Cosmic strings and domain walls of the QCD quark condensate with and without a hidden axion
本文研究QCD夸克凝聚体形成的轴子型弦-壁系统，指出其独立于隐藏轴子存在并可能主导早期宇宙演化，同时分析了费米子零模、反常流入及其在QCD相变和重离子物理中的意义。
2025-05-06 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axionic dark energy and a composite QCD axion
我们讨论的想法，模型无关（MI）的弦论的轴子是典型的暗能量的来源。该方案完成了一个复合QCD轴子从隐藏的部门squark凝聚，可以作为暗物质的候选人。该机制依赖于这样一个事实，即隐藏的扇区异常的复合轴子的贡献是远远小于QCD异常项。这个直观上令人惊讶的场景是基于这样一个事实，即在隐藏扇区尺度$Λ_h$之下，有许多轻的隐藏扇区夸克。简单地说，通过计算工程维数，与QCD反常项相比，隐藏扇区瞬子势可以忽略不计。
2009-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Electric current on surface of a metal/superconductor in axion/hidden-photon background
通过适当考虑表面电场和磁场的边界条件，导出了由轻玻色子暗物质（如轴子或隐光子）在正常金属或超导体表面上感应的电流.我们讨论了检测这种电流的可能性。
2021-11-04 hep-ph
A Hunt for Magnetic Signatures of Hidden-Photon and Axion Dark Matter in the Wilderness
本研究通过在荒野部署磁力计网络进行相关测量，探测地球转换超轻玻色子暗物质产生的振荡磁场，首次对0.5-5.0 Hz频率范围内的隐藏光子和轴子暗物质参数空间进行了实验限制，取得了该频段最佳的实验界限。
2023-10-03 astro-ph.CO hep-ph
Model-dependent Axion as Quintessence with Almost Massless Hidden Sector Quarks
已知{ \it quintessence}的伪戈德斯通玻色子需要衰变常数$F_q\sim M_P$和势$(0.003 {\rm eV})^4$的高度，因此伪戈德斯通玻色子的质量为$10^{-33}$ eV。在某些超弦模型中，模型依赖的轴子被认为是一个很好的候选者。我们用一个隐扇区规范群$SU(3)_H\times U(1)_H$实现了这个思想。隐扇形瞬子对精粹势的贡献被几乎无质量的隐扇形夸克所抑制。与模型无关的轴子是强CP解所需的QCD轴子。
2000-06-29 hep-ph
Axion/Hidden-Photon Dark Matter Conversion into Condensed Matter Axion
QCD轴子或类轴子粒子是宇宙中暗物质的候选者。另一方面，在某些凝聚态系统中存在类轴子激发，这意味着凝聚态轴子与暗物质粒子之间可能存在相互作用。在量子水平上讨论了反铁磁绝缘体中凝聚态轴子与集体自旋波激发之间的关系。为发现暗物质信号，估算了亮暗物质（如基本粒子轴子或隐藏光子）向凝聚态物质轴子的转化率。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall hep-ph
Hidden Photon and Axion Dark Matter from Symmetry Breaking
一个隐藏的轻光子或类轴子粒子是一个很好的暗物质候选者，它们往往与暗整体或规范U（1）对称性的自发破缺有关。我们考虑了暗Higgs粒子和标准模型Higgs粒子之间的门耦合以及各种热效应，详细研究了相变附近的暗Higgs动力学。我们表明，（想）南武-戈德斯通玻色子是有效地产生通过与共振参数$q\sim 1$在隐藏的对称性破缺的参数共振。在最简单的设置中，它预测了二阶相变，这可以解释暗物质丰度的轴子或隐藏的光子作为轻亚电子伏特。即使是更轻的质量，如QCD轴子模型预测的那样，在一阶相变的情况下，也可以与暗物质丰度一致，在这种情况下，引力波信号可能会被未来的实验，如LISA和DECIGO检测到。
2021-05-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Adiabatic suppression of the axion abundance and isocurvature due to coupling to hidden monopoles
弦论预言了许多被称为模和轴子的光场，由于暴胀后相干振荡的过度产生，导致了宇宙学问题。其中一个突出的解决方案是绝热抑制机制，然而，在轴子的情况下，这是不平凡的，因为它需要一个大的有效质量项，作为时间的函数减少。本文件有两个目的。首先，我们给出了一种在绝热抑制机制下计算一般情况下相干振荡宇宙学丰度的解析方法。其次，我们将我们的方法应用到一些具体的例子中，包括一个弦轴子获得一个大的有效质量，由于威滕效应的存在下隐藏的单极子。
2017-08-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hidden Monopole Dark Matter via Axion Portal and its Implications for Direct Detection Searches, Beam-Dump Experiments, and the $H_0$ Tension
由于其稳定性，隐藏的暗物质是一个看似合理的暗物质候选者，但由于与最小形式的标准模型粒子的微弱相互作用，直接实验搜索非常困难。然后，我们介绍了一个轴子，$a$，连接隐藏的暗物质和标准模型粒子，并检查当前的限制和未来的前景直接暗物质搜索和束流转储实验。我们发现两个参数区域周围的$m_a = {\cal O}(10)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{5})$ GeV和$m_a = {\cal O}(100)$ MeV，$f_a = {\cal O}(10^{4})$ GeV的暗物质和轴子分别在未来的实验，如PICO-500和SHiP的范围内。我们还注意到，主要由轴子衰变产生的隐藏光子与$ΔN_{\rm eff} \simeq 0.6$一起贡献给暗辐射，这可以松弛$H_0$张力。
2019-09-09 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Hidden Sector Gaugino Condensation and the Model-independent Axion
在有效场论框架下，我们考虑了隐扇形规范群中的超引力和超对称性破缺对隐扇形真空角$θ_h$的影响。如果$U(1)_R$对称性被分解为具有$N\ge 3$的离散子群$Z_N$（N=4是边际的），则势的$θ_h$参数依赖性产生现象学上可接受的不可见轴子解。反常U（1）超弦模型是解决强CP之谜的不可见轴子的很好的候选者。
1998-05-29 hep-ph
Axion and neutrino mass from a hidden gauge symmetry model
提出了一个由规范隐$U(1)_H$对称性描述的暗扇区模型，其中中微子质量在单圈水平上产生，轴子是通过给暗扇区中的费米子相应地分配Peccei-Quinn电荷来诱导的.然后，我们的方案通过与$U(1)_H$和Peccei-Quinn对称性破缺相关的标量场将奇异费米子质量产生、中微子质量矩阵和轴子联系起来。我们研究了中微子质量公式、轻子味破缺、μ子反常磁矩、暗物质遗迹密度和轴子耦合等由暗扇区与标准模型粒子相互作用产生的结果。
2020-07-08 hep-ph
Axion-like particle assisted strongly interacting massive particle
我们提出了一种新的实现强相互作用的大质量粒子（SIMP）作为自相互作用的暗物质，其中SIMP耦合到标准模型部门通过轴子状粒子。我们的模型克服了原有SIMP模型的主要障碍，如缺少与SM等离子体动力学平衡的SIMP机制以及手征拉格朗日密度的边缘微扰性。值得注意的是，实现$σ_{\rm self}/m_{\rm DM} \simeq 0.1 \textrm{--} 1 \, {\rm cm}^{2}/{\rm g}$的参数区域是在未来的束流收集实验，如寻找隐藏粒子（SHiP）实验的范围内。
2017-04-25 astro-ph.CO hep-ph
NICA prospects in searches for light exotics from hidden sectors: the cases of hidden photons and axion-like particles
本文首次评估NICA对隐藏光子和30–500 MeV类轴子粒子等轻隐藏扇区粒子的探测灵敏度，指出其可覆盖其他项目难及的参数空间，并有望在一年数据采集后实现5σ新物理发现。
2024-04-06 hep-ph
Flavour bounds on axions, hidden photons and sterile neutrinos
本文回顾了在最小模型假设下，利用味破坏衰变对类轴子粒子、隐藏光子和重中性轻子进行探测的灵敏度。
2024-04-01 hep-ph
Could an axion-like particle be hidden in $η_c\toγγ$?
本文研究BESIII观测到的$η_c\ oγγ$过程中是否可能隐藏轴子类粒子，提取其质量、宽度和耦合强度，并提出其他衰变道用于确认或排除其存在。
2025-06-04 hep-ph
Impact of Helical Electromagnetic Fields on the Axion Window
原初电磁场可以强烈影响轴子的宇宙演化，反之亦然。我们表明，如果螺旋电磁场是相干产生的早期宇宙，其残余源场速度耦合轴子和增强的遗迹丰富的轴子暗物质。我们讨论了耦合到SM或隐藏规范群的QCD轴子和类轴子粒子的影响。对于一个耦合到隐藏光子的QCD轴子，我们发现，由于螺旋电磁场产生的轴子暗物质少到$α\, ΔN_{\mathrm{eff}} \gtrsim 10^{-12}$，其中$α$是规范耦合和$ΔN_{\mathrm{eff}}$是隐藏光子的有效额外相对论自由度，轴子衰减常数$10^{8}\, \mathrm{GeV} \lesssim f \lesssim 10^{12}\, \mathrm{GeV}$的传统窗口可以完全关闭。
2021-03-11 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion Isocurvature and Magnetic Monopoles
我们提出了一个简单的机制来抑制轴子等曲率波动使用隐藏扇区磁单极子。这使得Peccei-Quinn标度与统一标度一致，并具有高标度膨胀。
2015-11-19 astro-ph.CO hep-ph
QCD axion and quintessential axion
本文综述了强CP问题的轴子解以及其它强CP解。我们还指出了典型的轴子（quintaxion），由于隐藏扇区夸克质量和中间隐藏扇区尺度的微小比值，其势可以非常平坦。五轴子的候选者应该是弦论的轴子，模型无关的或模型依赖的轴子。
2003-08-07 hep-ph
WISPers from the Dark Side: Radio Probes of Axions and Hidden Photons
在无线电政权的测量包括一些有效的方法WISP搜索，往往覆盖独特的或高度互补的范围内的参数空间相比，在其他研究领域的探索。这些测量可以用来寻找隐藏光子和轴子振荡的电磁示踪剂，将探测到的隐藏光子质量范围向下延伸到~10^-19 eV，并关闭了轴子暗物质强烈青睐的1-5微eV范围内的最后间隙。这为该领域的几项新举措提供了强大的推动力，包括WISP暗物质实验（WISPDMX）和在0.1-1000微电子伏特范围内进行宽带WISP搜索的新概念方法。
2013-09-17 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Hidden sector axions: physics and cosmology
在弦论的框架中嵌入隐藏扇区超引力模型导致了类轴子自由度的出现。其中之一是杂种弦论的模型无关轴子。它有一个普朗克尺度量级的衰变常数，可以扮演一个精华场的角色。在允许TeV范围内的所需$μ$项的模型中，隐藏扇区动态通过多个跷跷板效应导致$(0.003 {\rm eV})^4$的真空能量。强CP问题的一个解决方案是提供了一个额外的隐藏扇区赝标量的属性，使其成为一个可接受的候选人冷暗物质的宇宙。
2003-07-25 astro-ph hep-ph
Feasibility, engineering aspects and physics reach of microwave cavity experiments searching for hidden photons and axions
利用微波腔，人们可以建立一个共振的“光穿透墙壁”实验，以寻找隐藏的扇形光子和轴子样粒子，在标准模型的许多扩展中预测。在本说明中，我们使用最先进的技术可以达到的灵敏度的可行性研究。
2009-08-07 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Resonant feedback for axion and hidden sector dark matter searches
谐振反馈电路被提出作为一种替代正常模式的导电壁腔或集总电路在搜索隐藏的扇区粒子。所提出的方法提供了几个潜在的优势，迄今为止最敏感的轴子搜索，采用腔谐振器，包括覆盖范围更广的轴子质量，同时探测许多轴子质量的能力，并消除实验麻烦的机械调谐杆机制。在概述了所提出的方法后，我们提出了一个稻草人实验配置的噪声预算。我们表明，拟议的实验有可能探测轴子质量范围2-40微电子伏特与38天的集成时间。其他现有的和提出的对隐藏扇区粒子的共振搜索也可以受益于这种检测方法。
2018-11-02 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Axion dark matter with thermal friction
在早期宇宙中，轴子场的宇宙学演化可能受到轴子与热化隐扇区耦合引起的热摩擦的显著影响。我们研究了这种热摩擦对轴子暗物质密度及其扰动的影响，当热摩擦超过哈勃摩擦时，直到轴子场开始围绕潜在的最小值振荡。我们表明，在存在相当大的热摩擦，可以有一个指数衰减阶段的轴子场之前的振荡阶段，在此期间的轴子能量密度有效地消散到隐藏的热浴。因此，先前排除的参数区域，由于过度封闭的遗迹轴子密度成为宇宙学上可行的热摩擦。特别是，一个比$μ$ eV轻得多的QCD轴子是可行的，而不需要调整初始失准角。我们还发现热摩擦可以通过多种方式影响轴子暗物质的密度扰动。例如，它可以减轻在暴胀前PQ破坏场景中轴子暗物质上的大尺度等曲率约束，这将使暴胀前轴子暗物质在宽范围的模型参数上与高尺度暴胀相容。在后暴胀PQ破缺的情况下，热摩擦也可以显著改变轴子弦的标度行为，从而改变所得轴子微团的典型尺寸。
2023-02-27 astro-ph.CO hep-ph
Tidal disruption of solitons in self-interacting ultralight axion dark matter
超轻轴子（ULAs）是一种很有前途的暗物质候选者，相对于冷的无碰撞暗物质（CDM）范式，它对非线性尺度结构的形成和演化具有独特的影响。然而，大多数研究的结构形成的非线性模型不包括自相互作用的影响，这是预计将出现的一般。本文研究了孤子的自相互作用强度和符号对孤子潮汐演化的影响。具体而言，使用伪谱求解器UltraDark.jl，我们模拟了自相互作用孤子核心的潮汐破裂，因为它们围绕$10^{11}~M_{\mathrm{\odot}}$ Navarro-Frenk-White CDM主机晕势的轨道参数范围，假设基准粒子质量为$10^{-22}\mathrm{eV}$。我们发现，排斥（吸引）的自相互作用显着加速（减速）孤子潮汐破裂。我们还确定了自相互作用强度和孤子质量之间的简并性，确定了潮汐破坏的效率，从而在$\sim 50\%$水平上影响破坏时间尺度的变化，从$λ=-10^{-92}$到$λ=10^{-92}$的无量纲自耦合。
2022-07-06 astro-ph.CO hep-ph
Renormalization group analysis of superradiant growth of self-interacting axion cloud
由于可以从黑洞周围的轴子凝聚体（轴子云）中观测到引力波，因此人们对考虑快速旋转黑洞周围的超轻标量场（尤其是轴子）有着浓厚的兴趣。基于这一考虑，我们提出了一种新的方法来研究快速旋转黑洞周围具有自相互作用的超轻标量场的动力学行为，即利用动力学重整化群方法.我们发现，对于相对论云，饱和的超辐射不稳定性的散射的轴子由于自相互作用不会发生在弱非线性制度时，我们考虑的绝热增长的云从一个单一的超辐射模式。这可能表明，对于相对论性的轴子云来说，一种被称为博森诺瓦的爆炸现象可能不可避免地发生，至少在其进化史上发生过一次。
2021-03-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Far from equilibrium dynamics of Bose-Einstein condensation for Axion Dark Matter
轴子和类似的相互作用非常弱的粒子越来越成为宇宙中冷暗物质的有力候选者。轴子的质量非常低，在早期宇宙中以非热的方式产生，其特征是占据数非常高。有人认为这会导致玻色-爱因斯坦凝聚体的形成，对观测和直接探测实验有潜在的重大影响。在本文中，我们的目的是澄清，如果玻色-爱因斯坦凝聚发生在光和非常弱的相互作用暗物质粒子，它不会发生在热平衡，但描述了一个远离平衡态。特别是，我们指出，动态的特点是由两个非常不同的时间尺度，使冷凝发生在一个更短的时间尺度比充分热化。
2015-01-09 astro-ph.CO hep-ph
A Quintessential Axion
弦论的模型无关轴子有一个普朗克尺度量级的衰变常数。我们探讨这个精髓候选人（quintaxion）的隐藏扇区超引力击穿方案的性质。在允许合理的$μ$项的模型中，隐藏扇区动态可能导致负责$(0.003 {\rm eV})^4$的真空能量的几乎平坦的电势。强CP问题的一个解决方案是提供了一个额外的隐藏扇区赝标量（QCD轴子）的属性，使其成为一个可接受的候选人冷暗物质的宇宙。
2002-10-29 astro-ph hep-ph hep-th
Axion-Assisted Electroweak Baryogenesis
我们考虑一个隐谷规范扇区G，具有强耦合尺度Lambda~TeV和CP破坏拓扑参数θ，以及一个新的轴子自由度，它将当前宇宙中的θ调整到接近零。如果G扇区通过弱标度态与标准模型耦合，那么在早期宇宙中，由θ引起的CP破坏（尚未被隐藏的轴子调整为零）有可能在电弱（EW）相变期间进入标准模型并驱动有效的重子生成，而不依赖于标准模型本身存在的少量CP破坏。虽然目前的限制，新的轴子和带电状态很容易满足，我们认为，大型强子对撞机可以调查绝大多数的参数空间EW重子生成有效地协助，而隐藏的轴子应该包括一个显着的部分的暗物质密度。在超对称版本中，SM扇区和G扇区之间的“信使”物质通信自然解决了MSSM的小层次问题。通过辅助的电弱重子生成机制，将隐藏的尺度和“怪癖”般的信使的质量与EW尺度联系起来，为这种新的隐藏的山谷物理学位于弱尺度提供了一个理由。
2010-06-30 hep-ph hep-th
Emergent/Composite axions
耦合到SM的隐藏理论可以提供涌现的轴子，即隐藏场的复合物/束缚态。这是由AdS/CFT对应中出现的范例激发的，但它是一种更普遍的现象。我们探索的一般设置，并发现，紫外线源的相互作用的瞬子密度产生紧急的轴子在IR。我们研究了这样的轴子的一般性质，并认为他们是一般不同的基本和复合的轴子已经研究到目前为止。
2019-10-21 hep-ph hep-th
Strongly broken Peccei-Quinn symmetry in the early Universe
我们考虑的QCD轴子模型中的Peccei-Quinn对称性是严重破坏了一个更大的量在过去比现在，为了避免轴子等曲率问题。具体来说，我们研究超对称轴子模型的Peccei-Quinn对称性动态打破要么隐藏的规范相互作用或$SU(3)_c$强相互作用的动力学尺度暂时增强的动力学平坦方向。前一种情况预测了大量的自相互作用的暗辐射作为隐藏的规范对称性是弱耦合在目前的宇宙。我们还表明，所观察到的重子不对称量可以产生的QCD轴子动力学通过自发重子生成。我们简要地评论的情况下，PQ对称性被打破了一个非最小的耦合重力。
2015-11-11 astro-ph.CO hep-ph
Self-interacting axion clouds around rotating black holes in binary systems
本研究首次探究含轴子自相互作用的双星系统旋近阶段轴子云演化，发现自相互作用下两类云团共存，其特征会印记在引力波相位修正中，且旋近阶段可能出现bosenova动力学不稳定性。
2024-12-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Analysis of Bose-Einstein condensation times for self-interacting scalar dark matter
我们研究了引力阱中自相互作用类轴子粒子的凝聚时间，扩展了先前的工作[arXiv：2007.07438]，该工作表明Wigner形式是描述凝聚标量场的一种很好的分析方法。在目前的工作中，我们使用这种形式主义，肯定$ϕ^4$自相互作用将需要更长的时间来支持与结构形成相关的时间尺度，使重力的过程中的必要组成部分，使轴子暗物质到一个孤立的形式。在这里，我们表明，当考虑到轴子的维里速度，与自相互作用的时间尺度将标度为$λ^2$。这与最近的数值估计是一致的，它证实了在以前的工作~ \cite{Relax}中描述的维格纳形式主义是一个有用的分析框架，以检查潜在的数值伪影的计算工作。
2022-08-30 astro-ph.CO hep-ph
Implication of the hidden sub-GeV bosons for the $(g-2)_μ$, $^8$Be-$^4$He anomaly, proton charge radius, EDM of fermions and dark axion portal
讨论了与核子和轻子耦合的隐标量粒子（$S$）、赝标量粒子（$P$）、矢量粒子（$V$）和轴矢量粒子（$A$）的新物理现象，它们对质子电荷半径、$(g-2)_μ$、$^8$ Be- $^4$ He反常和标准模型粒子电偶极矩（EDM）的贡献.特别是，我们估计的灵敏度NA 64 PDMATHAMT实验观察μ子丢失的能量事件涉及隐藏的标量和矢量粒子。该分析是基于{ \tt GEANT 4}蒙特卡罗模拟的信号过程的μ子散射的目标核$μN \to μN S(V)$，随后是不可见的玻色子衰变到暗物质（DM）粒子，$S(V)\to χχ$。轻亚GeV玻色子的存在可能解释观测到的μ子$(g-2)$异常。总结了原子$X17(J^P=0^-, 1^\pm)$玻色子与中子、质子和电子耦合的现有约束条件，并利用这些约束条件，通过Sachs形状因子的直接单圈计算，估算了$P$、$V$和$A$粒子对质子电荷半径的贡献.分析表明，相应的贡献可以忽略不计。我们还计算了五维算子的暗轴子门耦合的边界，这有助于轻子和中子的EDM。
2020-11-23 hep-ph
The topological susceptibility from grand canonical simulations in the interacting instanton liquid model: chiral phase transition and axion mass
这是最后在一系列论文的拓扑磁化率在相互作用的瞬子液体模型（IILM）。我们将推导出改进的有限温度相互作用，以研究在轻的物理夸克质量的淬灭和未淬灭情况下的巨正则蒙特卡罗模拟的热力学极限。特别地，我们将对手征对称性破缺感兴趣。该文件的高潮，第一次，一个动机良好的温度依赖的轴子质量。特别地，本文最后给出了低温区轴子质量的计算，$m^2_a f^2_a = 1.46 10^{-3}Λ^4 \frac{1+0.50 T/Λ}{1+(3.53 T/Λ)^{7.48}}$。它平滑地连接到高温稀气体近似;后者通过包括夸克阈值效应而得到改进。为了与以前的研究相比较，我们还提供了通常的幂律$m^2_a = \frac{α_a Λ^4}{f_a^2 (T/Λ)^n}$，其中$Λ=400\units{MeV}$，$n=6.68$和$α=1.68 10^{-7}$ .
2010-01-14 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Axion and hidden photon dark matter detection with multilayer optical haloscopes
一个动机良好的暗物质候选者，包括轴子和暗光子，采取光玻色子场的相干振荡的形式。如果暗物质耦合到标准模型状态，那么就有可能通过实验室目标中的反射来检测它。目前的这类实验包括基于腔的谐振器，它将玻色子暗物质转换为电磁场，工作在微波频率。我们提出了一类新的检测器在更高的频率，从红外线到紫外线，基于介电晕圈概念。在周期性光子材料中，玻色子暗物质可以有效地转换为可检测的单光子。通过可行的实验技术，这些探测器可以探测到在0.1-10 eV质量范围内的轴子和暗光子暗物质的重要新参数空间。
2018-08-05 cond-mat.mes-hall hep-ph physics.ins-det
Modification of Decay Constants of Superstring Axions: Effects of Flux Compactification and Axion Mixing
我们研究降低超弦轴子衰变常数的可能性。在杂种优势的Calabi-Yau紧化中，一个依赖于模型的定域轴子可以出现在一个几乎坍缩的2-圈上。通量的影响可以用来产生轴子衰减常数的翘曲因子抑制。我们还指出，比QCD瞬子势高得多的隐扇区瞬子势具有比QCD轴子更大的有效轴子衰变常数。我们表明，这可以通过引入许多隐藏的扇区夸克，使QCD轴子的衰变常数原来是比弦尺度小得多的转换。
2006-06-23 astro-ph hep-ph hep-th
Axions And Self-Interacting Dark Matter In The Heterotic String-Derived Model
在重新考察了在四维自由费米子公式中构造的\cite{Ashfaque:2016ydg, Athanasopoulos:2014bba, Faraggi:2016xnm, Ashfaque:2016jha}的杂合弦导出的低能有效模型后，我们发现了两个要么有害要么有质量的轴子。作为一个直接的结果，他们不能解决强$CP$问题，这是在完全符合\cite{Lopez:1990iq, Halyo:1993xn}。我们还探讨了自相互作用的暗物质存在于隐藏扇区\cite{Faraggi:2000pv}中的非阿贝尔规范群中的可能性。我们发现，低能量弦衍生模型自然欢迎自相互作用的暗物质作为$4$副本的非阿贝尔，隐藏的$SU(2)$规范群因子存在。
2016-08-27 hep-ph physics.gen-ph
Deci-Hz gravitational waves from the self-interacting axion cloud around the rotating stellar mass black hole
本文数值研究了旋转黑洞周围自相互作用轴子凝聚体的演化，考虑了更高多极模式，发现角量子数相差2的模式间跃迁产生十分之一赫兹频带的显著引力波信号，有望被未来探测器观测。
2024-04-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Searching for a dark matter induced galactic axion gradient
本研究提出超轻轴子可作为暗物质与标准模型的新型通道，指出暗物质激发的星系轴子梯度可通过自旋进动实验探测，现有共磁强计数据已给出约束，未来实验将探究相关合理模型，且该相互作用无需轴子质量精细调节。
2024-12-11 astro-ph.CO hep-ph
Cold Dark Matter from the Hidden Sector
弱相互作用细长粒子（WISP），如隐藏光子（HP）和类轴子粒子（ALP）已被提出作为冷暗物质的候选者。它们可能是通过非热失准机制产生的，类似于冷轴子。在这次演讲中，我们回顾了HP热化的主要过程，并计算了可能作为冷暗物质种群存活到今天的参数空间。我们的研究结果是相当令人鼓舞的实验室研究在不久的将来。
2012-02-29 hep-ph
Adiabatic evolution of the self-interacting axion field around rotating black holes
超轻轴子场在弦论的推动下，通过超辐射不稳定性在旋转的黑洞周围形成一个大的凝聚体（轴子云）。由于轴子云的一些效应，如黑洞的自旋下降和单色引力波的发射，打开了一个新的窗口，通过天体物理观测寻找轴子。当考虑轴子的自相互作用时，云的演化发生了显著的变化，并可能发生一种称为玻色诺瓦的爆炸现象。因此，有必要了解自相互作用云的精确演化，以便通过天体物理观测来检测轴子。在本文中，我们提出了一种新的方法来跟踪整个过程的自相互作用轴子云的增长采用绝热近似。我们强调，我们的方法既不依赖于非相对论近似，也不依赖于自相互作用的微扰处理，这是经常在文献中使用。我们的主要发现是，在强自相互作用区域的云的演化依赖于轴子和黑洞之间的引力耦合的强度。对于大的耦合，云演化成准稳态，其中超辐射能量增益与能量耗散通过自相互作用平衡到无穷大。另一方面，当耦合的大小减小时，云在某些能量下变得不稳定，这将被解释为玻色子的开始。
2022-03-25 gr-qc hep-ph hep-th
Axions and Dark Matter
暗物质构成了宇宙总能量密度的大约$23\%$，但除了它应该是由冷的和弱相互作用的粒子组成之外，它的性质仍然知之甚少。许多超越标准模型的理论可以提供合适的候选者作为暗物质和轴子引入解决强CP问题被证明是一个有吸引力的。在本文中，我们简要地回顾了轴子和轴子暗物质的几个重要特征。
2017-02-26 astro-ph.CO hep-ph
Axion Dissipation Through the Mixing of Goldstone Bosons
通过将轴子强耦合到隐藏扇区，相干轴子中的能量密度可以转换为辐射自由度，从而缓解“轴子能量危机”。强耦合是通过将轴子和其他一些戈德斯通玻色子通过它们的动能项混合来实现的，这让人想起了准光子模型。由于戈德斯通玻色子耦合的导数性质和反反应对轴子数密度演化的影响，即使在强耦合的情况下，也很难通过粒子吸收来放松轴子能量密度。然而，在隐藏扇区中的其他粒子种类的分布将被轴子场振荡从平衡驱动。热平衡的恢复导致能量从轴子转移到无质量粒子，在那里它可以无害地红移而不会引起任何宇宙学问题。
1994-06-15 astro-ph hep-ph
Dynamical Supersymmetry Breaking in Supergravity Theories
在刚性超对称中，动力学超对称破缺的一般模型包含一个轻的戈德斯通玻色子，称为R轴子。我们表明，超引力效应明确打破R对称性，并给予质量的R轴子。对于可见的和可重整的隐藏扇区模型，大质量的R轴子不受天体物理和宇宙学问题的影响。对于不可重正化的隐藏扇区模型，R轴子会遇到类似于弦论中模场的宇宙学困难。
1995-03-06 hep-ph hep-th
Optimal Electromagnetic Searches for Axion and Hidden-Photon Dark Matter
对轴子和隐藏光子的直接探测搜索在寻找暗物质中扮演着越来越重要的角色。在这项工作中，我们推导出了这些候选项的最佳电磁搜索的属性，但受到放大的标准量子限制（SQL）的约束。我们表明，单极谐振搜索可能具有相当大的灵敏度以外的谐振器带宽和优化这种灵敏度可能会增加扫描速率高达五个数量级，在低频。额外的增强可以获得超过一百万，这对应于暗物质信号的线宽谐振器品质因数。我们提出的谐振器优化在更广泛的背景下，确定最佳的接收器架构（谐振或其他）。我们讨论先验概率的暗物质信号和它们的作用，在搜索优化。我们确定频率集成的灵敏度是在宽带搜索的品质因数，并证明它是有限的博德-法诺准则。优化的单极谐振器是约75%的Bode-Fano限制，建立它作为一个基本上接近理想的，单模暗物质检测方案。我们的分析表明，与以前的工作相比，扫描单极共振搜索优于反应宽带搜索。我们的研究结果激发了量子测量技术在未来轴子和隐藏光子暗物质搜索中的广泛应用。
2021-05-08 hep-ex hep-ph
Simulations of multi-field ultralight axion-like dark matter
本研究修改UltraDark.jl代码，首次开展含自相互作用与场间相互作用的双场超轻类轴子暗物质三维模拟，探究了孤子动力学及不同种类孤子碰撞的特性，揭示了多成分、有相互作用情形与单场无相互作用情形的差异。
2023-03-15 astro-ph.CO hep-ph
QCD axion and Neutrino induced by Hidden flavor structure
本文研究了在flavored-axion框架中两个反常$U(1)$对$U(1)$ -混合引力和$U(1)_Y\times[U(1)]^2$的反常抵消的合理要求，这反过来又决定了$U(1)_Y$的电荷，其中$U(1)_Y$是标准模型的超荷规范对称性.我们认为，味道对称群，轴子诱导的拓扑结构在夸克破缺阶段起着至关重要的作用，在描述夸克和轻子是如何组织在一个基本的水平，并使彼此之间的深层联系。一个统一的模型，作为一个例子，然后提出了一个简单的方式来描述一个完整的频谱的粒子，既flavored轴子与正常物质的相互作用和质量和混合的费米子出现从一个给定的对称群的自发破缺。一旦一个以跷跷板尺度定义的活动中微子质量的尺度被费米子的相称的$U(1)$ flavored-PQ电荷固定，QCD轴子衰变常数$F_A$的尺度就被确定了。反过来，相互补充的基本物理参数预测的帮助下，精确的风味实验。对中微子和黄素化轴子的特性进行了模型预测：$F_A=3.57^{\,+1.52}_{\,-1.53}\times10^{10}$ GeV（从而得到QCD轴子质量$m_a=1.52^{+1.14}_{-0.46}\times10^{-4}$ eV，轴子-光子耦合$|g_{aγγ}|=2.15^{+1.61}_{-0.64}\times10^{-14}\,\text{GeV}^{-1}$，轴子-电子耦合$g_{Aee}…
2020-09-03 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Axion clockworks from heterotic M-theory: the QCD-axion and its ultra-light companion
先前讨论的发条机制内杂种优势M-理论适用于其轴子景观。我们确定了一个独特的候选人的QCD-轴子的衰减常数在首选的“轴子窗口”周围$10^{11}\,$ GeV。它伴随着至少一个超轻轴子，主要耦合到隐藏的部门规范组。
2019-10-28 hep-ph hep-th
The Flavor of QCD Axion Dark Matter
本文论证一致的宇宙学历史排除了畴壁和强相互作用遗迹，从而确定了两种强子QCD轴子实现作为可行的暗物质模型，其具有低能下不被抑制的违反味的夸克耦合，使得NA62和KOTO实验能通过探测$K\ ightarrowπ+ a$衰变来检验该暗物质模型。
2023-10-26 astro-ph.CO hep-ph
Unified Origin of Axion and Monopole Dark Matter, and Solution to the Domain-wall Problem
我们提出了一种情况下，自发击穿的Peccei-Quinn对称性导致的电子生产。轴子和中微子都对暗物质有贡献，而对轴子质量的威滕效应是一个内在的特征。在KSVZ型轴子模型中，看似不同的真空实际上是由隐藏的规范对称性连接起来的，这使得轴子弦不稳定并分离成两个Alice弦。由于QCD瞬子效应，Alice弦被附着在一个单畴壁上，解决了畴壁问题。这与拉扎里德斯-沙菲机制的精神是一致的，尽管离散的佩切-奎因对称性并没有嵌入原始规范对称性的中心。在DFSZ型轴子模型中，Witten效应避免了畴壁问题。如果Peccei-Quinn对称性被少量破坏，磁单极子就会获得一个微小的电荷，并成为微带电的暗物质。有趣的是，佩切-奎因对称性的质量与暗物质的暗度密切相关。
2018-05-26 astro-ph.CO hep-ph
Self-Interacting Dark Matter from a Non-Abelian Hidden Sector
有强有力的证据支持暗物质是自相互作用的，其横截面与质量之比为$σ/ m \sim 1\,\mathrm{cm^2/g} \sim 1\,\mathrm{barn/GeV}$。我们表明，可行的模型，暗物质与这个大的截面直接实现与非阿贝尔隐藏部门。在最简单的模型中，隐藏扇区是一个纯规范理论，而暗物质是由隐藏的胶球组成，其质量在$100\,\mathrm{MeV}$周围。或者，隐藏扇区可能是一个具有$\sim 10\,\mathrm{TeV}$胶子热遗迹的超对称纯规范理论。在这种情况下，暗物质主要由胶球组成，它们通过光胶球的交换而强烈地自相互作用。我们提出了一个统一的框架，实现这两种可能性在异常介导的超对称性破缺，其中，根据一些模型参数，暗物质可能是由隐藏的胶球，隐藏的胶球，或两者的混合物。这些模型提供了多组分暗物质的简单例子，对粒子物理学和宇宙学有着有趣的影响，并包括暗物质的次主导组分可能具有极强的自相互作用的情况，具有有趣的天体物理学后果。
2015-07-10 astro-ph.CO hep-ph
Optimal Impedance Matching and Quantum Limits of Electromagnetic Axion and Hidden-Photon Dark Matter Searches
对于第一次，我们确定的最佳单模，线性，被动搜索的电磁耦合到轴子和隐藏的光子暗物质的属性，受到标准量子限制的相位不敏感放大。我们建立的参数，必须考虑到确定最佳的搜索：阻抗匹配到暗物质;接收器的频率响应和调谐;不可减少的噪声源;和先验信息的暗物质信号。使用复杂的功率流方程，我们确定了两类耦合的暗物质信号：辐射和反应。我们激励的重点是单模电抗耦合，作为接收器使用单独的辐射耦合是有限的灵敏度与暗物质源阻抗不匹配。我们定义的集成灵敏度作为一个数字的优点，在比较搜索在一个很宽的频率范围内，并表明，博德-法诺准则设置了限制在电抗耦合接收器的集成灵敏度。我们研究单极谐振器，一种广泛使用的电抗耦合形式，并表明，当热噪声占主导地位的放大器噪声和噪声匹配优化，大量的灵敏度可远离谐振器带宽。博德-法诺约束使单极谐振器成为单模暗物质检测的近乎理想的谐振器。另外，优化的谐振器在实际上可以制造谐振器的所有频率处优于优化的电抗宽带接收器。我们优化时间分配在一个可调谐振器的搜索使用先验知识，并推导出谐振搜索灵敏度的量子限制。在低频率下，我们的优化应用程序可以提高扫描速率的几个数量级。虽然我们的研究结果广泛地为实验室对光场的搜索提供了信息，但它们是DMRadio的基础，DMRadio是DOE资助的轴子和隐藏光子探测计划。
2021-05-09 hep-ph
Confinement effects from interacting chromo-magnetic and axion fields
本文研究了具有赝标耦合的非阿贝尔规范理论，其中存在一个常数色电或色磁强度期望值。我们计算的规范不变，路径依赖，变量形式主义的框架内的相互作用潜力。在恒定的色-电场强度期望值的情况下，静电势保持库仑，而在恒定的色-磁场强度的情况下，势能是库仑势和线性势的总和，导致静电荷的限制。
2006-05-03 hep-ph hep-th
Freeze-in Axion-like Dark Matter
我们提出了一个有趣的希格斯门模型，其中类轴子粒子（ALP）耦合到标准模型部门只有通过希格斯场。ALP由于CP不变性而变得稳定，并且被证明是冻结暗物质的天然候选者，因为它的性质由微扰ALP移位对称性控制。门耦合可以由隐藏的限制规范扇区非微扰地产生，也可以由在ALP位移对称下带电的新轻子辐射地产生。这样的紫外线完成通常涉及CP破坏阶段，这使得ALP不稳定并通过与希格斯玻色子混合而衰变，但可以通过调用额外的对称性以自然的方式充分抑制。
2019-10-29 astro-ph.CO hep-ph
