Axion Induced Oscillating Electric Dipole Moments
轴子电磁异常引起{ \em any}静态磁偶极子的振荡电偶极子。静电偶极子不产生振荡的磁矩。这是一个低能定理，它是轴子的宇宙背景场依赖于时空的结果，在极限下，它只是局部依赖于时间的$(\overrightarrowβ=0)$。电子将获得频率为$m_a$、强度为$\sim 10^{-32}$ e-cm的振荡电偶极子，比核子高出三个数量级，与目前的标准模型直流极限相差四个数量级。这可能为轴子暗物质的研究提供了新的实验场所。
2015-04-10 astro-ph.CO hep-ex 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
Electric Dipole Moments from Axion-Like Particle Dark Matter Background
本文研究了类轴子粒子暗物质背景诱导的轻子和核子EDM的单圈和双圈贡献，在ALP质量小于$10^{-11}$ eV时，该效应显著，为ALP的CP破坏耦合提供了新的限制。
2025-09-16 hep-ph
Effective oscillatory magnetic charges and electric dipole moments induced by axion-photon coupling
该研究基于拉格朗日量协变性推导出轴子场扭曲电磁场的类麦克斯韦方程，提出通过有效振荡磁荷与电偶极矩等效描述该现象，并利用逆Witten效应提出在非共振实验中探测极小质量轴子的新方案。
2025-05-01 hep-ph
Resonant conversion of axion dark radiation into terahertz electromagnetic radiation in a neutron star magnetosphere
本研究发现中子星磁层中轴子-光子转化存在质量匹配共振和Euler-Heisenberg辅助共振两种模式，重点研究后者介导的相对论轴子暗辐射转化，计算不同参数下的电磁辐射，指出产生可探测信号的可能性极低。
2024-08-15 astro-ph.CO hep-ph
Axion-induced effects in atoms, molecules and nuclei: Parity nonconservation, anapole moments, electric dipole moments, and spin-gravity and spin-axion momentum couplings
我们表明，一个轴子场的相互作用，或在一般情况下，一个赝标量场，与轴向矢量电流产生的电子通过导数型耦合可以引起一个依赖于时间的混合原子和分子系统中的相反的宇称态。同样，轴子场与核子产生的轴向矢量流的类似相互作用可以引起核系统中相反宇称态的依赖于时间的混合。这种混合可以诱导振荡的电偶极矩，振荡宇称非守恒效应和振荡anapole矩在这样的系统。通过调整感兴趣的相反宇称态之间的能量分离以匹配轴子质量能量，轴子诱导的实验观测值可以提高许多数量级。振荡的原子电偶极矩也可以由轴子通过强子机制产生，即P，T-破坏核子-核子相互作用，并通过轴子诱导的价核子的电偶极矩，其中包括核。轴子场被地球的引力场改变。电子或核子的自旋与这种修改的轴子场的相互作用导致轴子诱导的可观察效应。这些效应的形式为$\mathbf{g} \cdot \mathbfσ$，不同于轴子风效应的形式为$\mathbf{p}_{\textrm{a}} \cdot \mathbfσ$。
2015-02-24 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
Searching for Axion Dark Matter in Atoms: Oscillating Electric Dipole Moments and Spin-Precession Effects
我们建议通过轴子在原子和分子中诱导的振荡电偶极矩来寻找轴子暗物质。这些磁矩是通过核子的内禀振荡电偶极矩和由π交换介导的$P,T$破坏的核子-核子相互作用产生的，这两种作用都是由于轴子-胶子耦合产生的，也直接通过轴子-电子相互作用产生。轴子暗物质也可以通过轴子直接耦合到费米子自旋产生的自旋进动效应来寻找。
2015-11-12 hep-ph nucl-th physics.atom-ph
