提供新研究方向。
2024-01-31 gr-qc hep-ph hep-th
Sideband Structure of Axion Electrodynamics
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（杭州高等研究院）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本文发展了线性化麦克斯韦-轴子系统在相干周期轴子背景下的Floquet-Bloch边带理论，揭示了泵浦场产生的光子-轴子边带梯级及其稳定性与转换特性。
2026-07-03 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Simulating Axion Electrodynamics in Magnetized Plasmas: Energy transfer in the inhomogeneous and strongly varying limit
Dipartimento di Fisica, “Sapienza” Università di Roma & Sezione INFN Roma1（罗马大学物理系及INFN罗马第一分部）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Instituto de Física Corpuscular (IFIC), University of Valencia-CSIC（瓦伦西亚大学-CSIC粒子物理研究所）；CENTRA, Departamento de Fisica, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学技术学院物理系CENTRA中心）；Department of Theoretical Physics, CERN（欧洲核子研究中心理论物理部）；Department of Particle Physics and Astrophysics, Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所粒子物理与天体物理系）；Rudolf Peierls Centre for Theoretical Physics, University of Oxford（牛津大学鲁道夫·派尔斯理论物理中心）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所）；II. Institute of Theoretical Physics, Universität Hamburg（汉堡大学第二理论物理研究所）
研究轴子在磁化等离子体中诱导的电磁响应，重点在于高非均匀和强烈变化背景下的能量传输与损耗，通过频域和时域模拟分析光子激发效率、阿列夫波间接激发及局部等离子体下密度中的电场激发。
2026-03-27 gr-qc hep-ph hep-th
Photon Frequency Conversion in High-$Q$ Superconducting Resonators: Axion Electrodynamics, QED & Nonlinear Meissner Radiation
本研究分析了高Q超导谐振腔中迈斯纳电流引发的光子频率转换效应，对比了其与轴子、EH相互作用介导的光-光散射的信号强度及背景影响，提出双腔等装置可抑制迈斯纳与泄漏背景，为轴子与QED探测提供参考。
2024-12-02 cond-mat.supr-con hep-ph
Dual origin of effective axion response
本文揭示了凝聚态和光子学中有效轴子响应的两种不同物理起源，提出了对偶对称的轴子电动力学版本，并通过示例系统推导了关键预测及实验可观测区别。
2024-07-30 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.optics
Considerations on the modified Maxwell electrodynamics in the presence of an electric and magnetic background
本文研究ModMax电动力学在外加电磁背景下的性质，推导了色散关系与折射率并分析双折射，进一步计算轴子耦合情形下的相互作用能，揭示线性分量导致的电荷禁闭效应。
2023-04-18 hep-ph hep-th
Pulsar Nulling and Vacuum Radio Emission from Axion Clouds
本文研究脉冲星极盖周围引力束缚轴子云与磁层电动力学的耦合，说明轻轴子可导致周期性射电消零，而较重轴子可通过真空非相干振荡产生窄射电谱线。
2024-09-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Fermion-Vortex Interactions in Axion Electrodynamics
本文研究了轴子电动力学中标量凝聚体-费米子混合物的相对论作用量，利用粒子-弦对偶性获得了费米子-涡旋管相互作用的有效作用量，发现含常数系数的 $θ$ 项能显著影响该相互作用，并通过降维展示了依赖于 $θ$ 的通量附着。
2025-06-01 cond-mat.supr-con hep-ph hep-th
Anomalous character of the axion-photon coupling in a magnetic field distorted by a pp-wave gravitational background
