Some Properties of Multi-Component Axion Dark Matter
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific（亚太地区理论物理国际中心）
该研究探讨了多组分轴子暗物质的性质，揭示了轴子混合后不同组分在暗物质预算中的主导作用，并提出了具有分层质量及衰变常数的轴子框架。
2025-12-29 astro-ph.CO hep-ph
Dynamic Lasing of Axion Clusters
Chizhou University（池州大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）
本文研究引力压缩下高密度轴子簇的动态激射现象，分析轴子快速转化为光子的特征信号、残余天体质量及其与黑洞和快速射电暴的可能联系。
2025-10-19 hep-ph
Question Isotropy
“宇宙学原理”在早期建立时并没有意识到它对视界问题的影响，而且几乎完全没有观测数据的支持。在电磁传播、类星体极化和$CMB$温度图的数据中发现了一致的各向异性信号。室女座的轴被发现一次又一次地在信号打破各向同性，从独立的能量制度的独立可观的。在传统的天体物理学中，对这些效应还没有令人满意的解释。轴子凝聚体中的轴子-光子混合和传播能够包含这些数据。
2010-11-10 astro-ph.CO hep-ph
A Fundamental QCD Axion Model
我们构造并研究了QCD轴子的一个基本场论：在无限能量极限下，所有耦合流为零，实现了完全渐近自由（TAF）的情形。一些可观测的量（如新夸克和标量的质量）在低能量下由TAF要求在规范耦合和矢量玻色子质量方面预测。在这里，这种类型的极小模型进行了探讨，轴子扇区下的SU（2）规范群充电和暗光子出现在低能量。该型号可以是TAF，同时具有绝对稳定的真空。
2020-08-05 hep-ph hep-th
A review on axions and the strong CP problem
本文综述了轴子物理的最新进展。对强CP问题、轴子质量、白矮星的简单能量损失机制及相关问题作了新的评述。
2009-09-22 hep-ph
Axions In String Theory
在弦论的背景下，轴子似乎提供了强CP问题的最合理的解决方案。然而，长期以来，我们已经知道，在许多基于弦的模型中，轴子耦合参数F_a比标准宇宙学边界高出几个数量级。我们在各种模型中重新研究了这个问题，表明在许多具有GUT现象学的模型中，F_a接近或高于GUT标度，以及一些没有的模型。另一方面，在某些模型中，标准模型的规范场支持消失圈，它是可能的F_a远低于大统一尺度。
2006-06-09 astro-ph hep-ph hep-th
Some theoretical and experimental aspects of axion physics
在论文的第一部分，我们根据最近的Higgs LHC结果和电弱精确数据，重新审视了Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnisky轴子模型。这个模型是一个扩展的两个希格斯偶模型，结合PQ对称性，导致物理上可接受的轴子。对于耦合的一般值，该模型再现了最小标准模型，具有无质量的轴子和非常高比例的所有其他自由度。然而，在某些情况下，额外的希格斯粒子可能相对较轻。在这种情况下，我们使用倾斜校正，特别是$Δρ$，以约束质谱。最后，我们还计算了DFSZ模型在一般情况下的非线性参数化，其中除了最轻的希格斯粒子和轴子外，所有标量的质量都在TeV或更高。在第二部分中，我们研究了冷轴子背景（CAB）作为宇宙中暗物质的原因的相关性，并通过它对光子和宇宙线传播的影响来研究它的后果。我们研究了两种背景共同作用下的轴子-光子系统：外磁场和CAB。它们的作用在于产生轴子与光子的两个偏振的三向混合。我们确定了适当的频率和本征矢量以及相应的光子椭圆率和偏振面的诱导旋转，这取决于磁场和局域密度的轴子。我们还评论的可能性，一些预测的影响可以测量在光学桌面实验。圆偏振光子是能量本征态，具有修改的色散关系。这使得带电粒子能够发射光子，这在常规QED中是禁止的。我们研究了宇宙射线的能量损失，并计算了以这种方式发射的光子的能流。
