Multi-messenger Probes of Asteroid Mass Primordial Black Holes: Superradiance Spectroscopy, Hawking Radiation, and Microlensing
该研究利用超辐射光谱学、霍金辐射和微透镜观测，对小行星质量原初黑洞的暗物质参数空间进行多信使互补约束，并评估未来观测的探测能力。
2025-01-20 astro-ph.CO hep-ph
Black hole superradiance of self-interacting scalar fields
黑洞的超辐射是一种强有力的探测光，弱耦合隐藏的扇形粒子。许多候选粒子，如轴子，一般都有自相互作用，可以影响超辐射不稳定性的演化。正如arXiv：1604.06422在玩具模型的背景下所指出的那样，现有的关于自旋0超辐射的文献大多没有考虑最重要的自相互作用诱导过程。这些过程导致准束缚能级之间的能量交换和粒子发射到无穷大;对于大的自耦合，超辐射增长在准平衡配置的减少水平占领数饱和。在本文中，我们进行了详细的分析自旋0超辐射与自相互作用的丰富的动力学，以及由此产生的观测签名。我们专注于四次自相互作用，这主导了大多数感兴趣的模型的演变。我们探索多个不同的制度引入的非零自相互作用的参数空间，包括同时人口的两个或更多的绑定水平，在大耦合，我们确认准平衡饱和的基本图片，并提供证据表明，“bosenova”崩溃不会发生在大多数的天体物理参数空间。与引力超辐射相比，随着相互作用的增加，引力波湮灭信号和黑洞自旋下降信号被参数化抑制，而在中等相互作用下，新的引力波跃迁信号可以发生.标量波发射的新现象在大耦合时抑制得较少，如果粒子具有标准模型相互作用，那么在拟议的轴子暗物质实验中可能检测到来自黑洞超辐射的相干单色轴子波信号。
2021-02-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
String Axiverse Enhancement of Superradiant Dark Matter Production
University of Groningen（格罗宁根大学）；Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra（科英布拉大学科学与技术学院）；Centro de Física da Universidade de Coimbra（科英布拉大学物理中心）；Departamento de Física e Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto（波尔图大学理学院天体物理学系）
研究弦理论中大量轻轴子通过霍金辐射和超辐射增强原初黑洞产生暗物质的机制，扩展了暗物质以微玻色子星形式存在的参数空间。
2026-07-08 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing Axion-Photon conversion via circular polarization imprints in the CMB $V$-mode observations
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文提出利用CMB V模式观测中的圆偏振印记来约束轴子类粒子的参数空间，通过研究轴子-光子转换机制在宇宙微波背景中的影响，探讨了磁场对光子圆偏振度的影响，并指出在最优情况下，40 GHz的CLASS观测可以探测到之前未被约束的轴子-光子耦合参数范围。
2026-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Did JWST observe imprints of axion miniclusters or primordial black holes?
针对JWST发现的早期高亮度星系与ΛCDM模型的张力问题，研究提出通过轴子或原初黑洞团构成的暗物质的幂律功率谱修正可缓解该矛盾，但需显著提升恒星形成效率。
2023-05-03 astro-ph.CO hep-ph
Imprints of ultralight axions on the gravitational wave and pulsar timing measurement
该研究针对超轻类轴子这一暗物质候选者，分析其黑洞超辐射云耗散对中子星-黑洞双星引力波形的影响，对比相关效应并探讨现有与未来空间引力波探测的约束及可探测性。
2023-12-19 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
No Evidence for Superradiant Axions in LIGO-Virgo-KAGRA GWTC-5 Binary Black Hole Spins
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
利用GWTC-5目录中257个双黑洞自旋测量，通过层次贝叶斯分析排除轴子质量1.7e-14至3.3e-12 eV范围，给出QCD轴子质量最强稳健下限。
2026-07-03 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Crowdsourcing Gravitational Waves from Superradiant Axions
King’s College London（伦敦国王学院）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；RIKEN iTHEMS（理化学研究所iTHEMS中心）
本文研究超辐射轴子产生的引力波，分析了银河系中1000万颗黑洞及宇宙中轴子云的信号影响，探讨了LIGO及未来探测器对轴子质量的探测能力。
2026-10-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Properties of Ultralight Bosons from Spins of Heavy Quasars via Superradiance
本研究利用自旋修正的黑洞活动基本面约束重型喷流AGN的自旋，并通过超辐射限制标量、矢量和自旋2超轻玻色子的质量及暗物质占比。
2025-03-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave Imprints of a High-Quality Axion and the Origin of Flavor Hierarchies
Oklahoma State University（俄克拉荷马州立大学）；Harish-Chandra Research Institute（哈里什-钱德拉研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
通过规范味对称性保护的高质量轴子模型，预言了由宇宙弦网络产生的引力波谱特征，可作为暗物质和味物理的互补探针。
2026-06-03 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Axion-like particle imprint in cosmological very-high-energy sources
来自遥远耀变体的甚高能量（VHE）光子的发现表明，在通过河外背景光（EBL）吸收校正之后，它们的光谱在最高能量处存在平坦甚至向上的现象，这不能容易地用标准框架来解释。在这里，它表明，这个问题的一个可能的解决方案是通过假设类轴子粒子（ALP）的存在与质量~1 neV。利用VHE能区已知的最高红移耀变体3C 279、3C 66 A、PKS 1222+216和PG 1553+113的观测数据对ALP方案进行了检验。在所有情况下，更好地拟合观察到的光谱时，发现包括ALP，而不是考虑EBL只。有趣的是，光子/ALP转换的相当相似的临界能量也来自，独立的源考虑。
2011-11-02 astro-ph.CO
Imprints of the Early Universe on Axion Dark Matter Substructure
尽管实验取得了相当大的进展，但类轴子粒子（ALP）参数空间的大部分仍然难以在陆地实验中探测。然而，在某些情况下，ALP暗物质（DM）分布的小尺度结构被强烈增强，为天体物理测试提供了机会。这种增强可以由核合成前的早期物质支配（EMD）时期产生。这种宇宙学出现在许多紫外线完成，并产生正确的遗迹丰度弱耦合$f_a\sim 10^{16}$ GeV，ALP质量范围$10^{-13}$ eV $<m_a < 1$ eV，没有微调的初始失准角。这个范围包括$10^{-9}-10^{-8}$ eV附近的QCD轴子。EMD促进ALP小尺度结构的生长，导致形成密集的ALP微簇。我们研究了初始ALP振荡，再加热温度和有效压力之间的相互作用，提供分析估计的微集群的丰度和属性。EMD宇宙学中的ALP微团比$Λ$ CDM中的更密集、更丰富。虽然增强的子结构一般减少了直接检测实验的前景，我们表明，脉冲星定时和透镜观测可以发现这些小晕在大范围的ALP质量和再加热温度。
2020-02-17 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion configurations around pulsars
类轴子粒子导致了大量与致密天体相关的新现象，包括恒星和黑洞超辐射、轴子星和轴子团。在这项工作中，我们研究了一个新的方案，其中宏观轴子配置来源于电磁场的双光子通过轴子-光子耦合。在旋转磁偶极子近似下，我们求解了由脉冲星电磁场给出的显式源项的非均匀轴子场方程。我们发现，轴子轮廓要么形成一个本地化的boundstate或辐射作为传出波，这取决于脉冲星的频率是小于或大于轴子质量，分别。我们推导出了脉冲星周围产生的标量云的总质量，以及辐射解的功率损失。我们指出，这将是必要的，将脉冲星磁层效应和他们的部分屏蔽轴子光子相互作用的一个更准确的定量预测。最后，我们提出了一些观测签名，应在今后的工作中进行调查。
2018-04-11 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Imprints of Axion Clouds on Black-Hole Orbital Dynamics
Technische Universität Dortmund（多特蒙德工业大学）；Ludwig-Maximilians-Universität（慕尼黑大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
本研究探讨原初黑洞周围轴子云的引力响应，通过一阶微扰理论和类时测地线数值积分，建立轴子波函数微观结构与轨道粒子宏观动力学的对应关系，为探测混合轴子-原初黑洞暗物质提供新框架。
2026-09-03 astro-ph.CO astro-ph.GA
Axion oscillations in binary systems: angle-action surgery
标量，张量波诱导开普勒系统的振荡扰动，可以探测脉冲星定时残差的测量。本文研究了超轻轴子暗物质产生的相干振荡对Roemer时间延迟的影响。我们使用角作用形式主义来计算观测信号的时间演化及其对轨道参数和轴子相位的依赖性。我们推导出任意双星脉冲星质量比和偏心率的精确解析表达式，减少了长时间的数值积分。我们强调预期的信噪比与谐振子的响应外部振荡驱动的相似性。我们验证了我们的理论预测与数值模拟。我们的研究结果提供了一个有用的基准数值代码和分析程序，并希望，将激励在实际数据中寻找这样的印记。
2020-10-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Anisotropies in Non-Thermal Distortions of Cosmic Light from Photon-Axion Conversion
与光子耦合足够强的超轻轴子可以在背景磁场存在的情况下与宇宙光混合，以不同的频率在天空中留下印记。我们探索这种方向依赖的灰体扭曲的CMB光谱，增强了IGM等离子体中的共振条件。我们还发现，如果这样的轴子是在早期宇宙中产生的，并且代表了今天的次主导暗辐射成分，那么它们可以在超级空洞中转换为X射线，并以X射线频率使它们变亮。
2015-01-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
B-modes from Post-inflationary Gravitational Waves Sourced by Axionic Instabilities at Cosmic Reionization
我们发现，轴子类粒子，只耦合到不可见的暗光子可以产生可见的B模式信号周围的再电离时代。轴子场在再电离前不久开始滚动，导致暗光子的快子不稳定性。这就产生了一个指数增长的暗光子量子源标量度规模式和引力波，留下一个印记的再电离重子。张量模式修改宇宙微波背景（CMB）的极化在再电离，产生可见的B模式签名的下一代CMB实验的参数范围，满足目前的实验约束。
2021-11-08 astro-ph.CO hep-ph
Ring formation from black hole superradiance through repeated particle production on bound orbits
通过参数共振机制，超轻标量场在旋转黑洞附近产生束缚态粒子，形成环状结构，影响云的演化及引力波特征。
2025-11-24 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the String Axiverse with Precision Black Hole Physics
最近有人提出，存在大量的轻轴子，即一个轴宇宙，是弦论存在额外维度的证据。我们通过彭罗斯超辐射过程讨论了这些轴子对天体物理黑洞的观测结果。当一个轴子康普顿波长与黑洞的大小相当时，轴子与黑洞“核”结合，在天空中形成一个引力原子。由黑洞的能量和角动量提供的超辐射原子能级的占有数呈指数增长。黑洞向下旋转，在其周围形成一个轴子玻色-爱因斯坦凝聚体云。当吸引轴子的自相互作用变得比引力结合能更强时，轴子云坍塌，这种现象在凝聚态物理中被称为“Bosenova”。轴子的存在首先是由天体物理学上的黑洞的质量与自旋图中的空隙来诊断的。对于年轻的黑洞，自旋的允许值是量子化的，从而在能隙区域内产生“Regge轨迹”。轴子云也可以通过精确的近视界几何映射或通过来自Bosenova爆炸的引力波以及引力原子中的轴子跃迁和湮灭直接观察到。我们的估计表明，这些信号在即将到来的实验中是可以检测到的，例如先进的LIGO，AGIS和LISA。目前的黑洞自旋测量表明，QCD轴子衰变常数的上限为2 x 10^17 GeV，而高级LIGO可以检测到来自QCD轴子云的信号，其衰变常数与大统一尺度一样低。最后，我们讨论了观测与Bosenova爆炸有关的γ射线的可能性，也许，从QCD轴子到光子转换的无线电波。
2011-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
String Axiverse
弦论认为，许多超轻的轴子可能同时存在，每十年的质量可能达到哈勃尺度10^-33 eV。相反地，存在如此丰富的轴子（一种“轴向体”）将是弦论的证据，因为它是由于额外维流形的拓扑复杂性而产生的，在一个只有我们熟悉的四维的理论中是特别的。我们研究了即将到来的天体物理实验将如何在10^-33 eV到10^-10 eV的巨大质量范围内探索这种轴子的存在。质量在10^-33 eV到10^-28 eV之间的轴子会导致CMB偏振的旋转，这种旋转在整个天空中是恒定的。预测的旋转角为α~1/137量级。质量范围在10^-28 eV到10^-18 eV的轴子会在物质功率谱中产生多个阶跃，这将在即将到来的星系巡天中被探测到。质量范围在10^-22 eV到10^-10 eV的轴子通过彭罗斯超辐射过程影响快速旋转天体物理黑洞的动力学和引力波发射。当轴子康普顿波长是黑洞大小的量级时，轴子在黑洞“核”周围形成“超辐射”原子束缚态。它们的占据数通过从能层提取旋转能量而呈指数增长，最终在旋转的玻色-爱因斯坦轴子凝聚体中发射引力波。这种机制在快速旋转的黑洞的光谱中产生了质量间隙，从而诊断出轴子的存在。X射线双星LMC X-1中快速旋转的黑洞意味着QCD轴子衰变常数的上限f_a<2* 10^17 GeV，远低于普朗克质量。通过观测更小的恒星质量的黑洞，这个范围可以被改进到大统一尺度f_a<2* 10^16 GeV。
2009-10-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on axion-like particles from gamma-ray astronomy with H.E.S.S
赝标量粒子，如轴子类粒子一般耦合到两个光子，从而产生在外部磁场中与光子振荡的可能性。如果与光子的耦合足够强，这些振荡可能会在天体物理源的电磁波谱中产生可测量的印记。一个可能的特征是在光谱的有限能量范围内存在不规则性。在这项研究中，异常的不规则性是在银河系外TeV的明亮的发射体PKS 2155-304的光谱中寻找的，由H.E.S.S.来限制光自旋为0的粒子与光子的耦合。
2013-05-16 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-like particles: possible hints and constraints from the high-energy Universe
高能宇宙可能是寻找新的轻玻色子如轴子粒子（ALP）的伟大实验室。宇宙源确实是涉及强磁场和/或非常长的基线的暴力现象的场景，其中光子与ALP的混合效应可能导致可观察到的效应。有两个例子是这一事实的原型，即宇宙对伽马射线的不透明性和高能源能谱中的天体物理磁湍流的印记。在第一种情况下，可以提出ALP存在的提示，而第二种则用于限制ALP质量和与光子的耦合。
2013-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Physics beyond the Standard Model with the DSA-2000
DSA-2000将通过无线电观测探索轴子、暗光子、暗物质次亚结构和中微子质量等超越标准模型的物理现象。
2026-01-05 astro-ph.CO hep-ph
Searching for axions with quantum interferometry
Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）
本文提出利用量子干涉仪测量轴子与光子相互作用产生的阿哈罗诺夫-玻姆相位和贝里相位，以探测轴子，展示了在超导电路中应用的前景。
2026-10-21 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Reionization during the dark ages from a cosmic axion background
最近有人指出，后暴胀时期重场的原始衰变将产生相对论性类轴子粒子（ALP）的宇宙背景，从而导致今天宇宙中的额外辐射。原始磁场会在黑暗时代触发这些ALP转化为亚MeV光子。这种光子流会使宇宙早期再电离，在总光学深度上留下一个显著的印记，以重新组合$τ$。利用$τ$的电流测量和普朗克实验对额外辐射含量$ΔN_{\rm eff} $的限制，我们对ALP-光子转换提出了一个强的限制。也就是说，我们得到的产品上的上限的光子ALP耦合常数$g_{aγ}$倍的磁场强度$B$下降到$g_{aγ} B \gtrsim 6 \times 10^{-18} \textrm{GeV}^{-1} \textrm{nG} $的超轻ALP。
2016-05-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Measures of non-Gaussianity in axion-string-induced CMB birefringence
本文研究了轴子弦诱导的宇宙微波背景双折射的非高斯性，利用峰度和双谱技术量化了 4 点和 3 点关联函数，指出非高斯性测量有助于区分新物理源并打破轴子-光子耦合与弦网络性质间的简并性。
2023-09-18 astro-ph.CO
Axion minicluster streams in the solar neighbourhood
研究恒星潮汐剥离轴子微团簇产生的潮汐流对地球直接探测的影响，发现太阳邻域暗物质主要由数百条重叠流组成，其尖峰状信号特征可区分暴胀前后轴子宇宙学。
2024-08-21 astro-ph.CO hep-ph
Natural Phantom Crossing from Axion-WIMP Interactions
Laboratoire d’Annecy de Physique Théorique, CNRS–USMB（理论物理安纳西实验室，法国国家科学研究中心-萨瓦大学）；School of Physics, KIAS（韩国高等科学研究院物理学院）；Quantum Universe Center, KIAS（韩国高等科学研究院量子宇宙中心）；Department of Physics, LEPP, Cornell University（康奈尔大学应用和工程物理系）
该研究构建了由N种费米子及ℤ_N对称性关联的热DM与轴子DE相互作用模型，避免轴子势不稳定，实现无鬼场的晚期幻影穿越，给出类DESI解并探讨其对DM搜寻的意义。
2026-08-03 astro-ph.CO hep-ph
Cosmological implications of ultra-light axion-like fields
宇宙学观测被用来测试超轻类轴子场（Axion-like field，简称XMF）的印记，其势的范围由轴子场值$ϕ$和衰变常数$f$设定为$V(ϕ)\propto[1-\cos(ϕ/f)]^n$。标量场动力学表明，场最初是冻结的，然后当哈勃参数下降到某个临界值以下时，场开始围绕其最小值振荡。对$n\!=\!1$来说，一旦处于动力学状态，轴子能量密度就会以物质的形式稀释;对$n\!=\!2$来说，它会以辐射的形式稀释;对$n\!=\!3$来说，它会比辐射稀释得更快。均质的演化的的连续性和动力学的线性扰动，包括使用有效的流体近似一般从通常的$n=1$的情况下。当场变为动态时，模型的参数由红移$z_c$、在$z_c$处的轴子场中的分数能量密度$f_{z_c} \equiv Ω_a(z_c)/Ω_{\rm tot}(z_c)$和有效声速$c_s^2$来表示。利用Planck、BAO和JLA数据，得到了对$f_{z_c}$的约束。如果是$1+z_c \lesssim 10$，则对于所有三种势，ULA都与暗能量简并。当为$3\times10^4 \gtrsim 1+z_c \gtrsim 10 $时，$f_{z_c}$对于$n=1$被限制为$ \lesssim 0.004 $，对于其他两种电位被限制为$f_{z_c} \lesssim 0.02 $。然后，随着$z_c$的增加，约束放松。这些结果…
2018-06-27 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on axion-like particles from X-ray observations of Hydra galaxy cluster
类轴子粒子（ALP）属于一类新的赝标粒子，通常与光子耦合，从而打开了在外部磁场中从光子振荡到ALP的可能性。在目睹了它们的磁场的动荡之后，这些振荡预计会在天体物理源光谱的有限能量范围内留下不规则的印记。在这项研究中，钱德拉观测的长蛇座星系团被用来限制的值的耦合的ALP光子。我们考虑来自中心源Hydra A的X射线光子在星系团磁场中的转换。磁场强度和结构通过观测很好地确定，这增加了分析的鲁棒性。Hydra A的X射线光谱中没有异常不规则性保守地提供了对ALP质量低于7 e-12 eV的耦合常数的最有竞争力的约束，g < 8.3e-12 GeV-1，置信水平为95%。由于所涉及的特殊现象学，这些约束实际上更普遍地适用于非常轻的伪南布-戈德斯通玻色子。
2013-07-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
AGN spectral variability across activity states and searches for axion-like particles
Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）；Taras Shevchenko National University of Kyiv（基辅塔拉斯·舍甫琴科国立大学）；Bogolyubov Institute for Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine（乌克兰国家科学院博戈留博夫理论物理研究所）
本研究探讨了AGN光谱变化对ALP搜寻的影响，发现时间平均可能误判ALP效应，强调需考虑光谱变化以提高搜索精度。
2026-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Glow of Axion Quark Nugget Dark Matter: (IV) CMB Spectral and Anisotropy Signatures
University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究轴子夸克团暗物质通过湮灭产生高能光子，影响CMB谱和各向异性特征。
2026-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Polarized anisotropic spectral distortions of the CMB: Galactic and extragalactic constraints on photon-axion conversion
我们重新审视了宇宙学的限制共振和非共振转换的光子在宇宙磁场的轴子。我们发现，对光子-轴子耦合和原始磁场的约束比以前声称的质量为$m_{\rm a} \lesssim 5\times 10^{-13}\,\text{eV}$的低质量轴子粒子弱得多。特别是，我们发现，轴子质量范围$10^{-14}\,\text{eV} \le m_{\rm a} \le 5\times 10^{-13}\,\text{eV}$不排除由CMB数据与以前的索赔。我们还研究了银河系磁场中的光子-轴子转换。在大尺度相干银河磁场中的共振转换导致质量范围为$10^{-13}\,\text{eV} \lesssim m_{\rm a} \lesssim 10^{-11}\,\text{eV}$的宇宙微波背景的$100\%$极化各向异性谱畸变。的极化图案的痕迹横向到视线的银河磁场的组成部分，而在银河磁场和电子分布的各向异性印记的光谱失真的特征各向异性图案。我们的结果适用于标量以及赝标量粒子。为了转换为标量粒子，偏振被$90^{\circ}$旋转，使我们能够将它们与伪标量区分开来。对于$m_{\rm a} \lesssim 10^{-14} \,\text{eV}$，我们有非共振转换的小尺度湍流磁场的银河系导致各向异性，但非偏振的光谱失真的CMB。这些独特的签名是对各向同性和非偏振信号的潜在判别，例如主CMB，以及具有…
2018-04-23 astro-ph.CO hep-ph hep-th
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
Tracing Ultra Light Axions in Post-reionization, Lyman-$α$ and CMB Missions
Indian Statistical Institute（印度统计研究所）
研究超轻轴子（ULA）作为暗物质候选者，通过预测21-cm强度映射与Lyman-α森林的互相关，以及下一代CMB任务，评估其对物质功率谱的尺度依赖抑制，发现联合分析可将ULA丰度误差降至10^{-4}量级。
2026-06-17 astro-ph.CO hep-ph
Improved constraints on ultralight axions using latest observations of the early and late Universe
利用CMB和BAO观测改进对超轻轴子的约束，获得新的上限并探索其在暗物质中的作用。
2025-11-24 astro-ph.CO
Astrophysical limits on very light axion-like particles from Chandra grating spectroscopy of NGC 1275
轴子/类轴子粒子（ALP）是标准模型的一个很好的扩展，在弦论中是通用的。星系团中团内介质（ICM）的X射线透明度是光ALP（质量为$<10^{-11}\,{\rm eV}$）的有力探测器;当来自嵌入源或背景源的X射线光子通过磁化ICM传播时，它们可能经历能量依赖的量子力学转换为ALP（反之亦然），在X射线光谱上留下扭曲的印记。我们目前的钱德拉数据的活动星系核NGC 1275在英仙座星系团的中心。采用490 ks高能透射光栅（HETG）曝光，我们获得了高质量的1- 9 keV光谱无光子堆积和ICM污染。除了铁谱带的特征，光谱是由一个幂律连续描述，在$<3\%$水平的任何光谱失真。我们计算光子的生存概率作为ALP质量$m_a$和ALP光子耦合常数$g_{aγ}$的ICM磁场模型系综的函数，然后使用NGC 1275光谱约束的$(m_a, g_{aγ})$ -平面。相对于磁场实现，99.7%可信区域将ALP-光子耦合限制为质量为$m_a<1\times 10^{-12}\,{\rm eV}$的$g_{aγ}<6-8\times 10^{-13}\, {\rm GeV}^{-1}$（取决于磁场模型）。这是迄今为止对这些光ALP的$g_{aγ}$最严格的限制，并且已经达到了下一代日光镜和光照射穿透墙壁实验的灵敏度限制。我们强调了这些研究与下一代X射线天文台雅典娜和山猫的潜力，但注意到这些未来的…
2020-12-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraining Primordial Black-Hole Bombs through Spectral Distortions of the Cosmic Microwave Background
研究了非蒸发原初黑洞超辐射不稳定性对宇宙微波背景谱的影响。在辐射主导的时代，PBH被大致均匀的宇宙等离子体包围，通过等离子体频率赋予光子有效质量。在这种情况下，旋转的PBH是不稳定的，通过众所周知的“黑洞炸弹”机制自发自旋下降。在线性水平下，光子密度被有效光子质量捕获，并且由于超辐射而随时间呈指数增长。当等离子体密度由于宇宙膨胀而下降时，PBH周围的相关能量被释放并在CMB中消散。我们评估了在红移范围10^3 < z < 2x10^6内CMB的光谱畸变。利用现有的COBE/FIRAS对CMB光谱畸变的限制，我们得到了在10^{-8}*Msun < M < 0.2*Msin的质量范围内与自旋PBH相关的暗物质的分数上限。对于最大自旋PBH，我们的限制比微透镜或其他方法得到的限制要严格得多。来自拟议的PIXIE任务的未来数据可以将我们的限制提高几个数量级。
2013-08-25 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
