Relevance of jet magnetic field structure for blazar axionlike particle searches
许多超越粒子物理学标准模型的理论都预言,在存在磁场的情况下,类轴子粒子(axionlike particles,ALP)会与光子混合。寻找ALP的一个突出的间接方法是寻找天体物理磁场中ALP-光子混合引起的耀变体伽马射线光谱中的不规则性。这需要对地球和耀变体之间的磁场进行建模。到目前为止,只使用了非常简单的blazar喷流磁场模型。在这里,我们调查更复杂的射流磁场配置对这些光谱的不规则性的影响,通过强加一个磁场结构模型到射流模型提出的Potter和Cotter。我们用ALP模拟了Mrk 501的γ射线谱,并将其拟合到无ALP谱,扫描ALP和B场配置参数空间,表明喷流可以是一个重要的混合区域,能够探测$m_a\sim$ 1-1000 neV和$g_{aγ}\gtrsim$ $5\times10^{-12}$ GeV $^{-1}$周围的新ALP参数空间。然而,磁场结构的合理(即与观察一致)变化可以对混合具有很大的影响。对于高度磁化的团簇中的射流,团簇中的混合可以胜过射流中的混合。这意味着在Perseus集群中使用混合的当前约束仍然有效。
2021-01-11 astro-ph.HE
Photon-axion mixing and ultra-high-energy cosmic rays from BL Lac type objects -- Shining light through the Universe
光子可以转化为轴子状粒子,并回到各种天体的磁场中,包括活动星系、星系团、星系际空间和银河系。这是一个潜在的解释候选中性超高能(E>10^18 eV)粒子从遥远的BL Lac型对象已被观察到的高分辨率蝇眼实验。同样质量和耦合的轴子也可以解释从遥远的耀变体中探测到的TeV光子。
2020-04-17 astro-ph.HE hep-ph
Numerical Analysis of Resonant Axion-Photon Mixing: Part I
本研究开发了求解空间变化背景下经轴子修正麦克斯韦方程组的数值方法,分析强磁化等离子体中共振轴子-光子混合,验证了方法准确性并与解析解对比,发现仅与一个已发表结果吻合,还重现了轴子与磁声模、阿尔文模的混合,为中子星磁层射电信号预测提供支撑。
2024-05-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-photon mixing in quantum field theory and vacuum energy
我们在量子场论的框架下分析了轴子-光子混合。混合场真空的凝聚结构导致对振荡公式的修正,并导致光子与轴子混合分量的真空能量不为零。这种能量产生了一种新的真空极化效应,它具有宇宙学常数状态方程$w = -1$。这个结果适用于任何均匀和各向同性的弯曲时空,以及对角度量。通过考虑实验室中可获得的磁场强度,给出了振荡公式修正的数值估计。此外,我们估计了在闵可夫斯基时空中由轴子-光子混合引起的真空能量密度。对于质量为$(10^{-3}-10^{-2}) eV$的轴子,在强磁场的存在下,可以得到一个与宇宙能量密度相一致的值,这种强磁场是天体物理学物体(如中子星或中子星)的特征。此外,对于PVLAS等实验中使用的磁场,获得了小于卡西米尔效应的能量密度值。这种能量引起的真空极化将在以后的实验中被探测到,这可能为轴子-光子混合的存在提供一个间接的证据。这项工作中提出的量子场论效应可能会导致研究轴子类粒子的新方法。
2019-01-29 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Adiabatic Axion-Photon Mixing Near Neutron Stars
本文研究了强磁场中子星表面附近的绝热轴子-光子相空间演化,首次量化了高耦合下的射电通量特性,发现先前对射电通量抑制的处理过于保守,且该抑制在针对中子星群体的射电观测中可被大幅规避。
2024-01-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
The Fourier formalism for relativistic axion-photon conversion, with astrophysical applications
本文研究了具有背景磁场${\bf B}$的等离子体中光子与相对论性类轴子粒子的弱混合。我们表明,在轴子-光子耦合的领导秩序,转换概率,$P_{γ\to a}$,是由垂直于粒子轨迹的磁场分量的一维功率谱。等价地,我们将$P_{γ\to a}$表示为磁场自相关函数的傅里叶变换,并在实空间磁场的性质和能量依赖的转换概率之间建立字典。对于质量大于等离子体频率($m_a>ω_{\rm pl}$)的轴子,我们使用这种形式来解析地解决一般磁场中的微扰轴子-光子混合问题。在一般情况下,$ω_{\rm pl}/m_a$沿轨迹任意变化,我们表明,一个天真的应用程序的标准形式主义的“共振”转换可以得到非常不准确的结果,一个仔细的计算一般给予非共振的贡献至少一样大的共振贡献。此外,我们演示了如何基于快速傅立叶变换的技术提供了一个新的,高效的数值方法计算轴子光子混合。我们简要地讨论了磁场建模在星系团在我们的研究结果,并认为,特别是最近提出的“经常”模型用于研究轴子光子混合(特别适用于英仙座集群)是不一致的意见。我们的形式主义提出了新的方法来寻找轴子的印记,并将是非常重要的光谱仪与百分之一级的灵敏度,其中包括现有的X射线观测钱德拉以及即将到来的雅典娜任务。
