Updated cosmological constraints on axion dark energy with DESI
本文利用DESI DR1数据更新轴子暗能量模型约束,得到超轻场质量与接近约化普朗克能量的有效能标,并表明该模型虽在贝叶斯证据上弱于$w_0w_a$模型,但仍是有理论动机的动力学暗能量候选。
2025-11-07 astro-ph.CO
Galaxy Cluster Thermal X-Ray Spectra Constrain Axion-Like Particles
类轴子粒子(ALP)和光子在磁场存在下相互转换。在keV能量的环境中的星系团,转换概率可以成为未抑制的轻ALP。将热X射线光子转换为ALP可以在星系团热韧致辐射谱中引入台阶状特征,我们认为现有的星系团X射线数据应该足以将低质量区$m_a \lesssim 1 \times 10^{-12}\,{\rm eV}$中ALP的边界扩展到$M \sim 7\times 10^{11}\, {\rm GeV}$,对于$10^{11}\, {\rm GeV} < M \lesssim 10^{12}$ GeV的光ALP,产生了有趣的和独特的观测特征,可以通过现有的和即将到来的X射线来探测(和潜在的X射线偏振)观测星系团。
2015-09-22 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axions and Cosmic Rays
本文研究了带电粒子在空间常数但时间依赖的赝标背景中的传播。物理上,这种赝标量背景可以由残余轴子密度提供。背景导致洛伦兹不变性的显式破坏;因此,诸如$p\to p γ$或$e\to e γ$的过程在某些运动学约束内是可能的。这一现象描述的QED拉格朗日扩展与陈-西蒙斯项,其中包含一个4-向量,其特征在于打破洛伦兹不变性诱导的时间依赖性的背景。虽然感应的辐射(类似于切伦科夫效应)太小,不足以以显著的方式影响宇宙射线的传播,但假设通过这种机制探测到高能宇宙射线辐射的光子,将提供一种间接的方式来验证轴子的宇宙学相关性。我们讨论了影响的数量级。
2010-10-18 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Comment on "Irregularity in gamma ray source spectra as a signature of axion-like particles"
D. Wouters和P.Brun在Phys.Rev.D86,043005(2012)中声称,在遥远的甚高能量耀变体的光谱中的可观察效应是由于在湍流的河外磁场存在下光子振荡成类轴子粒子(ALP)的结果。本评论的主要目的是证明这样的结果在物理上是不正确的。我们还表明,物理上正确的处理同一问题导致一个不太相关的结论,这使得WB指出的效果可能无法观察到与目前的能力。
2013-06-26 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion spectra and the associated x-ray spectra of low-mass stars
对于第一次,我们预测的几个低质量的恒星-一个和两个太阳质量的恒星在主序星和主序星后的演化阶段的轴子光谱及其相关的光度。同样,我们还计算了在这些恒星的包络中存在强磁场的情况下,轴子转换回光子所产生的X射线过量发射。因此,一个给定的恒星将有一个独特的轴子光谱和$L_a$轴子光度。如果这类恒星的恒星包层中有强磁场,它也会显示出特征的X射线谱和PDMATHAMN X射线光度。这样的辐射会叠加到恒星的X射线电磁光谱和$L_X$光度上。本研究的重点是轴子模型的轴子-光子耦合常数,$5\;10^{-11} {\rm GeV}^{-1}$,一个值刚刚低于最近的上限$6.6\;10^{-11} {\rm GeV}^{-1}$发现的CAST和IXO的太阳镜。这里讨论的轴子参数范围跨越了许多轴子模型的参数空间,包括DFSZ和KSVZ模型。我们发现,轴子的质量范围$10^{-7}$ $10^{-5}\; {\rm eV}$和一个轴子光子耦合常数$5\;10^{-11} {\rm GeV}^{-1}$产生的轴子发射光谱的平均轴子能量从1到5 KeV,和$L_{a}$范围从$10^{-6} $到$7\;10^{-3} \;L_\odot$。我们还预测,$L_{aγ}$变化从$5\;10^{-8}$到$10^{-5} \;L_\odot$的恒星的平均磁场$3 \;10^{4}\;{\rm G}$在其大气中。大多…
2021-07-29 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