2015-12-15 hep-ph
Axion alternatives
如果PVLAS合作的最新结果被证明是正确的，那么需要一些替代传统轴子模型的方法。我们提出了一个最简单的可能修改的轴子范式，它解释了PVLAS实验的结果，同时避免了所有的天体物理和宇宙学的限制。我们还提到了具有类似效果的其他可能的模型。
2006-06-29 hep-ph
Baryon and lepton number intricacies in axion models
由于Peccei-Quinn（PQ）对称性必须是反常的才能解决强CP难题，因此某些色费米子和手征费米子必须在这种对称性下进行非平凡的变换。但是当SM费米子带电时，如在PQ或DFSZ模型中，这种对称性最终与SM全局对称性、重子（B）和轻子（L）纠缠在一起。这就提出了本文要解决的几个问题。首先，分析了轴子模型与某些显式B和/或L违反效应的兼容性，包括那些由跷跷板机制，电弱瞬子相互作用，或显式B和L违反有效运营商。第二，有多少这些影响可以同时存在的量化，随着轴子质量和真空对齐的后果，如果他们太多的介绍。最后，大类的B和/或L违反相互作用，而不影响轴子现象被确定，例如，在DFSZ上下文中的I型和II型跷跷板机制的各种实现。
2020-06-11 hep-ph
Window for preferred axion models
我们讨论了定义“轴子窗口”的唯象标准，即现实模型生活中的轴子-光子耦合的参数空间中的区域。目前，这个区域的边界取决于一些任意的标准，这将是非常可取的，以指定他们在精确的现象学要求。首先，我们专注于强子轴子模型在后暴胀的情况下，在新的矢量夸克$Q$的初始丰度是热的。我们分类他们的代表$R_Q$，要求$i)$ $Q$是足够短的寿命，以避免问题与长寿命的强相互作用的遗物，$ii)$的理论仍然弱耦合到普朗克尺度。更一般的情况下，多个$R_Q$也进行了研究，并确定作为一个函数的轴子质量的轴子-光子耦合的绝对上限和下限。在暴胀前的情况下，轴子衰变常数保持在$f_a\leq 5\cdot 10^{11}\,$ GeV的范围内，轴子-光子耦合只允许大20%左右。现实的Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitsky类型的轴子模型也仍然包含在强子轴子窗口内。一些机制，可以允许增强轴子光子耦合的值大大高于优选的窗口进行了讨论。
2017-09-26 hep-ph
Axions at the International Axion Observatory
具有meV质量的QCD轴子可以在一些恒星冷却异常的背后，形成宇宙中全部或部分的冷暗物质。我们讨论了一个建议的实验，以发现太阳流量的meV质量轴子：国际Axion天文台：IAO。
2016-01-04 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Cosmology of Radiatively Generated Axion Scale
本文讨论了超对称轴子模型的一些宇宙学方面，其中轴子尺度是辐射产生的弱尺度和普朗克尺度。它们包括热膨胀，由振荡Peccei-Quinn平子衰变产生的轴子，晚期重子生成，以及在热膨胀场景中提高轴子尺度的宇宙学上限的可能性。
1997-01-05 hep-ph
Dark energy, QCD axion, BICEP2, and trans-Planckian decay constant
弦紧化中允许的离散对称性是所有在某个层次上被破坏的全局对称性之母。我们讨论由此产生的伪戈德斯通玻色子，特别是QCD轴子和一个临时的宇宙学常数，和暴胀子。我们还评论了最近的BICEP 2数据的一些影响。
2014-10-19 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Challenges for an axion explanation of the muon $g-2$ measurement
μ子$g-2$测量和标准模型预测之间的差异指向了弱尺度附近或以下的新物理。考虑用重轴子（在一般意义上，也称为类轴子粒子）与轻子和光子耦合的环效应来解释这种差异是很诱人的。我们提供了一个更新的分析必要的耦合，包括两个循环的贡献，并发现新的物理运营商指向一个轴子衰变常数的顺序为10秒的GeV。这给这种解释带来了重大问题，因为轴子与轻子和光子的耦合必须在低尺度下产生。我们概述了这种耦合如何产生的一些可能性，并发现这些情况下预测新的带电物质或低于弱标度和新标量可以与希格斯玻色子混合，提出了许多现象学的挑战。这些情况也都预测了对μ子$g-2$本身的额外贡献，使轴子有效理论的最初应用受到质疑。我们的结论是，没有什么理由赞成轴子解释的μ子$g-2$测量相对于其他模型假设新的弱尺度的问题。
2021-05-12 hep-ph
Photon propagation in a cold axion condensate
本文讨论了光子在冷轴子凝聚体中传播的一些显著性质，这些轴子凝聚体在时间上以频率$1/m_a$相干振荡。本文讨论了三种效应：（1）由于背景的时间依赖性，在冷轴子背景中运动的光子没有确定的能量，有些动量是不可接近的。(b)我们研究了磁场和冷轴子背景的综合影响，并提出了一种可能的干涉实验来探测后者。(c)如果轴子凝聚体具有空间依赖性，则介质中的光子折射率被修改，可能导致在与普通真空的界面处的全反射。
2013-10-17 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on Axion Models from $K^+\toπ^+ a$
我们探索一类新的轴子模型，其中一些，但不是所有的左手夸克有一个佩西-奎因对称性。这些模型可能受到味道改变中性电流的影响。我们从$K^+\to π^+ a$分支比的边界推导出了Peccei-Quinn破缺尺度的边界，表明在某些情况下，它们甚至比天体物理学的边界更强，但仍然不足以杀死模型。
1998-12-16 hep-ph
Some remarks on axion dark matter, dark energy and energy of the quantum vacuum
结合暗物质问题，讨论了最近由Casimir力差测量实验所得到的关于约束轴子-核子相互作用参数的结果。结果表明，该实验不仅导致了竞争约束，而且为Casimir物理中迄今为止得到的其他约束提供了更强的支持。利用量子场论中的重整化过程，考虑了用源于量子真空的宇宙学常数描述暗能量。指出只有与观测到的暗能量密度直接相关的宇宙学常数的重整化值才具有物理意义，因此文献中关于真空灾变的某些说法可能被认为是夸张的。
2019-11-13 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
The QCD Axion: Some Like It Hot
本研究通过幺正化手征微扰论和π散射数据比较QCD轴子分布，结合宇宙学观测得出轴子质量上限0.16 eV，比先前界限强30%，并展望未来调查。
2024-12-16 astro-ph.CO hep-ph
Redefining the Axion Window
轴子搜索的一个主要目标是到达现实轴子模型的参数空间区域内。目前，这个区域的边界取决于有点武断的标准，这将是可取的，以指定他们在精确的现象学要求。我们考虑强子轴子模型，并对新的重夸克$Q$的表示$R_Q$进行了分类。通过要求$i)$的$Q$是足够短的寿命，以避免长期存在的强烈相互作用的遗物的问题，$ii)$没有朗道极点低于普朗克尺度诱导，15例被选中，定义了一个现象学上优选的轴子窗口的最大（最小）值的轴子光子耦合约两倍（四倍）比通常假设的。允许一个以上的$R_Q$，更大的耦合，以及完整的轴子光子去耦，成为可能。
2017-01-01 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
Axions and other (Super-)WISPs
我们提出了一些自下而上的动机轴子和其他弱相互作用亚电子伏粒子（WISPs）耦合到光子。通常情况下，这些光粒子受到天体物理学和宇宙学环境中它们的产生或相互作用的强烈约束。专门的实验室搜索可以提供互补的探针，这些探针大多不太敏感，但也不太依赖于模型。我们简要地评论未来的实验，发现光子振荡效应的动力学混合的情况下，大量的隐藏光子的潜力。
2009-10-12 hep-ph
Constraints on a very light CP-odd Higgs of the NMSSM and other axion-like particles
在NMSSM中，一个轻的CP-奇希格斯粒子是由于近似对称性如Peccei-Quinn或R-对称性的自发破缺而产生的，并且是由弦论激发的。当它比两个μ子重时的情况得到了很好的研究和限制。我们分析了各种介子衰变，g-2，束流转储和反应堆边界的CP奇希格斯粒子的质量低于μ子阈值，特别是，解决问题如何轻CP奇希格斯粒子可以。我们发现它必须比210 MeV重，或者与费米子的耦合比标准模型希格斯粒子的耦合低4个数量级。我们的分析更普遍地适用于光赝标量与物质的耦合。
2010-08-12 hep-ph
Aspects of Axions and ALPs Phenomenology
本文概述轴子与类轴子粒子（ALPs）现象学的最新进展，重点讨论轴子参数空间中值得实验搜寻的有动机区域的定义，为相关实验探索提供方向参考。
2022-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Impedance Matching to Axion Dark Matter: Considerations of the Photon-Electron Interaction
我们引入阻抗匹配的概念，以轴子暗物质提出的问题，为什么轴子检测是困难的，即使有足够的功率在每平方米的入射暗物质通量，以激励LED灯泡。通过对轴子场的反作用进行量化，我们证明了一个小的轴子-光子耦合本身并不能阻止暗物质通过最佳阻抗匹配被吸收。我们进一步表明，相比之下，电磁电荷和自阻抗的光子耦合提供了主要的约束功率吸收集成在整个搜索频带。使用轴子电动力学方程，我们表现出严格的限制，在线性，时不变，被动接收器的吸收功率。我们的研究结果产生的基本约束，所产生的光子-电子相互作用，提高综合功率吸收超越腔晕镜技术。该分析也具有重要的实际意义，显示出明显的紧张局势与一些计划的轴子搜索的灵敏度预测。此外，我们还为更准确的信号功率计算和校准模型提供了基础，特别是对于使用多波长开放配置的接收器，如碟形天线和介电Haloscope。
2021-12-16 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Stueckelberg Axions and Anomalous Abelian Extensions of the Standard Model
本论文分析了弦论中的东方折叠真空所激发的一类模型的基本场论方面，以及它们在大型强子对撞机中的一些唯象应用。它们通过反常的额外U（1）对称性扩展了标准模型的规范结构，其中涉及Stuckelberg轴子的反常抵消，并伴随着Chern-Simons相互作用。特别地，这些有效作用量的特征在于CP-奇谱中的物理赝标量（axi-Higgs），它具有广义Peccei-Quinn轴子的性质，具有独立的质量和与规范场的耦合。在新对撞机上研究了Drell-Yan通道和双光子通道中反常规范相互作用引起的振幅，发现振幅很小。最后，我们解决了格林-施瓦兹和Wess-Zumino机制之间的关系，在有效的拉格朗日反常规范相互作用的反常取消（S），其规范对称性恢复与本地或非本地的反项和确定的Wess-Zumino情况下的一些幺正性界限。这是由于在由异常（BIM振幅）介导的散射振幅中存在异常极点，并且其消除需要必要的非局部反项。虽然轴-希格斯粒子出现在韦斯-祖米诺的例子中，但在所有尺度上都需要两个类轴子粒子来消除规范异常，其中一个是幽灵。
2009-07-22 hep-ph
Phenomenology of A Little Higgs Pseudo-Axion
在希格斯玻色子被实现为具有某种全局对称性破缺的伪南布-戈德斯通玻色子（pNGB）的模型中，通常存在某些$U(1)$群（称为“伪轴子”）的剩余pNGB，这可能导致这种情况的确凿证据，并提供关于电弱对称性破缺机制的重要线索。作为一个具体的例子，我们研究了无反常的最简单小希格斯（SLH）模型中的赝轴子现象。在澄清了对称矢量-标量-标量（VSS）顶点（例如$Z_μ(H\partial^μη+η\partial^μH)$）的影响的一个微妙的问题后，我们表明，在参数空间中的自然区域，SLH赝轴子是亲顶的，几乎只衰变到一对顶夸克。在$14\,\mbox{TeV}$（HL-）大型强子对撞机上直接和间接（即通过重粒子衰变）产生这样的赝轴子，结果要么受到大背景的影响，要么受到小速率的影响，这使得它的检测非常具有挑战性。因此，具有更高能量和亮度的$pp$对撞机，如$27\,\mbox{TeV}$ HE-LHC，甚至$100\,\mbox{TeV}$ FCC-hh或SppC，都有动力捕获这种pNGB的踪迹。
2019-01-14 hep-ph
First Results from ABRACADABRA-10cm: A Search for Low-Mass Axion Dark Matter
暗物质的存在为标准模型之外的物理学的存在提供了一些最切实的证据。一个引人注目的暗物质候选者是轴子，这是一种轻玻色子，最初被假定为另一个悬而未决的问题的解决方案，QCD中的强CP问题。ABRACADABRA是一个寻找亚$μ$ eV轴子和类轴子暗物质的实验计划。它搜索轴子引起的修改麦克斯韦方程与环形磁铁和SQUID磁强计。本文将介绍ABRACADABRA-10 cm原型探测器的第一批结果。
2019-05-16 hep-ex 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
Experimental Targets for Photon Couplings of the QCD Axion
QCD轴子与光子的耦合通常被假设为位于一个窄带内，作为轴子质量的函数。我们证明了几个简单的机制，除了已经在文献中的philicic发条轴子，可以显着扩展耦合的允许范围。我们提出的一些机制，推广了KNP对齐的情况下，广泛研究的暴胀模型，一个QCD轴子的现象。特别是，我们提出了KSVZ实现两个轴子KNP对齐和发条机制。这种“限制塔”实现的发条可能证明在各种建模环境中是有用的。我们还表明，动力学混合的QCD轴子与较轻的类轴子粒子可以显着改变QCD轴子的耦合到光子，不同于我们提出的其他模型，允许非量子化的耦合。我们提出的简单模型完全涵盖了实验可以探测到的轴子-光子耦合的范围。他们激励越来越多的轴子探测工作在一个广阔的空间的质量和耦合。
2018-02-14 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Removing the Cosmological Bound on the Axion Scale in the KSVZ and DFSZ Models
本文在KSVZ和DFSZ模型中通过暴胀期间修改跑动耦合实现早期强QCD，避免轴子标度的宇宙学界限，并确定轴子构成全部暗物质的参数空间。
2023-05-10 astro-ph.CO hep-ph
X-ray Signatures of Axion Conversion in Magnetic White Dwarf Stars
白矮星（WD）可能会辐射出其恒星核心产生的keV能量的轴子。这已经被广泛研究，作为WD可能冷却的额外通道，一些分析甚至表明轴子可以帮助解释观察到的WD光度函数。我们表明，辐射的轴子可以转换成X射线的强磁场周围的WD，导致可观察到的X射线签名。我们使用WD RE J 0317 -853的朱雀观测来设置迄今为止对轴子-电子组合的最强约束。（$g_{aee}$）倍轴子光子（$g_{aγγ}$）耦合，我们表明，专门观测磁WD的望远镜，如钱德拉，XMM-牛顿，和NuSTAR可以增加灵敏度$|g_{aee} g_{aγγ}|$超过一个数量级，允许一个明确的测试类轴子粒子解释恒星冷却异常。
2021-03-01 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