Comment on "Search for an axion-induced oscillating electric dipole moment for electrons using atomic magnetometers"
在最近的工作arXiv：1809.02446中，作者提出了一种利用原子磁强计测量电子振荡电偶极矩（eOEDM）的新方法。这种电火花加工是由电子磁偶极矩、电场和轴子场之间的相互作用引起的。根据[Hill，PRD 91，111702（2015）]，结果对轴子-光子耦合敏感。在这里，我们想描述的是，根据[Alexander and Sims，PRD 98，015011（2018）]，相同的实验方法也可以对轴子-电子耦合敏感。在本文中，我们将展示相应的灵敏度图，并与其他约束进行比较。
2019-04-23 hep-ph nucl-ex
Superhorizon fluctuations and the cosmic dipole problem
本文提出用CDM超视界等曲率扰动解释星系计数与CMB宇宙偶极间4.9σ张力，并通过轴子模型给出可行参数约束。
2025-07-28 astro-ph.CO hep-ph
Electromagnetic Catalysis of the Radiative Decay of the Axion
在树能级上研究了轴子与夸克和轻子耦合的DFSZ模型中，轴子$a \to γγ$在外电磁场中的辐射衰变。外磁场对衰变几率有很强的催化作用，即消除了轴子质量小对衰变的主要抑制。
1997-08-01 hep-ph
Axion Induced Oscillating Electric Dipole Moment of the Electron
一个宇宙轴子，通过电磁异常，诱导一个振荡的电偶极子的电子的频率$m_a$和强度$\sim$（几）$\times 10^{-32}$ e-cm，两个数量级以上的核子，并在几个数量级的目前标准模型常数限制。我们通过宇宙轴子的相互作用，通过电磁异常，特别强调了轴子的去耦极限，$\partial_t a(t)\propto m_a \rightarrow 0$，给出了详细的研究这种现象。分析是微妙的，我们发现的一般形式的行动涉及一个本地的接触相互作用和非本地的贡献，类似于“横向电流”在量子电动力学，强制执行的去耦限制。我们仔细地推导了Pauli-Schroedinger非相对论形式和Georgi的重夸克形式中的有效作用量，该形式适用于“重电子”（$m_e>>m_a$）。我们计算的电偶极子辐射的自由电子，磁铁和电流，沉浸在宇宙轴子场发射，并讨论实验配置，可能会产生一个可检测的信号。
2016-01-20 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Electromagnetic detection of axions
利用费曼图技术，对静态电磁场中的光子-轴子转换进行了详细的讨论。给出了在平板电容器的电场和螺线管的磁场作用下的微分截面。根据我们的研究结果的实验室实验的生产和检测的轴子描述。这个实验将利用轴子衰变常数以及轴子质量。
1995-07-24 hep-ph
Hunting for Axionlike Dark Matter by Searching for an Oscillating Neutron Electric Dipole Moment
我们报告的超低质量类轴子暗物质的搜索通过分析的比存储的超冷中子和$^{199}$ Hg原子的自旋旋进频率的轴子诱导振荡的电偶极矩的中子和轴子风自旋旋进效应。没有观察到与暗物质一致的轴子质量范围$10^{-24}~\textrm{eV} \le m_a \le 10^{-17}~\textrm{eV}$的信号。我们的零结果设置的第一个实验室的约束耦合的轴子暗物质胶子，提高了3个数量级的天体物理学的限制，也提高了以前的实验室约束的轴子耦合到核子的一个因素的40。这些结果最初发表在Phys. Rev. X 7，041034中，本文主要是对其进行总结。
2018-05-25 hep-ex hep-ph
About an influence of external electromagneticfields on the axion decays
给出了外电磁场对轴子衰变影响的一些结果。结果表明，该领域催化这些过程。我们得到的描述轴子衰变$a \to f \tilde f$的结果可以用来重新考察在宇宙早期可能存在强磁场的情况下轴子质量的下限。
1997-08-08 hep-ph
Total cross-section for photon-axion conversions in external electromagnetic field
我们重新考虑了光子在外电磁场中，即在波导的静态场和周期场中的转换。转换的总截面进行了详细的评估。结果表明，在较强的外电磁场作用下，可以获得足够大的截面来测量轴子的产生。在波导中，在低能量处存在共振转换，其截面值大大增加
2014-02-20 hep-ph
Axion Superradiance in Dipole Magnetic Fields of Pulsars
本文研究毫秒脉冲星磁层中等离子体不稳定性驱动的轴子超辐射，计算偶极磁场中轴子云增长速率的半解析公式，并利用脉冲星PSR J0952-0607的计时约束质量约$10^{-12}$ eV的轴子-光子耦合，指出除非发现新的高自旋脉冲星，否则难以获得有竞争力的轴子界限。
2025-06-05 astro-ph.HE hep-ph
Ultrasensitive optomechanical detection of an axion-mediated force based on a sharp peak emerging in probe absorption spectrum
轴子仍然是强CP问题的最有说服力的解决方案，也是一个动机良好的暗物质候选者，导致对轴子和类轴子粒子（ALP）的搜索不断吸引人们的注意力。这种粒子的交换可能会引起反常的自旋相关力，激发了许多实验室ALP搜索实验的基础上检测极化电子/核子和非极化核子之间的宏观偶极-偶极相互作用。由于没有确切的证据证明这些相互作用的存在，检测它们仍然具有重要意义。本文用一种新的方法研究了电子-核子偶极相互作用，即利用由氮空位（NV）中心和纳米悬臂梁共振器组成的混合自旋纳米悬臂梁光力学系统.在静态磁场作用下，分别施加抽运微波和探测微波，可以得到探测吸收谱。通过光谱中出现的特定峰，我们可以识别这种偶极子-偶极子相互作用。并且我们还提供了一个前瞻性的约束来约束交互。此外，由于我们的方法也可以应用于其他自旋相关相互作用的检测，这一工作提供了新的思路的实验研究的反常自旋相关的相互作用。
2019-11-28 astro-ph.CO hep-ph
Reply to "Comment on `Axion induced oscillating electric dipole moments' " [1]
我们回应Flambaum等人的论文[Phys. Rev. D95，no. 5，058701（2017）]，声称没有有效的诱导振荡电偶极矩，例如，对于电子，通过异常与振荡的宇宙轴子背景相互作用而产生。相关的费曼振幅，图。(1)如Flambaum等人计算的，变成了完全的发散，然后消失了与这个结果相反，我们得到了一个非零的振幅，它产生物理电偶极子辐射的电子（或任何磁偶极矩）沉浸在宇宙轴子场。我们认为Flambaum等人的反主张是不正确的，并且是基于对物理选择与规范选择的误解，以及电偶极子只能通过耦合到静态（时间恒定）电场来定义的假设。
2017-04-03 hep-ex hep-ph hep-th
Axion signatures from supernova explosions through the nucleon electric-dipole portal
我们考虑轴子耦合到核子和光子只通过核子电偶极矩（EDM）门户。这种耦合是QCD轴子的一个与模型无关的特征，它解决了强CP问题，并且在更一般的类轴子粒子系统中也可能出现。我们修正了由核子EDM耦合引起的超新星（SN）轴子辐射，并相应地修正了SN 1987A的束缚。此外，我们计算的轴子通量从未来的银河SN和表明，它可能会产生一个特殊的和潜在的可检测的伽马射线信号在一个大型地下中微子探测器，如建议的超神冈。探测这种信号的可能性提供了一种搜索与CASPERe互补的振荡核子EDM的方法，而不依赖于轴子是暗物质相当大的组成部分的假设。此外，如果来自SN的轴子产生可观测的信号，它们也可能导致在未来的宇宙调查中可观测到的宇宙学额外辐射量。
2022-06-26 astro-ph.HE hep-ph
Axion Decay of a Photon in an External Electromagnetic Field
利用赝标粒子与外电磁场诱导的双光子相互作用研究光子衰变$γ\to γa$，其中a是与Peccei-Quinn U（1）对称性有关的赝标粒子.分析了光子场致轴子辐射是天体能量损失的一个可能来源。
1999-03-18 hep-ph