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
The 7 keV axion dark matter and the X-ray line signal
我们提出了一个方案,其中的saxion主导的能量密度的宇宙和重新加热的标准模型部门通过超对称耦合,而它的轴子伙伴有助于暗物质衰变成光子通过相同的运营商在超对称。有趣的是,对于轴子质量$m_a \simeq 7$ keV和衰变常数$f_a \simeq 10^{14-15}$ GeV,最近发现的X射线线在$3.5$ keV的XMM牛顿X射线观测数据可以解释。我们讨论了不同的宇宙学方面的$7$千电子伏的轴子暗物质,如生产的轴子暗物质,轴子衰变过程,热暗物质和等曲率约束的轴子暗物质,和可能的重子生成的情况。
2014-03-02 astro-ph.CO hep-ph
Hidden axion dark matter decaying through mixing with QCD axion and the 3.5 keV X-ray line
隐藏的轴子可以通过与QCD轴子的动力学或质量混合耦合到标准模型粒子。我们研究了一个方案,其中一个隐藏的轴子构成的部分或全部的暗物质和通过混合衰变成光子,解释了3.5 keV的X射线线信号。有趣的是,所需的隐藏的轴子暗物质的长寿命可以实现的QCD轴子衰变常数在一个中间尺度,如果混合是足够小的。在这样一个双组分暗物质的情况下,隐藏的轴子的原始密度扰动可能是高度非高斯的,导致来自各种星系团和附近星系的X射线线强度可能分散。我们还讨论了两个轴子的平行和正交排列如何影响它们与规范场的耦合。
2014-08-18 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Axion-like particles and high-energy gamma rays: interconversion revisited
该研究针对类轴子粒子(ALPs)搜寻问题,通过Monte Carlo模拟磁化环境中TeV高能伽马射线与ALPs的相互转化,完整纳入星系际电磁级联效应,为当前及未来的ALP探测研究提供改进的传播过程分析。
2023-08-28 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axionic Dark Radiation and the Milky Way's Magnetic Field
最近有人提出,在弦论模场衰变过程中产生的以轴子形式存在的暗辐射可能是星系团中软x射线过剩的原因。这些软X射线光子是由于这些轴子在星系团的磁场中转化为光子而产生的。在这项工作中,我们计算的转换轴暗辐射到X射线光子在我们自己的银河系的磁场。我们认为Δ N ~ 0.5的暗辐射的能量为0.1-1 keV的数量级的轴子。我们表明,如果乐观一点,可以完全解释位于3/4 keV ROSAT全天图中检测到的银河平面中心上方和下方的大区域的X射线发射,这是由于暗辐射转化为光子,逆轴子-光子耦合为M ~ 3e-13 GeV,轴子质量为m <1 e-12 eV。不同的参数值可以解释这些功能和3/4 keV的X射线背景。更保守地说,这些X射线观测是约束这种轴子暗辐射模型的好方法。
2013-10-16 astro-ph.CO hep-ph
Generalized Ray Tracing for Axions in Astrophysical Plasmas
本研究提出适用于天体物理等离子体中轴子研究的广义射线追踪框架,采用完全协变方案结合前向与后向追踪方法,量化多种物理效应的影响,证实可提升对银河系中心磁陀星轴子谱线的探测灵敏度,有望触及QCD轴子参数空间。
2023-11-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Probing Heavy Axion-like Particles from Massive Stars with X-rays and Gamma Rays
本文提出利用大质量恒星内部产生的重类轴子粒子衰变为光子的信号,通过X射线和伽马射线望远镜探测轴子-光子耦合,在10-100 keV质量范围内可达g_{aγ}约4×10^{-11} GeV^{-1}的灵敏度,拓展了ALP参数空间的新区域。
2024-12-30 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Searching for a 0.1-1 keV Cosmic Axion Background
弦论模在z \sim 10^{12}处的原初衰变自然会产生能量为0.1 - 1 keV的暗辐射宇宙轴子背景(CAB)。这种CAB可以通过天体物理磁场中的轴子-光子转换来探测,从而在极紫外和软X射线波段产生准热过剩。即使对于\ll 10^{-11} GeV^{-1}的轴子-光子耦合,也可以产生实质性的和可观察的光度。我们认为轴子-光子转换可以解释观测到的星系团中软X射线的过量发射,也可能对弥散未分辨的宇宙X射线背景有贡献。我们列出了一些相关的预测的情况。
2014-05-23 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Dynamics of Long-lived Axion Domain Walls and Its Cosmological Implications
本文通过三维晶格模拟与解析模型拟合研究长寿命轴子畴壁网络,识别能量损失机制、计算辐射轴子能谱,并评估其对QCD轴子和ALP暗物质丰度的影响。
2023-09-27 astro-ph.CO hep-lat hep-ph
Updated CMB, X- and gamma-ray constraints on majoron dark matter
majoron提供了一个有吸引力的暗物质候选者,直接与负责自发中微子质量产生的机制在标准模型框架内。在这里,我们更新的宇宙学和天体物理学的限制majoron暗物质来自宇宙微波背景(CMB)和各种X-和伽马射线观测。
2013-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Heavy Axions Can Disrupt $γ$-ray Bursts
本研究探究重类轴子粒子(ALPs)对γ射线暴(GRB)火球的扰乱作用,通过将ALP相互作用加入GRB火球模型,利用明亮GRB观测对200 MeV-5 GeV质量范围的ALP-光子耦合给出了低至约4×10^-12 GeV^-1的强约束。
2025-01-15 astro-ph.CO astro-ph.HE 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
Cluster X-ray line at $3.5\,{\rm keV}$ from axion-like dark matter
最近报道的$E_γ\simeq 3.5\, {\rm keV}$的X射线线信号来自各种星系团和仙女座星系的叠加光谱,可能来自质量为$2 E_γ$的衰变暗物质粒子。一个轻的轴子类标量被认为是暗物质的天然候选者,并对其产生机制进行了仔细研究。我们表明,适当数量的轴子遗迹密度与首选参数,$m_a \simeq 7 \,{\rm keV}$和$f_a \simeq 4\times 10^{14}\, {\rm GeV}$,可以自然地从暴胀子的衰变。如果轴子是由轴子衰变产生的,由于结构形成的束缚,它不可能构成总的遗迹密度。尽管如此,萨克逊衰变是一个有趣的可能性,因为$3.5\, {\rm keV}$线和暗辐射可以同时解决,与普朗克数据一致。轴子的小失准角,范围在$θ_a\sim 10^{-4} -10^{-1}$之间,取决于再加热温度,也可以是轴子生产的来源。该模型可以满足结构形成和等曲率扰动的约束。
2014-10-07 astro-ph.CO hep-ph
No axions from the Sun
最近,弗雷泽等人声称在XMM-牛顿观测中发现了太阳轴子的初步证据,作为对他们探测到的X射线背景的季节性调制过量的解释。在这样的解释下,这些作者还估计轴子的质量为$m_a \simeq 2.3 \cdot 10^{- 6}$ eV。由于具有这种质量的轴子表现为冷暗物质粒子,根据所提出的解释,所考虑的检测也直接涉及冷暗物质。因此,如果得到证实,这种解释将导致革命性的发现。不幸的是,在对弗雷泽等人观测结果的解释中,我们发现了三个明显的问题,这最终意味着探测到的信号--尽管本身非常有趣--与太阳产生的假设轴子没有任何关系。因此,对所观察到的季节性调制X射线过量的物理一致性解释仍然是一个令人兴奋的挑战。
2015-03-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Testing the axion-conversion hypothesis of 3.5 keV emission with polarization
最近在一些星系团、仙女座星系(M31)和银河系(MW)中心测量到的3.5 keV谱线可以很好地解释为暗物质在星系团或星系的磁场中衰变为类轴子粒子(ALP)并随后转化为3.5 keV光子的情况。我们建议通过进行X射线偏振测量来测试这一假设。由于ALP只能与极化方向平行于磁场的光子耦合,因此我们可以通过测量3.5 keV线的极化并将其与磁场的方向进行比较来确认或拒绝该模型。讨论了星系团和旋涡星系的光度和偏振测量,给出了偏振与星系倾角的一般关系。目前正在开发的X射线偏振探测器,如增强型X射线定时和偏振(eXTP),成像X射线偏振探测器(IXPE)和X射线成像偏振探测器(XIPE),只能勉强检测到这种效应。灵敏度可以进一步提高,在未来与更大的有效面积或更好的能量分辨率的探测器。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
On the Evidence for Axion-like Particles from Active Galactic Nuclei
Burrage、Davis和Shaw最近建议利用天体高能和低能光度之间的相关性来探测磁场区域中光子和类轴子粒子(ALP)之间可能的混合。他们还通过分析活动星系核的光学/紫外和X射线单色光度,提出了ALP存在的证据。我们通过使用斯隆数字巡天/Xmm牛顿类星体巡天(Young等人,2009),它允许探索18种不同的光学/UV和X射线单色光度组合。然而,我们没有找到令人信服的证据证明ALP的存在。此外,Burrage等人报告的信号似乎更可能是由于X射线吸收而不是光子-ALP振荡。
2010-10-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-Assisted Production of Sterile Neutrino Dark Matter
惰性中微子可以在早期宇宙中通过与活性中微子的振荡产生,并且代表了我们宇宙暗物质的流行和充分研究的候选者。然而,X射线和伽马射线线搜索的严格限制排除了最简单的这种模型。在这封信中,我们提出了一个新的替代标准的情况下,不育和活跃的中微子之间的混合角是一个动力学量,通过与轻轴子类场的相互作用引起的。由于类轴子粒子的能量密度被哈勃膨胀稀释,混合的程度在后期降低,抑制了衰变率,并且容易减轻X射线或伽马射线约束的任何张力。我们提出了一个简单的模型,说明了这种情况下的现象,并描述了一个框架中,QCD轴子是负责在早期宇宙中的不育中微子的生产。
2016-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Axion-Like Particles and Recent Observations of the Cosmic Infrared Background Radiation
CIBER合作发布了他们的第一个宇宙红外背景(CIB)辐射的观测数据,与理论推断的值相比,在波长$\sim$ 1 $μ$ m附近有显着的过量。CIB辐射的数量对宇宙的不透明性有显着的影响,因为TeV的伽马射线是从遥远的源(如AGN)发射的。根据CIBER实验报告的CIB辐射值,通过这种TeV伽马射线与CIB光子的反应,TeV伽马射线在传播过程中应该会显著衰减,这将导致能量谱与目前TeV伽马射线源的观测结果不一致。在这篇文章中,我们讨论了TeV伽马射线观测和CIB数据之间的这种紧张关系的可能解决方案,即轴子[或类轴子粒子(ALP)]可能通过异常诱导的光子-轴子混合来增加宇宙的透明度。我们发现一个区域中的轴子质量,$m_a \sim 7 \times 10^{-10} - 5 \times 10^{-8}$ eV,和轴子光子耦合常数,$1.2 \times 10^{-11} {\rm GeV}^{-1} \lesssim g_{aγ} \lesssim 8.8 \times 10^{-10} {\rm GeV}^{-1}$,解决了这个问题的参数空间。
2017-09-21 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Fermi Gamma Ray Line at 130 GeV from Axion-Mediated Dark Matter
我们把具有Peccei-Quinn(PQ)对称性的单重Dirac费米子看作暗物质。引入单重态复标量,通过Higgs门相互作用和电弱PQ异常,在暗物质和SM之间起中介作用。我们发现,一个共振湮灭的暗物质与轴子调解可以解释的单色光子线的费米LAT数据在130 GeV的异常相互作用,而湮灭截面与希格斯门相互作用的p波抑制。我们讨论了费米子暗物质的直接探测和希格斯标量的对撞机搜索之间的相互作用。我们还提出了一个紫外线完成的暗物质模型到NMSSM与PQ对称性。
2012-09-19 astro-ph.CO hep-ph
Hints of the existence of Axion-Like-Particles from the gamma-ray spectra of cosmological sources
类轴子粒子(ALPs)被预测在磁场存在下与光子耦合。这种效应可能导致活动星系核等伽马射线源的观测光谱发生显著变化。在这里,我们进行了详细的研究,第一次同时考虑在同一个框架中的光子/轴子混合发生在伽马射线源和一个预期发生在星系际磁场。在源中有效的光子/轴子混合总是意味着光子通量的衰减,而在星系际介质中的混合可能导致光子通量的减少和/或增强,这取决于源的距离和所考虑的能量。有趣的是,我们发现,降低星系际磁场强度的值,这降低了光子/轴子混合的概率,可能会导致在地球上的预期光子通量的增加,如果源是足够远的。我们还发现了一个30%的衰减在远距离源的强度谱,这发生在一个能量,仅取决于的ALP的属性和星系际磁场的强度,因此独立的活动星系核源被观察到。此外,我们表明,这种机制可以很容易地解释最近的困惑,在遥远的伽马射线源的光谱。这项工作的结果可以用当前一代的伽马射线仪器来检验,即费米(以前称为GLAST)和成像大气切伦科夫望远镜,如CANGAROO,HESS,MAGIC和VERITAS。
2009-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
Universal lower bound on the axion decay constant from free streaming effects
本文证明轴子遗迹丰度增强会产生非零动量模式,从而通过自由流效应和等曲率扰动对轴子衰变常数给出不依赖具体模型的普适下界,并利用莱曼-$α$ 森林观测分别对两类增强机制给出约束。
2025-07-02 astro-ph.CO hep-ph
The search of axion-like-particles with Fermi and Cherenkov telescopes
为解决强CP问题而提出的类轴子粒子(AxionLike Particles,ALP)在磁场中与光子耦合,可能导致活动星系核(AGN)等γ射线源的观测光谱发生显著变化。在这里,我们同时考虑在同一个框架中的光子/轴子混合发生在伽马射线源和一个预期发生在星系际磁场。我们表明,光子/轴子混合可以解释最近的困惑,关于观测到的光谱遥远的伽马射线源,以及最近公布的下限的EBL强度。最后,我们总结了不同的签名预期和讨论的最佳策略,以寻找ALP与费米卫星和目前的切伦科夫望远镜,如CANGAROO,HESS,MAGIC和VERITAS。
2010-01-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Axion searches with Fermi and IACTs
为解决强CP问题而提出的类轴子粒子(AxionLike Particles,ALP)在磁场中与光子耦合,可能导致活动星系核(AGN)等γ射线源的观测光谱发生显著变化。在这里,我们同时考虑在同一个框架中的光子/轴子混合发生在伽马射线源和一个预期发生在星系际磁场。我们表明,光子/轴子混合可以解释最近的困惑,关于观测到的光谱遥远的伽马射线源,以及最近公布的下限的EBL强度。最后,我们总结了不同的签名预期和讨论的最佳策略,以寻找ALP与费米卫星和目前的切伦科夫望远镜,如CANGAROO,HESS,MAGIC和VERITAS。
2009-08-31 astro-ph.CO 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
Current and Future constraints on Very-Light Axion-Like Particles from X-ray observations of cluster-hosted Active Galaxies
本文利用钱德拉对星系团活动星系核的X射线观测限制极轻类轴子粒子与光子耦合,并展望下一代X射线天文台可将限制提升约10倍。
2023-04-17 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Improved cosmological constraints on axion-lepton interactions
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院理论物理研究所)
基于热轴子丰度的最新计算,结合Planck CMB和DESI DR2 BAO数据,改进了对轻子味守恒和轻子味破坏轴子耦合的宇宙学约束,显著增强了质量大于0.1 eV的轴子界限。
2026-06-03 astro-ph.CO hep-ph
Diffuse axion-like particle searches
提出了一种基于高能天体物理中微子产生的γ射线来寻找类轴子粒子的新方法。高能中微子的存在意味着在同一个源中产生伽马射线。光子可以在源的磁场中转换成ALP,并将作为ALP穿过河外空间。银河系磁场中的反向转换导致了扩散的各向异性高能光子通量,现有的和即将到来的伽马射线探测器,如HAWC,CTA和LHAASO可以探测到。该方法探测未探索的ALP参数空间,LHAASO对$10^{-11}\, \rm{GeV^{-1}}$以上的耦合实际上是敏感的,并且在十年内质量高达$3\times 10^{-6} \, \rm{eV}$。我们的技术还探讨了可行的ALP暗物质参数空间。
2017-12-05 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ex
Effect of axion-like particles on the spectrum of the extragalactic gamma-ray background
类轴子粒子(ALP)为观测到的宇宙较低TeV不透明度提供了一个可行的解释。如果异常TeV透明度是由ALPs引起的,那么遥远的河外源的通量将在超过TeV的光子能量下增强,从而导致观测到的河外伽马射线背景(EGB)光谱的增强。在这项工作中,我们研究了在TeV能量的EGB谱的ALP调制。我们的研究结果表明,在最乐观的情况下,ALP的存在可能会导致EGB光谱大大偏离纯银河系外背景光(EBL)吸收的情况下的预测。偏差发生在大约$\gtrsim$ 1 TeV,目前费米-LAT的EGB测量无法识别这样的效果。我们还发现,大多数敏感的ALP参数已被排除现有的限制,只留下一个小区域的不受限制的参数,可以探测使用EGB效应在这项工作中的调查。来自LHAASO和CTA等即将到来的甚高能量仪器的观测可能有助于研究这种效应。
2021-11-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Superradiant axion clouds around asteroid-mass primordial black holes
本文研究小行星质量原初黑洞通过超辐射产生轴子云的动力学与观测效应,发现大量轴子可逃逸并积累在星系或星系际介质中,其与光子耦合产生的 X/γ 射线背景已超出观测限制,并展望 Athena 望远镜的探测前景。
2023-01-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New Bounds for Axions and Axion-Like Particles with keV-GeV Masses
我们给出了更新的约束假设的光玻色子与双光子耦合,如轴子或类轴子粒子(ALP)。我们专注于大爆炸核合成(BBN)附近发生衰变的质量和寿命,从而改变重子-光子比和BBN时代和宇宙微波背景(CMB)最后散射时代之间的相对论自由度的数量,特别是这样的$N_{\rm eff}^{\rm CMB} < N_{\rm eff}^{\rm BBN}$和$η^{\rm CMB} < η^{\rm BBN}$。这里提出的新的限制来自普朗克测量的CMB功率谱结合最新的推断原始$^4$他和D/H丰度。我们发现,以前允许的区域在参数空间附近的$m=1\,\rm MeV$和$τ=100\,\rm ms$,一致的QCD轴子所产生的对称性破缺附近的电弱标度,现在排除在$>3σ$的CMB+D/H测量的组合,如果只有ALP和三个热化中微子物种有助于$N_{\rm eff}$。如果存在额外的轻自由度,则该束缚松弛,在这种情况下,其贡献限于$ΔN_{\rm eff}=1.1\pm0.3$。我们给出的预测表明,一些实验预计将达到进一步测试该区域所需的灵敏度,如第四阶段CMB和SUPER-KEKB,后者是对任何额外自由度不敏感的直接测试。
2015-01-16 astro-ph.CO
Observing axions through photon ring dimming of black holes
本研究利用黑洞附近磁场及光子绕黑洞运行的特性,提出通过黑洞光子环因光子转轴子产生的变暗现象探测轴子,证实超大质量黑洞中该效应可高效发生,最大变暗率25%,为轴子探测提供新手段。
2023-06-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Revisiting Constraints on Resonant Axion-Photon Conversions from CMB Spectral Distortions
本文通过改进光子等离子体质量建模并结合解析与CosmoTherm数值模拟,重新分析了CMB光子共振转化为轴子引起的谱畸变,首次处理大畸变区域,发现其可探测此前未探索的轴子参数空间。
2024-11-20 astro-ph.CO