研究了引力辐射影响下的磁场中的轴子-光子耦合问题。我们着重于两个模型的精确解的轴子电动力学方程在pp波引力背景下与初始恒定磁场。第一个模型描述了一个初始恒定的磁场在引力波真空与单位折射率的响应;第二个模型的特点是由一个非单位折射率规定的普通和/或暗物质的存在。我们表明，这两种模型都表现出异常行为的电磁场产生的轴子-光子耦合在磁场的存在下，在引力波的背景下发展。讨论了轴子暗物质在该电动力学系统反常响应形成中的作用。
2014-03-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Modified electron trajectory due to the axion dark matter background
Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）
本文研究类轴子暗物质背景产生的电场对电子轨迹的显著影响，考虑不同暗物质密度和磁场强度，发现质量约10^-22 eV的类轴子粒子可明显改变电子路径。
2026-09-09 hep-ph
Theorem: A Static Magnetic N-pole Becomes an Oscillating Electric N-pole in a Cosmic Axion Field
我们证明了经典的麦克斯韦方程组，包括轴子电磁异常源项，宇宙轴子场诱导振荡的电N-时刻的任何静态磁N-时刻。这是一个简单的结果，任何一个上过电动力学研究生一年级课程的人都可以得到。
2016-07-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Photon quantum kinetic equations and collective modes in an axion background
该研究建立轴子背景下无碰撞光子的量子动力学理论，推导经典对应关系，得到偏振分量的色散与输运方程，并发现轴子背景会打破电子-正电子等离子体中光子横向集体模式的简并。
2024-04-17 hep-ph
Axion dissipation in conductive media and neutron star superradiance
本研究针对中子星磁层导电等离子体可能触发轴子超辐射不稳定性的猜想，纳入等离子体动力学与流体效应，通过两种玩具模型验证发现典型等离子体密度会强烈抑制该不稳定性，降低中子星超辐射的可行性，还补充了耗散等离子体中轴子电动力学的相关现象。
2025-06-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Axions, Photons and Physics Beyond the Standard Model
本文研究轴子与光子的非线性电磁耦合，重点分析轴子质量与耦合常数对电磁波色散和折射率的影响，并证明Born-Infeld电动力学在轴子耦合下出现双折射，同时探讨了洛伦兹破坏项对色散关系和光学现象的作用。
2024-08-07 hep-ph hep-th
Bending of light in axion backgrounds
在这项工作中，我们研究光的折射计算完整的解决方案轴子电动力学。我们还考虑到了额外的血浆成分的可能性。然后，我们专门研究与背景尺度相比较小的波长，以确定折射是否可以用几何光学来描述。我们还考虑到了额外的血浆成分的可能性。在没有等离子体的情况下，对于相对于光轴的小入射角，轴子电动力学和几何光学具有良好的一致性，在$\mathcal{O}(g_{a γγ}^2)$处发生折射。然而，对于远离光轴的光线，与几何光学的一致性被破坏，并且主折射需要在$\mathcal{O}(g_{a γγ})$处发生的全波光学处理。在足够大的等离子体质量的存在下，光的波动性质被抑制，几何光学与所有光线的完整理论非常一致。因此，我们的研究结果表明，有必要进行更全面的研究透镜和光线跟踪轴子的背景下，包括一个完整的帐户的新的$\mathcal{O}(g_{a γγ})$波光学折射的贡献。
2020-08-29 gr-qc hep-ph
Estimating the flux of the 14.4 keV solar axions
本文计算了太阳中$^{57}$ Fe的M1型核跃迁发射的14.4keV单能轴子的期望通量。这些轴子可以被检测到，例如，通过在单晶TeO $_2$测辐射热计中的逆相干Bragg-Primakoff转换。这种计算的成分是i）轴子核子耦合，估计在几个流行的轴子模型和ii）核自旋矩阵元素，涉及现实的壳模型计算与质子和中子激发。为了便于实验，我们还计算了涉及轴子和光子发射的分支比
2017-12-26 hep-ph
Dynamical Axion Field in a Magnetic Topological Insulator Superlattice
我们提出在磁性拓扑绝缘体超晶格或拓扑顺磁绝缘体中可以实现动力学轴子场。这些系统的磁涨落产生一个赝标场，它与电磁场有一个轴子耦合，因此它给出了轴子电动力学的凝聚态实现。与以前提出的动力学轴子材料相比，其中需要一个长程反铁磁秩序，这里提出的系统具有的优点，只有一个均匀的磁化或顺磁状态是需要的动态轴子。我们进一步提出了几个实验来检测这样一个动态的轴子场。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall hep-ph
Time-domain properties of electromagnetic signals in a dynamical axion background
动态轴子背景中的电磁波在高频下表现出超光速群速度，在低频下表现出不稳定性，从而改变了光子在空间中的传播方式。局部扰动的传播是有因果关系的，但与普通的麦克斯韦理论不同的是，扰动的传播不仅发生在光锥上，也发生在光锥内部。对于不稳定模式，电磁场中的能量密度沿类时位移呈指数增长。本文导出了不同极限下轴子电动力学中的推迟格林函数，并研究了传播信号的时域性质。
2020-07-02 astro-ph.CO hep-ph