Electromagnetic instability of compact axion stars
本文通过完全非线性(3+1)数值相对论证明致密轴子星因电磁Chern-Simons项存在参数共振不稳定性，并给出临界耦合常数标度关系，表明超过该临界值后稳定轴子星必须是非致密的。
2023-02-20 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Probing angle of birefringence due to long range axion hair from pulsars
旋转的中子星或脉冲星可能是伪Nambu Goldstone玻色子或轴子的一个可能来源，它们可以介导脉冲星外部的长距离轴子毛。当脉冲星发射的电磁辐射穿过长程轴子毛时，轴子旋转电磁辐射的偏振，产生双折射。我们得到由于这种长距离轴向头发的双折射角为$0.42^\circ$。这个结果与脉冲星的旋转频率、半径、轴子质量、轴子光子耦合常数无关。该值在测量脉冲星光的线偏振角即$\leq 1.0^\circ$的精度范围内。只要轴子毛的射程（轴子质量的倒数）大于脉冲星的半径，即$m_a<10^{-11}$ eV和轴子衰减常数$f_a\lesssim \mathcal{O}(10^{17}\rm{GeV})$，我们的结果仍然成立。
2020-04-06 astro-ph.CO hep-ph
Electromagnetic energy loss of axion stars
研究了强静磁场作用下空间定域和引力束缚的轴子组态与电磁辐射的能量交换率。完全解析处理的基础上实现变分优化的可分离的时空块配置文件。对于稀轴子星，能量变化方程被重新解释为轴子数的速率方程。它的解决方案暗示了一个渐进的$\sim t^{1/5}$增加的丛大小。
2023-02-26 hep-ph hep-th
Axion emission from nuclear magnetic dipole transitions
核跃迁是轴子的一个可能来源，但过去的研究仅限于特定的跃迁。在这篇手稿中，我们建议将对轴子和类轴子粒子的搜索扩展到更复杂的环境中，这将导致许多相关的可观测量。通过包括创建机制，有其起源的碳-氮-氧（CNO）循环，我们发现，搜索太阳轴子不应仅限于千电子伏质量区域。我们讨论的限制，如寿命和质量，创造了一个地球上的实验的挑战。我们表明，它是可能的，使用相同的创建机制，在太阳轴子搜索与核能反应堆的速度相当。
2021-12-15 hep-ex hep-ph nucl-ex
Prospects for Searching Axion-like Particle Dark Matter with Dipole, Toroidal and Wiggler Magnets
在这项工作中，我们认为搜索的暗物质的轴子或轴子状粒子（ALP）使用共振射频腔插入到偶极磁铁从粒子加速器，摆动磁铁加速器为基础的先进光源，和环形磁铁类似于粒子物理探测器中使用的。我们调查预期的灵敏度，这样的ALP暗物质探测器，并讨论工程方面的建设和调整。还简要提及由于磁性技术的改进而变得可用的甚至更强的场磁体。结论是，利用现有的磁铁进行新的实验，可以大大扩大寻找类轴子暗物质粒子的质量区域。
2011-10-10 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Electromagnetic Polarization Effects due to Axion Photon Mixing
我们研究了轴子对电磁波在天文距离上传播时极化的影响。我们分析了电磁波由于与轴子混合而引起的色散的变化。我们发现，这导致了偏振的转变，并成为一个广泛的频率范围内的主导效应。我们分析了这种效应或光子衰变为轴子是否可以解释在类星体和射电星系的偏振中观察到的大尺度各向异性。我们还评论的可能性，轴子光子混合可以解释遥远的超新星变暗。
2002-06-25 astro-ph hep-ph
Localization of Chiral Electromagnetic Waves on Thick Axion Domain Walls
University of California Davis（加州大学戴维斯分校）
研究轴子畴壁与麦克斯韦理论的耦合，发现有限宽度畴壁支持具有线性无能散色散的局域手征电磁模式，该模式源于轴子梯度引起的螺旋度依赖耦合。
2026-06-12 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
Axion in an External Electromagnetic Field
在所有粒子都离开质量壳层的一般情况下，研究了外电磁场中赝标粒子与两个光子的有效相互作用。这种相互作用被用来研究轴子的辐射衰变$a \to γγ$，一种与Peccei-Quinn对称性相关的赝标粒子，以及光子分裂的交叉通道$γ\to γa$。结果表明，外场消除了与小的轴子质量的抑制，从而导致这些过程的强催化。分析了光子引起的场致轴子辐射是天体能量损失的另一个可能来源。
1999-07-09 hep-ph
Oscillating nuclear electric dipole moment induced by axion dark matter produces atomic and molecular EDM
根据希夫定理，中性原子中的原子核电偶极矩（EDM）被电子完全屏蔽。这使得静态的核电偶极矩（EDM）不可观测。与轴子暗物质场的相互作用产生以频率$ω= m_a c^2/\hbar$振荡的核EDM $d=d_0 \cos (ωt)$。此EDM生成与$ω^2$成比例的原子EDM。这种效应在分子中强烈增强，因为原子核移动缓慢，并且不像电子那样产生振荡核EDM的有效屏蔽。一个额外的强增强是由于旋转分子能级之间的能量间隔很小。最后，如果核EDM振荡频率与分子跃迁共振，则可能存在显著的共振增强。
2019-10-24 hep-ph quant-ph
Signature of axion dark matter in low-frequency terrestrial electromagnetic fields: formulation and predictions
Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学 引力物理学与量子信息中心，汤川理论物理研究所）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Todai Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学 东大高等研究院 宇宙物理数学研究所）；Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院）；Physics Program, Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学 先进理工学研究科 物理项目）；Astrophysical Science Center, Hiroshima University（广岛大学 天体物理科学中心）；Department of Liberal Arts and Basic Sciences, College of Industrial Technology, Nihon University（日本大学 产业技术学部 教养与基础科学系）
本文构建地球电磁场轴子暗物质搜寻的理论框架，定量预测其诱导磁场的共振特性与地理分布，为区分暗物质信号与电磁背景提供可靠模板。
2026-08-13 astro-ph.CO hep-ph
Electromagnetic energy transfer processes in Effective Electro-Magneto Dynamics of axions
本文在有效电磁动力学（EEMD）模型中研究了电磁场与轴子场间的振荡耗散能量交换，提出了精确的能量转移公式，并解析计算了振荡电磁场构型与引力束缚轴子构型的辐射能量损失，发现团块尺寸呈 $\sim t^{1/5}$ 渐近增长。
2023-09-11 hep-ph hep-th
Stringy constraints on primordial electromagnetic fields in axion inflation
研究弦论有效作用量中原初电磁场的产生，用DBI作用量替代常规轴子暴胀方案，发现场强受弦标限制，且因Chern-Simons耦合系数为O(1)，磁发生仅能在弦景观的有限区域实现。
2024-07-20 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Electromagnetic emission from axionic boson star collisions
我们通过爱因斯坦场方程的非线性演化来探讨存在轴子耦合时玻色子星的动力学。我们发现，对于大的轴子耦合，孤立的玻色子星变得不稳定，并通过电磁辐射的大爆发衰变，变得质量更小，更稀。我们的完整的非线性结果是在很好的协议与平面空间估计的临界耦合。然后，我们考虑了次临界玻色子星的迎头碰撞，并研究了电磁和引力信号。玻色子恒星集群周围的临界点通过相互作用，我们认为，合并一般也是电磁辐射的来源，除了引力波，它可以用来放置约束的轴子耦合，如果这样的多信使信号被检测到。
2022-07-12 gr-qc hep-ph
Searching for axions with time resolved pulsar polarimetry
Durham University（杜伦大学）
通过时间分辨脉冲星偏振观测，研究轴子-光子耦合强度限制，展示时间分辨脉冲星双折射在轴子搜索中的潜力。
2026-05-09 astro-ph.CO hep-ph
New constraints on axion-mediated P,T-violating interaction from electric dipole moments of diamagnetic atoms
类轴子粒子在原子电子和原子核之间的交换可以引起原子和分子的电偶极矩。这种相互作用是由一个宇称和时间反演不变性破坏势来描述的，它依赖于标量$g^s$和赝标量$g^p$耦合常数的乘积。我们考虑这些常数的特定组合，$g_e^s g_N^p$，这给了显着的贡献的反磁性原子的EDM的相互作用。在本文中，我们计算了这些贡献的EDM $^{199}$ Hg，$^{129}$ Hg，$^{211}$ Rn和$^{225}$ Ra在较宽的轴子质量范围。比较这些结果与最近的实验EDM测量，我们把新的限制$g_e^s g_N^p$。最严格的原子EDM限制来自$^{199}$ Hg，并改进了其他实验中超过$10^{-2}$ eV的轴子质量的现有实验室限制。
2018-09-13 hep-ph physics.atom-ph
New Constraints on Axion Mediated Dipole-Dipole Interactions
本研究针对轴子探测中磁泄漏抑制与弱信号检测的权衡难题，采用铁屏蔽SmCo₅自旋源与自补偿共磁计，在轴子窗口内将电子-中子耦合约束提升万倍以上，为新物理搜寻及跨学科应用提供新途径。
2025-01-14 astro-ph.HE hep-ph physics.atom-ph
Electric Dipole Moments From Missed Dark Matter Scattering
本文研究了超轻类轴子暗物质与标准模型粒子的集体散射，发现该散射通过单圈量子电动力学图将反常磁矩转化为电偶极矩，从而对类轴子粒子与电子和质子的耦合给出了分别高达11和6个数量级的强约束。
2024-12-19 hep-ph
On the oscillating electric dipole moment induced by axion-fermion couplings
本研究重新推导轴子暗物质背景下轴子-费米子耦合诱导的振荡电偶极矩，指出轴子边界项的关键作用，提出时间平均有效EDM概念，发现其幅值随振荡状态变化，电子EDM情形下中快振荡时的幅值与当前静态限值相当。
2024-04-18 hep-ex hep-ph
Electromagnetic radiation from axion condensates in a time dependent magnetic field
随时间变化的磁场可以来源于旋转的中子星、轨道双星和合并的中子星。本文研究了交变磁场背景下轴子凝聚体的电磁辐射。我们发现，当交变磁场的频率与轴子质量尺度相当时，辐射会出现共振峰。更有趣的是，在交变磁场本身的频率随时间而变化的情况下，如由于轨道频率的稳定增加而导致的二元合并的情况下，辐射的共振峰可能会发生在由随时间变化的磁场频率扫描的轴子质量尺度的范围内。
2021-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Naturally inflating on steep potentials through electromagnetic dissipation
在自然暴胀模型中，暴胀子是一种类似轴子的粒子。不幸的是，在UV完备理论中的轴子势似乎太陡，无法驱动暴胀。我们表明，即使是一个陡峭的潜力，自然暴胀可以发生，如果轴子和规范场之间的耦合考虑。由于这种耦合，规范场的量子由轴子的滚动产生。如果耦合足够大，这种耗散效应会减慢轴子的速度，甚至在陡峭的电势下也会导致膨胀。扰动谱是准尺度不变的，但在最简单的结构中，其振幅大于$10^{-5}$。我们讨论解决这个问题的一种可能的方法。
2010-03-10 astro-ph.CO 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
CP-odd interaction of axion with matter
在有轴子的世界里，精确测量引力和在小距离（$λ\sim 1cm$或更小）上检验等效原理，可以提供CP对称性的额外检验。利用手征方法，将夸克色电偶极矩的CP-奇轴子-核子顶点强度与CP-奇π子-核子耦合联系起来，作为CP破坏的低能源。来自原子电偶极矩的CP奇耦合$g_{πNN}$的强限制表明，引力实验距离探测轴子介导力所需的灵敏度水平有六个数量级之遥。
1997-07-23 hep-ph
Probing an ultralight QCD axion with electromagnetic quadratic interaction
本研究针对超轻QCD轴子，探究了由圈图阈值修正产生的电磁二次耦合，指出其可通过光学原子钟等新途径探测轴子，还推导了暗物质速度弥散引发的低频涨落背景的功率谱解析表达式，为更重轴子的搜寻提供了新方法与实验思路。
2025-09-07 hep-ph
Detecting axion dark matter with Rydberg atoms via induced electric dipole transitions
提出一种无需谐振腔、利用里德伯原子大跃迁偶极矩并通过轴子修正 Maxwell 方程量子化分析的超轻轴子暗物质探测方案，可拓展实验室约束至新参数区。
2023-07-18 cond-mat.quant-gas hep-ph physics.atom-ph
Improved limits on axion-like-particle-mediated P,T-violating interactions between electrons and nucleons from electric dipole moments of atoms and molecules
在存在P，T破坏相互作用的情况下，原子和分子中电子与核子之间的类轴子交换会引起原子和分子的电偶极矩。我们使用相对论Hartree-Fock-Dirac方法计算了这种轴子交换诱导的原子EDM，包括电子芯极化（RPA）校正。我们提出了分析估计来解释这些诱导原子EDM的依赖性的轴子质量和原子参数。从原子和分子的EDMs（包括$^{133}$ Cs，$^{205}$ Tl，$^{129}$ β，$^{199}$ Hg，$^{171}$ Yb $^{19}$ F，$^{180}$ Hf $^{19}$ F $^+$和$^{232}$ Th $^{16}$ O）的实验边界出发，我们约束了由一般的任意质量的类轴子粒子介导的P，T破坏的标量-赝标核子-电子和电子-电子相互作用.我们的限制改善现有的实验室界限从其他实验的许多数量级的$m_a \gtrsim 10^{-2}~\textrm{eV}$。我们还将限制CP违反某些类型的弛豫模型。
2020-09-18 hep-ph physics.atom-ph
Optical Lensing by Axion Stars: Observational Prospects with Radio Astrometry
轴子和类轴子粒子（ALP）是一些最有动机的暗物质（DM）候选者。在某些情况下，早期宇宙中的大轴子波动可以坍缩形成称为轴子团的密集结构。密度轴子团是一种亚稳态，称为介子。在本文中，我们提出了一类新的可观测量，利用轴子的光子耦合。这种耦合的结果是，轴子团的作用就像一种非均匀折射光学介质--透镜--会导致入射电磁波的反常色散。轴子团对电磁波的散射，清楚地将这种透镜效应与引力透镜区分开来。在背景射电源前经过的轴子团块充当透镜，并导致明显的位置偏移，这可能会被即将到来的平方公里阵列（SKA）的高精度射电天体测量任务发现。我们讨论的敏感性SKA透镜效应在各种轴子晕模型。虽然引力微透镜测量对以不发光天体形式存在的DM的数量有很强的限制，但对质量范围为$[10^{-14}, 10^{-11}] M_\odot$的天体却无法做到这一点。我们发现，在很宽的参数空间范围内，SKA将是敏感的光学透镜在质量范围内，目前不受微透镜调查的光子。
2021-05-20 astro-ph.CO hep-ph
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
CP-violating axion interactions in effective field theory
引入轴子来解释QCD中观测到的$\bar θ$项的微小性。标准模型扩展通常包含CP破坏的新来源，例如解释宇宙的重子不对称性。在存在额外的CP破坏源的情况下，Peccei-Quinn机制不能消除所有CP破坏，导致轴子和标准模型场之间的CP奇相互作用。在这项工作中，我们使用有效场论参数化通用源的超越标准模型CP破坏。我们利用手征微扰理论系统地计算了由此产生的轴子与轻子和强子的CP奇耦合。我们详细讨论了现象学的CP奇轴子耦合和比较限制轴子搜索，如第五力和电偶极子搜索和天体物理学，直接限制CP违反运营商从电偶极矩实验。虽然电偶极矩搜索的限制是严格的，拟议的ARIADNE实验可以潜在地改善现有的限制在一个窗口的轴子质量。
2022-05-13 hep-ph nucl-th
Axion-Electromagnetic Waves
我们扩展的对偶对称性之间的电场和磁场的情况下，其中一个额外的类轴子项是本，我们推导出一套麦克斯韦方程组，保持这种对称性。这组新的方程允许一个规范对称性，扩展了经典电动力学中的普通对称性。我们获得明确的解决方案，在没有外部源的情况下，新的一组方程，我们讨论了一个新的内部对称性之间的轴子场和电磁规范位的影响。
2013-12-28 hep-ph hep-th physics.class-ph
Strong CP problem, electric dipole moment, and fate of the axion
三大难题！在这个演讲中，我调查的长距离性质的量子色动力学中存在的拓扑θ项。这是在晶格上完成的，使用梯度流来隔离功能积分测度中的长距离模式，并在连续的长度尺度上跟踪它。结果表明，当真空角θ> 0时，夸克和胶子产生的色场被屏蔽，禁闭消失，从而提供了强CP问题的自然解。这个解决方案是兼容的最近的晶格计算的电偶极矩的中子，而它排除了轴子扩展的标准模型。
2022-01-30 hep-lat hep-ph hep-th
Modeling of axion and electromagnetic fields coupling in a particle-in-cell code
本文提出在粒子云网格代码中引入轴子场及其与电磁场耦合的数值方法，通过求解轴子波动方程和修正麦克斯韦方程组并验证基准，为激光-等离子体轴子探测方案和天体物理过程研究提供模拟工具。
2024-06-24 hep-ph physics.plasm-ph
Direct Detection of Dark Matter Electromagnetic Dipole Moments
具有电磁偶极矩的暗物质候选者可以在规范介导或人工色模型中作为暗重子出现。这些暗物质候选者在直接探测实验中主要通过磁和/或电偶极矩与原子核相互作用。散射截面依赖于核的磁矩和核电荷，并具有红外增强相比，典型的WIMP常数接触相互作用，导致独特的核反冲能谱。这些特征导致DAMA实验与CDMS或XENON实验相比信号增强。DAMA的正结果，以及CDMS和XENON的零结果，与具有磁偶极矩和质量约为10 GeV的暗物质粒子一致。质量高达数十TeV的偶极暗物质可以产生显著的直接探测信号。
2010-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Multimessenger signals from compact axion star mergers
本文利用数值相对论研究致密轴子星并合与衰变，发现其产生由引力波、电磁辐射和轴子辐射组成的多信使信号，并分析了可探测性。
2024-03-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Non-minimal coupling of photons and axions
我们建立了一个新的自洽方程组，该方程组考虑了引力场、电磁场和轴子场的非极小相互作用。该程序是基于标准爱因斯坦-麦克斯韦-轴子作用量的非最小扩展。讨论了一类十参数非极小线性模型的一般性质。我们将这一理论应用到具有pp波对称性的模型中，并考虑电磁波与引力场和轴子场的非最小耦合传播。我们专注于电动力学方程的精确解，它描述了由轴子场引起的准最小和非最小光学活动。我们还讨论了从天体物理双折射和偏振旋转观测耦合参数的经验约束。
2010-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