2022-02-03 astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-Photon Mixing from Fast Radio Burst Dispersion Measures
Vellore Institute of Technology(维洛尔理工学院)
通过分析快速射电暴的色散测量,限制了轴子-光子混合的参数,探讨了高磁场中子星作为FRB起源的可能性。
2026-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Signatures of photon and axion-like particle mixing in the gamma-ray burst jet
光子与类轴子粒子(Axion-Like Particles,ALP)耦合,或者更一般地,在外部电磁场存在的情况下,与任何伪南武-戈德斯通玻色子耦合。在伽马射线暴(GRB)喷流的强磁场中,光子和ALP在瞬发阶段的混合可以在伽玛射线偏振和光谱上留下可观察到的印记。星系际介质中的混合预计不会改变ALP质量> 10^(-14)eV和/或< nG磁场的这些特征。我们发现,由于转换到ALP的光子耗尽改变了线性度的偏振度的值预测的同步辐射模型的伽马射线发射。我们还表明,当磁场在传播区域的方向是垂直于生产区域的领域的方向,观察到的同步辐射光谱变得比理论预测和检测到在一个相当大的部分伽玛射线暴样品陡峭。利用伽玛射线偏振仪探测这些陡谱伽玛暴的相关偏振和光谱特征是发现ALP的一个非常有力的探测手段。测量伽玛射线暴的伽玛射线偏振,一般来说,具有较高的统计,也可以用于寻找ALP。
2011-02-07 astro-ph.HE hep-ph
Towards discrimination between galactic and intergalactic axion-photon mixing
有越来越多的证据表明,宇宙对高能伽马射线具有反常的透明度。流行的解释包括光子转换成假想的类轴子粒子(ALP),并返回天体物理磁场。这种转换有两种不同的情况:要么发生在伽马射线源(宿主星系)和银河系中,要么光子-ALP振荡发生在源和观测者之间的星系际磁场中。在这里,我们指出,鉴于最近的天体物理约束的ALP和星系际磁场,这两种机制意味着非常不同的ALP质量和耦合。因此,异常的确认和其中一种情况的识别将意味着ALP参数转向特定的狭窄区域。我们讨论的方法来区分这两种机制,并提出了一些初步的迹象,有利于银河系的情况。
2016-02-12 astro-ph.HE hep-ph
Relevance of photon-photon dispersion within the jet for blazar axionlike particle searches
类轴子粒子(ALP)可以在天体物理磁场的存在下与光子混合。在耀变体的伽马射线观测中寻找这种效应提供了迄今为止对ALP参数空间的一些最强约束。以前,光子-光子色散的伽马射线的CMB已被证明是重要的这些计算,并普遍包括在ALP光子混合模型。在这里,我们评估的影响,分散关闭其他光子领域内的耀变体(产生的吸积盘,宽线区域,尘埃环,星光,和同步加速器场)通过建模的喷流和场的平谱射电类星体3C454.3和传播的ALP通过模型与和没有充分的色散计算。我们发现,全色散计算可以强烈影响混合,特别是在能量超过100 GeV -往往降低ALP光子转换概率。这可能对未来计划的搜索产生影响,例如,切伦科夫望远镜阵列,特别是那些寻找宇宙在最高能量下降低不透明度的望远镜。
2021-12-15 astro-ph.HE
Electromagnetic cascade masquerade: a way to mimic $γ$--axion-like particle mixing effects in blazar spectra
上下文到目前为止,大多数关于河外γ射线传播的研究只考虑了初级γ射线吸收和绝热损失(“仅吸收模型”)。然而,越来越多的证据表明,这种模式过于简单,必须以某种方式加以修改。特别是,人们发现,从一些耀变体光谱的光学薄的能量范围外推的强度是不足以解释这些光谱的光学厚的部分。这种效应被解释为γ-类轴子粒子(ALP)振荡的指示。另一方面,有许多迹象表明,在一些耀变体的光谱中可能观察到由初级γ射线或核引发的电磁级联的次级分量。目的。我们研究了初级γ射线或质子的电磁级联对成像切伦科夫望远镜获得的耀变体光谱的物理解释的影响。方法.我们使用公开可用的代码ELMAG计算初级γ射线电磁级联的可观测光谱。对于原生质子的情况,我们发展了一种简单、快速和相当精确的混合方法来计算可观测谱。我们用不同的物理模型对观测到的谱能量分布进行拟合:仅吸收模型,“电磁级联模型”(对于初级γ射线的情况),以及几个版本的强子级联模型(对于初级质子的情况)。我们区分了以下几种强子级联模型:1)“基本强子模型”,假定质子束不受河外磁场的干扰,所有可观测到的γ射线都是由初级质子通过光强子过程产生的,随后发展成电磁级联
2017-02-16 astro-ph.HE
A Comment on "A note on polarized light from Magnetars: QED effects and axion-like particles" by L.M. Capparelli, L. Maiani and A.D. Polosa
最近在一颗孤立的中子星的光辐射中发现了一个大的偏振度,这使人们认为这是强磁场中真空偏振的第一个证据,这种效应是量子电动力学预测的,但以前从未观察到。这一说法在Capparelli,Maiani和Polosa(2017)的一篇论文中被推翻,根据他们的说法,要积极识别真空极化,需要更高的极化度。在这里,我们表明,他们的结论是有偏见的几个不充分的假设,并没有影响到原来的主张。
2017-06-08 astro-ph.HE
Differentiating Dilatons from Axions by their mixing with photons
根据基于深层宇宙学观测的模型($Λ$ CDM),当前宇宙由5个$\%$重子物质和25个$\%$非重子冷暗物质(推测起源)组成。这些包括标量场的量子,如标度对称起源的介子($ϕ$)和超标准模型对称(Peccei-Quinn)起源的赝标量场的量子,如轴子($ϕ'$)。这些场通过dim-5算子耦合到双光子。在磁化介质中,只要总自旋守恒,它们原则上可以与光子($γ$)的三个自由度(两个横向($A_{\parallel,\perp}$)和一个纵向($A_{L}$))相互作用。由于内禀自旋为零,$ϕ$和$ϕ'$原则上都能与$A_{L}$相互作用(具有$s_{z}=0$)。然而,在$ϕ$和$ϕ'$中,只有一种与$A_{L}$相互作用。此外,环境外磁场和介质破坏了系统的固有Lorentz对称性,激发了电荷共轭、宇称和时间反转对称性,我们分析了$ϕγ$和$ϕ'γ$系统的混合动力学以及它们混合模式的结构{ \it差}。由于$ϕγ$和$ϕ'γ$混合而导致的电磁(EM)信号的强度将是{ \it不同}。最后,我们评论的可能性,检测这个{ \it差异} -在偏振观测的EMS -使用现有的星载探测器。
2022-01-15 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Enhancing the Spectral Hardening of Cosmic TeV Photons by Mixing with Axionlike Particles in the Magnetized Cosmic Web
大规模的河外磁场可能会引起极高能量光子和类轴子粒子(ALP)之间的转换,从而屏蔽光子,使其不被河外背景光吸收。然而,在简化的“细胞”模型中,迄今为止用于表示河外磁场,这种机制将被当前的天体物理边界强烈抑制。在这里,我们考虑一个最近的模型,河外磁场从大尺度宇宙学模拟。这种模拟的磁场在物质的细丝中会有很大的增强。因此,光子-ALP转换将对宇宙TeV光子产生显著的光谱硬化。这种效应将被即将到来的切伦科夫望远镜阵列探测器探测。这种可能的探测将提供一个独特的机会,用ALP对磁化的宇宙网进行断层扫描。
2017-09-06 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion-like particles and the propagation of gamma rays over astronomical distances
在这个小审查中,轴子类粒子(ALP)和高能光子之间的混合可能表现在天文距离传播被认为是。我们讨论的证据异常透明的宇宙从遥远的伽玛射线源的合奏观测,提出了一般的形式主义的ALP光子混合,并解释这种机制可能会消除异常。我们提出了ALP参数的相关值,并讨论了未来的方法来验证的情况下,发现粒子的问题。
2020-04-17 astro-ph.HE 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
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
Resonant photon-axion conversion driven by axion dark matter oscillations
Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS(杭州高等研究院);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);State Key Laboratory of Particle Astrophysics, Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences(高能物理研究所粒子天体物理国家重点实验室);Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences(理论物理研究所)
本文提出由暗物质振荡驱动的共振光子-轴子混合机制,通过Floquet理论分析了其在天体物理观测中的潜在应用。
2026-10-14 astro-ph.HE hep-ph
Axion dissipation in conductive media and neutron star superradiance
本研究针对中子星磁层导电等离子体可能触发轴子超辐射不稳定性的猜想,纳入等离子体动力学与流体效应,通过两种玩具模型验证发现典型等离子体密度会强烈抑制该不稳定性,降低中子星超辐射的可行性,还补充了耗散等离子体中轴子电动力学的相关现象。
2025-06-18 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Hints of an axion-like particle mixing in the GeV gamma-ray blazar data?
类轴子粒子(Axion-Like Particles,ALP),如果存在于自然界中,在外部磁场的存在下,预期将与光子混合。与ALP发生强混合的光子的能量范围取决于ALP质量、其与光子的耦合以及外部磁场和粒子密度配置。最近费米伽马射线空间望远镜在0.1-300 GeV能量范围内对耀变体的观测表明,它们的光谱在1-10 GeV范围内出现了一个突变。我们已经模拟了平谱射电类星体3C454.3在其2010年11月爆发的光谱特征,假设一个显着的比例的伽马射线转换为ALP在大规模喷流的耀变体。使用理论激励模型的磁场和粒子密度配置在千秒差距尺度的射流,宽线区域外,我们发现一个ALP质量$m_a\sim (1-3)\cdot 10^{-7}$电子伏特和耦合$g_{aγ} \sim (1-3)\cdot 10^{-10}$ GeV $^{-1}$后,在四个不同时期的排放光谱数据进行说明性的统计分析。$m_a$和$g_{aγ}$的精确值弱地依赖于假设的粒子密度配置,并且与这些量的当前实验界限一致。我们应用这种方法和ALP参数从拟合3C454.3数据到另一个平谱射电类星体PKS 1222 +216(4C+21.35)的数据高达400 GeV,作为一致性检查,发现很好的拟合。我们发现,ALP光子混合效应的GeV谱可能不会被洗出任何合理的估计的星系际介质中的磁场。
2013-10-17 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Axion-Photon Mixing and the Extragalactic Magnetic Background: Plateau Regimes, Resonances, and Non-Gaussian Boosts
Sichuan University(四川大学);INFN, Laboratori Nazionali di Frascati(意大利国家核物理研究所,弗拉斯蒂国家实验室);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学);CAS Key Laboratory for Researches in Galaxies and Cosmology, School of Astronomy and Space Science, University of Science and Technology of China(中国科学院星系与宇宙学重点实验室,中国科学技术大学天文与空间科学学院);Università di Napoli “Federico II”(那不勒斯费德里科二世大学);Scuola Superiore Meridionale(南方高等学院);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所,那不勒斯分部);Università di Salerno(萨莱诺大学);INFN- Gruppo Collegato di Salerno(意大利国家核物理研究所,萨莱诺协作组)
研究轴子-光子混合与 extragalactic 磁场背景,揭示非高斯性对光子存活率的增强效应及VHE伽马射线谱的观测意义。
2026-02-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Testing new-physics scenarios with the combined LHAASO and Carpet-3 fluence spectrum of GRB 221009A: axion-like particles and Lorentz-invariance violation
Institute for Nuclear Research of the Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院核物理研究所);Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University(莫斯科国立大学物理系)
通过LHAASO和Carpet-3联合荧光谱研究GRB 221009A,发现轴子粒子混合能显著提升拟合质量,而洛伦兹不变性违反对整体拟合改进有限。
2025-12-04 astro-ph.HE hep-ph
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
Radio Signals from Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
我们表明,轴子暗物质(DM)可以通过从中子星发射的窄无线电线检测。中子星的磁层拥有一个强大的磁场和等离子体频率,该频率朝着中子星表面增加。当轴子穿过磁层时,它们可以在等离子体频率等于轴子质量的半径附近的狭窄区域内共振转换为无线电光子。信号的带宽由远离中子星的小DM速度色散设定。我们解决了轴子光子混合方程,包括磁化等离子体和相关的各向异性介电张量的全面处理,以获得转换概率。我们讨论了可能的中子星目标,以及它们如何探测质量范围为~0.2-40 $μ$ eV的QCD轴子参数空间。
2018-04-09 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Green Bank and Effelsberg Radio Telescope Searches for Axion Dark Matter Conversion in Neutron Star Magnetospheres
在中子星周围的强磁场中,轴子暗物质(DM)可以转化为射频电磁辐射。这样一个过程的无线电特征将是一个超窄的光谱峰值,其频率由轴子粒子的质量决定。我们分析了我们从罗伯特·C. Byrd Green Bank望远镜在L波段,Effelsberg 100米望远镜在L波段和S波段,从一些来源,包括银河系的银河系中心和附近孤立的中子星RX J0720.4-3125和RX J0806.4-4123,预计将产生明亮的轴子-光子转换信号。我们没有发现轴子DM的证据,并能够设置一些最强的约束,到目前为止,在高度积极的质量范围之间的~5-11 $μ$ eV的轴子DM的存在。
2020-03-31 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Searches for sterile neutrinos and axionlike particles from the Galactic halo with eROSITA
暗物质可能是由“温暖”的粒子组成的,例如keV质量范围内的无菌中微子,它们可以通过混合衰变成光子,因此可以被X射线望远镜探测到。当类轴子粒子(ALP)与标准模型粒子耦合并衰变为keV范围内的光子时,X射线望远镜也可以探测到。这两种粒子都可以解释未识别的3.5 keV线,有趣的是,XENON 1 T观察到过量的电子反冲事件,最突出的是在2-3 keV。一种解释可能是ALPs的起源,在光子产生被抑制的无异常对称模型中,这还没有被X射线约束排除在外。我们研究了来自星系晕的漫射辐射,并计算了eROSITA进行的全天X射线巡天对确定不育中微子或ALP暗物质的灵敏度。我们估计的边界上的混合角的不育中微子和耦合强度的ALP。经过四年的数据采集eROSITA,我们希望设置严格的限制,特别是,我们希望坚定地探测混合角$\sin^2(2θ)$高达近两个数量级以下的最佳拟合值解释不明的3.5千电子伏线。此外,使用eROSITA,我们将能够探测光子和电子耦合的ALP参数空间,并可能确认XENON 1 T过量的ALP来源。
2021-07-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Cosmological Neutron Stars Produce Diffuse Axion X-Ray Signatures
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)
本研究通过分析宇宙中子星的X射线特征,排除了轴子解释的“壮观七”X射线过剩现象,并对轴子-光子和轴子-核子耦合参数空间进行了约束。
2025-12-17 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
Axion superradiance in rotating neutron stars
众所周知,对于大质量玻色子场,紧致引力物体存在束缚态构型。本文描述了中子星磁层中一类新的轴子束缚态超辐射不稳定性。这种不稳定性是由中子星的磁场中轴子模和光子模的混合引起的,它们从旋转的磁层中提取能量。与黑洞不同的是,超辐射所需的耗散提供了一个非厄米动力学在本文中来自恒星磁层中的电阻率所产生的有限的体积电导率。轴子场与光子模式混合,光子模式超辐射地散射离开磁层,提取旋转能量,然后将其沉积回轴子扇区,导致不稳定性。我们利用量子力学微扰理论推导了轴子-光子系统的超辐射本征频率,并与原子选择定则进行了类比。然后,我们比较的特征时间尺度的不稳定性的自旋下降的测量限制允许的角动量提取率从中子星的中子星。
2019-10-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Superdense beaming of axion dark matter in the vicinity of the light cylinder of pulsars
本文讨论了曲率辐射、同步辐射和逆康普顿散射的非绝热光子-轴子共振转换,它们是支配双曲星谱密度函数的三个因素。首先,我们介绍了发射模型和基准观测数据。v我们采用了一个国家的最先进的密度分布,缓解紧张与量子电动力学真空极化效应在高磁性恒星,导致有效的混合。然后,我们估计了光子-轴子振荡通过中子星光柱引起的暗物质通量。我们发现,在一个很宽的参数空间内,星系星可以产生比星系晕中暗物质的占有数多个数量级的轴子超密度。我们指出了可能的新方法轴子检测来自这些结果和其他未来的工作路线。
2022-06-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR