Revisiting the detection rate for axion haloscopes
腔晕镜已被用来探测在强磁场作用下不可见宇宙轴子共振转换的微波光子。在该方案中,轴子-光子转换功率已被公式化为对于某些条件有效,无论是$Q_{cavity}\ll Q_{\rm axion}$还是$Q_{cavity} \gg Q_{axion}$。然而,当这两个量彼此相当时,这种补救方法就失败了。此外,噪声功率流已被视为独立的阻抗失配的系统,这可能会引起误导的实验灵敏度的估计。我们重新审视的分析方法,得到一个一般的描述的信号和噪声功率。我们还优化了接收器的耦合强度,以产生最大的灵敏度轴子搜索实验。
2020-04-14 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Axion-plasmon polaritons in strongly magnetized plasmas
轴子是与破坏电荷宇称对称性有关的假设粒子,是最有可能成为暗物质的候选者。目前在不同的物理系统中进行了多次尝试来证明它们的存在。在这里,我们预计的轴子耦合到静电(朗缪尔)模式的强磁化等离子体的可能性,通过显示一个新的准粒子可以定义,轴子等离子体极化激元。轴子的激发可以从朗缪尔波的色散关系的显著修改中推断出来,我们估计在最先进的基于等离子体的实验中可以访问这一特征。我们进一步表明,在极端的密度和磁场条件下(例如,在致密的中子星的内部),轴子-等离子体极化激元变得动态不稳定,类似于发生在自引力流体中的Jeans不稳定性的情况。后一个结果预示了宇宙中类轴子粒子产生的合理机制。
2018-01-18 hep-ph physics.plasm-ph
Revisiting isocurvature bounds in models unifying the axion with the inflaton
在膨胀之前或膨胀期间发生Peccei-Quinn对称性自发破缺的轴子场景,以及轴子暗物质产生于未对准机制的轴子场景,可以受到宇宙微波背景等曲率边界的约束。暗物质等曲率被认为是抑制模型与轴子暴胀子相互作用,其中轴子扰动被假定为冻结在视界交叉暴胀期间。然而,由于相互作用本身,这种假设可能过于简单化。特别是,在再加热过程中的非微扰效应可能会导致轴子微扰的急剧增长。我们在两个模型中进行晶格计算,其中Peccei-Quinn场参与通货膨胀。我们发现,轴子扰动的增长是这样的,Peccei-Quinn对称性恢复的轴子衰变常数$f_A\lesssim10^{16}$ - $10^{17}$ GeV,导致过度丰富的暗物质,除非$f_A \lesssim 2 \times 10^{11}$ GeV。对于$f_A\gtrsim10^{16}$ - $10^{17}$ GeV,我们仍然发现一个大的增长在低动量的轴子扰动,这样一个天真的外推到CMB尺度表明违反等曲率界限。
2021-04-28 astro-ph.CO hep-ph
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
Revisiting signatures of thermal axions in nonstandard cosmologies
本文利用连续平滑的胶子与光子耦合相互作用速率,重新研究非标准宇宙学中强子型热轴子的形成,改进低温再加热限制并首次约束早期物质主导情景。
2024-06-18 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting axion dark matter with nonlinear transitions
本文通过精确研究轴子谱,重新审视了非线性跃迁对轴子暗物质的影响,指出在较小衰变常数参数区域估算丰度需谨慎,并探讨了模量受激衰变产生轴子的情景及相关现象。
2025-09-16 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the Axial Anomaly and Chiral Magnetic Effect in Dense Matter, with Applications to Axion Dark Matter
Pusan National University(釜山国立大学);Extreme Physics Institute, Pusan National University(釜山国立大学极端物理研究所)
本文计算了稠密物质中的轴向反常,证明其形式与真空中相同,并重新审视了手征磁效应,发现介质支持由轴向化学势决定的持续反常电流,最后讨论了轴子暗物质作为有效轴向化学势的应用。
2026-11-10 hep-ph hep-th
Revisiting the bound on axion-photon coupling from Globular Clusters
通过对39个银河系球状星团的分析,得到了轴子-光子耦合$g_{aγ}$的强束缚。很久以前就认识到,R参数,即老星团中水平恒星与红巨星分支的数量比,会因恒星核中光子转换产生的轴子而降低。在这方面,我们比较了测量的R与国家的最先进的恒星模型下得到的不同假设$g_{aγ}$。我们发现,估计值的$g_{aγ}$基本上取决于所采用的He质量分数Y,在以前的调查中往往被忽视的效果。以最近对银河系球状星团中O/H在相同范围内的H Ⅱ区He丰度的测定为基准,我们得到了$\%$在95 $g_{aγ}<0.66\times 10^{-10}$ GeV $^{-1}$的上限。这一结果显着改善了以前的分析的约束,是目前最强的限制在一个广泛的质量范围内的轴子光子耦合。
2014-10-14 astro-ph.SR hep-ph
Revisiting Isocurvature Bounds on the Minimal QCD Axion
Stanford University(斯坦福大学);Universität Zürich(苏黎世大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院)
该研究重新审视最小QCD轴子的等曲率界限,发现高$ f_a $和高$ H_I $在紫外物理允许范围内,不被等曲率限制排除。
2025-12-20 astro-ph.CO hep-ph
Revisiting the stochastic QCD axion window: departure from equilibrium during inflation
本文重新审视QCD轴子作为暗物质的随机窗口,发现轴子在暴胀期间偏离平衡分布,从而修正了可行的参数范围。
2024-05-24 astro-ph.CO hep-ph
Simulation of Axion-Induced Electromagnetic Signal Detection Using Plasmonic Metasurfaces and Diamond NV Centers
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen(尼尔斯·玻尔研究所,哥本哈根大学)
本文通过数值模拟研究基于等离子体超表面场增强和金刚石NV中心量子传感的高灵敏度轴子探测器,评估其对轴子耦合产生的异常电磁场的响应,并探索低质量轴子探测的可能性。
2026-07-02 hep-ph physics.ins-det quant-ph
Revisiting the axion bounds from the Galactic white dwarf luminosity function
研究表明,白矮星的光度函数(WDLF)的形状是检验DFSZ-轴子可能存在的有力工具,DFSZ-轴子是一种被提出但尚未被探测到的弱相互作用粒子。为了推导出轴子质量的新约束条件,本文在WD演化模型的基础上计算了新的理论WDLFs,该模型考虑了轴子对白矮星热结构的反馈。我们发现,在高光度下($M_{\rm Bol}\lesssim 8$),轴子发射对中微子发射的影响不可忽略,当处理轴子质量大于$m_a\cos^2β\gtrsim 5$ meV(即轴子-电子耦合常数$g_{ae}\gtrsim 1.4\times 10^{-13}$)时,轴子发射需要自洽地纳入白矮星的演化。我们超越了以前的作品,包括5个不同的衍生物的WDLF在我们的分析。然后,我们进行了$χ^2$ -测试,有一个定量的评估之间的理论WDLFs -计算不同的轴子质量和归一化方法的假设-和观测到的银河系盘的WDLFs。虽然所有的WDLF研究在这项工作中不赞成轴子质量的范围内建议的asteroseismology($m_a\cos^2β\gtrsim 10$ meV; $g_{ae}\gtrsim 2.8\times 10^{-13}$)较低的轴子质量不能从我们目前的知识被丢弃的WDLF的银河系磁盘。在对轴子-电子耦合常数进行定量约束之前,需要一组更大的完全独立的银河盘WDLF推导以及详细研究理论WDLF的不确定性。
2014-10-07 astro-ph.SR hep-ph
Field-induced axion emission via process $e^+ e^- \to a$ in plasma
研究了等离子体和外加磁场中轴子$e^+ e^- \to a$的湮灭。通过等离子体激元中间态的这个过程在发射的轴子的特定能量下具有共振特性。比较了$e^+ e^- \to a$和轴子回旋辐射率的计算结果。
1998-12-16 hep-ph
Revisiting the sphaleron and axion production rates in QCD at high temperatures
The Institute of Mathematical Sciences(马哈拉施特拉数学科学研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
研究通过格点计算新结果,分析软SU(N)胶子热有效场论中sphaleron率及非热SU(N)等离子体中胶子生产率,探讨早期再加热阶段超软胶子热化时间及相对论axion热产生率偏离扰动估计。
2026-08-04 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Revisiting the SN1987A gamma-ray limit on ultralight axion-like particles
我们从超新星SN 1987 A的超轻类轴子粒子(ALP)的耦合光子的约束进行了修订。在核心坍缩的超新星中,ALP将通过Primakoff过程发射出来,并最终在银河系的磁场中转化为伽马射线。在SMM卫星的GRS仪器中缺乏伽马射线信号,与SN 1987 A发射的中微子的观测一致,因此提供了它们与光子耦合的强约束。由于与电流约束相关的大的不确定性,我们修改了这一论点,基于最先进的物理输入的超新星模型和牛奶路磁场。此外,我们提供了重大的修订,如一致的治疗核子简并效应和减少的核质量在热和稠密的核介质的超新星。通过这些改进,我们得到了一个新的光子-ALP耦合上限:当m_a < 4.4 x 10 ^{-10} eV时,g_{aγ} < 5.3 x 10^{-12} GeV^{-1},并且我们还给出了它在较大ALP质量下的依赖关系。此外,我们还讨论了在不久的将来,如果一颗足够近的超新星爆炸,费米-LAT卫星实验可以在多大程度上改善这个界限。
2015-01-12 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-Like Particles with the Silicon Detector at a Nuclear Reactor
Nanjing Normal University(南京师范大学);Jiangxi Normal University(江西师范大学);Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(卡尔斯鲁厄理工学院)
利用核反应堆硅探测器通过等离子体激发检测轴子类粒子,提出在0.1-100 keV质量范围内对ALP-光子耦合$g_{aγγ}$的约束,并展示vIOLETA的灵敏度优于现有限制。
2026-07-09 hep-ph
Revisiting primordial black hole dark matter from axion inflation
Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学);INFN, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部)
研究通过U(1)规范场与膨胀子的伪标量耦合产生原初黑洞,并改进现有文献,考虑均匀反作用和数值计算的规范模式函数,发现原初黑洞可解释小行星质量范围的暗物质,同时生成可被LISA测量的随机引力波背景。
2026-09-14 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Revisiting the cosmological coherent oscillation
在早期宇宙中,标量场常常以相干振荡的形式产生。这些标量场可能具有巨大的丰度,并影响宇宙的演化。特别是,如果寿命足够长,它们可能会造成宇宙学灾难。我们重新讨论了标量场与另一个振荡的标量场耦合时的相干振荡问题,并发现了一种情况,即丰度或振荡的幅度被绝热抑制机制的变体类型显着降低。作为一个具体的例子,它被应用到saxion,在超对称轴子模型的平坦方向,我们表明,宇宙学的saxion问题是解决在一个特定的设置。
2013-01-15 hep-ph
Revisiting Turner Window Axions: The Untapped Potential of NaI Dark Matter Detectors
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Institute for Nuclear Theory, University of Washington(华盛顿大学核理论研究所);Lawrence Berkeley National Laboratory(劳伦斯伯克利国家实验室);Queen’s University(女王大学);Perimeter Institute for Theoretical Physics(基础物理珀蒂默研究所);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室)
本文重新审视Turner窗口轴子,发现NaI探测器可通过共振吸收检测具有强核耦合的轴子,揭示了新的约束机会。
2026-04-28 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Axion production in unstable magnetized plasmas: an active source of dark-matter
轴子是在标准模型的强扇区中恢复电荷宇称对称性的假设粒子,也是最有可能成为暗物质的候选者之一,众所周知,它会与等离子体相互作用。在最近的出版物[物理。{ \bf 120},181803(2018)],我们已经表明,如果等离子体动态响应轴子的存在,那么可以形成新的准粒子(轴子等离子体极化激元),这是新一代基于等离子体的检测技术的基础。在这项工作中,我们利用轴子等离子体杂交,积极产生轴子流磁化等离子体。我们表明,如果我们通过注入高能电子束(束等离子体不稳定性)的等离子体不稳定,可以实现可观的生产率每分钟几个轴子。产生的轴子可以通过Primakoff衰变为光子来检测。
2019-08-02 hep-ph hep-th physics.plasm-ph
Axion helioscopes as solar magnetometers
轴子太阳望远镜通过在指向太阳的强实验室磁体中进行逆普里马科夫转换来搜索太阳轴子和类轴子粒子。预计太阳轴子的检测,我们确定计划的下一代日光镜,国际轴子天文台(IAO),测量或限制太阳磁场的潜力。要做到这一点,我们认为以前被忽视的组件的太阳轴子通量在亚千电子伏的能量所产生的纵向等离子体激元的转换。这种通量敏感地依赖于太阳的磁场分布,较低的能量对应于在较大的太阳半径处转换为光子的轴子。如果最终安装在IAXO上的探测器技术具有优于200 eV的能量分辨率,那么太阳轴子可能成为比太阳核心磁场中的中微子更强大的信使。对于能量分辨率优于10 eV的太阳,IAO可以进入太阳内部的70%,并开始将场限制在速跃层:辐射区和对流区之间的边界。来自环形磁场的纵向等离子体激元通量还具有额外的2%的几何调制效应,其可用于测量磁场的角度依赖性。
2020-08-26 astro-ph.CO hep-ph
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
Revisiting Very High Energy Gamma-Ray Absorption in Cosmic Propagation under the Combined Effects of Axion-Like Particles and Lorentz Invariance Violation
Yuxi Normal University(玉溪师范学院);Yunnan Observatory, Chinese Academy of Sciences(中国科学院云南天文台);Key Laboratory for the Structure and Evolution of Celestial Objects, Chinese Academy of Sciences(中国科学院天体结构与演化重点实验室);Hunan Normal University(湖南师范大学);Kunming University of Science and Technology(昆明理工大学);Shaoguan University(韶关学院)
该研究提出结合轴子类粒子和洛伦兹不变性违反效应的模型,以解释GRB 221009A的高能伽马射线观测。
2026-03-01 astro-ph.HE hep-ph
Theoretical expectations and experimental prospects for solar axions searches with crystal detectors
由于普里马科夫相干转换太阳轴子到光子通过布拉格散射在几个固态探测器的预期信号的计算,并与目前和未来的实验灵敏度进行比较。在可预见的将来,可以用晶体探测器探测出m_a>~0.03 eV的轴子窗口(目前用其他技术还达不到),以将轴子-光子耦合常数限制在日震学的最新界限之下。相反,在这种设备的灵敏度区域中的正信号将意味着重新审视针对相同范围的轴子质量导出的其他更严格的天体物理极限。
1998-10-20 astro-ph hep-ph
Prospects for solar axions searches with crystals via Bragg scattering
由于普里马科夫相干转换太阳轴子到光子通过布拉格散射在几个固态探测器的预期信号的计算,并与目前和未来的实验灵敏度进行比较。在可预见的将来,可以用晶体探测器探测出m_a > 0.03 eV的轴子窗口(目前还不能用其他技术探测到),以将轴子-光子耦合常数限制在日震学的最新界限之下。相反,在这种设备的灵敏度区域中的正信号将意味着重新审视针对相同范围的轴子质量导出的其他更严格的天体物理极限。将这种技术应用于正在Canfranc地下实验室采集数据的COSME锗探测器,可获得95%的C.L.极限g_a < 2.8 10^-9 GeV^-1。
1999-12-23 astro-ph hep-ph
Revisiting the Chern-Simons interaction during inflation with a non-canonical pseudo-scalar
Università degli Studi di Padova(帕多瓦大学);INFN, Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部);Research Center for the Early Universe (RESCEU), Graduate School of Science, The University of Tokyo(东京大学理学研究系宇宙早期宇宙研究中心);INAF, Osservatorio Astronomico di Padova(意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台)
本文研究了非规范伪标量场在暴胀期间的Chern-Simons相互作用,通过降低声速抑制标量扰动以增强张量信号,实现几乎完全极化的重力波产生。
2026-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Prospects of solar axion searches with crystal detectors
本文计算了在几种晶体探测器中,太阳轴子经布拉格散射相干转换为光子的预期信号。结果与目前和将来的实验灵敏度进行了比较,得出晶体探测器的灵敏度不会对球状星团的轴子-光子耦合ga极限提出挑战的结论。特别是,在用这种技术探测到的m_a ~> 0.03 eV的轴子质量窗口中(目前还无法用其他方法探测到),如果这些探测器的参数和性能得到显著改善,并且积累了大量的统计数据,g_a可能会被限制在10^-9 GeV^-1(最近的日震界)。这个界限应该被认为是未来晶体实验灵敏度的最小目标。因此,在这种灵敏度水平上发现正信号必然意味着重新审视针对相同范围的m_a值导出的其他更严格的天体物理极限。
1998-11-23 astro-ph hep-ph
Resonant axion and dark photon production in magnetic white dwarfs
本研究以磁白矮星为例,发现磁场通过各向异性和回旋共振改变光子色散,从而在额外区域引发光子和轻玻色子的共振产生,需重新审视相关天体物理约束。
2025-09-08 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Revisiting Cherenkov radiation in anisotropic chiral matter: exact calculation reveals threshold-free emission
Instituto de Ciencias Nucleares, Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学核科学研究所)
在Carroll-Field-Jackiw电动力学框架下,通过精确求解修正的麦克斯韦方程组,发现各向异性手性物质中慢速运动电荷可在特定频率范围内产生无阈值的切伦科夫辐射。
2026-06-09 cond-mat.mes-hall hep-ph
Revisiting the evidences for spectral anomalies in distant blazars: new data on the photon-ALP mixing
我们重新审视可能的依赖关系的红移的光谱参数观测到的耀变体在非常高的能量(VHEs)与成像大气切伦科夫望远镜(IACTs)。这与评估光子与类轴子粒子(ALP)混合的源距离的潜在影响有关,这将深刻影响VHE光子在宇宙中的传播。我们专注于我们的光谱分析38 BL紫胶对象(32个高峰值和6个中间峰值)的红移$z\simeq 0.5$,和一个小样本的5个平坦频谱射电类星体高达$z=1$独立处理,以增加红移基线。这些源的78个独立的光谱首先被仔细地校正了与河外背景光的光子的伽马-伽马相互作用,这是主要的红移依赖的不透明度效应的原因。然后,修正后的光谱拟合简单的幂律推断的内在光谱指数$Γ_{\rm em}$在VHE,测试的假设,这样的光谱属性设置的本地,而不是全球的宇宙学环境。我们发现一些系统的反相关与红移的$Γ_{\rm em}$,这可能表明,虽然与低的意义,光谱异常可能需要修改的光子传播过程。具有更高统计显著性的结论性测试将需要即将到来的新一代切伦科夫阵列(CTA,ASTRI,LHAASO)提供的观测改进。
2022-08-02 astro-ph.HE hep-ph
Stochastic Axion-like Curvaton: Non-Gaussianity and Primordial Black Holes Without Large Power Spectrum
本研究提出一种基于随机类轴子旁观者场的原初黑洞形成机制,无需曲率功率谱峰值即可通过非高斯尾产生大量原初黑洞,同时指出此类模型存在与CMB等曲率限制冲突的成团问题并探讨解决方案。
2025-09-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph