Ten Years of the Fifth Force
1986年，一种可能的类似引力的“第五”基本力的提出重新引起了人们对自然界中是否存在新的宏观力的兴趣。在许多将引力与其他已知力统一起来的理论中，这种力都被预测到了，它们的存在可以通过寻找与牛顿引力预测的明显偏差来检测。我们回顾了寻找“第五种力”背后的现象学，并总结了现有的实验限制。
1996-06-05 hep-ph
Charting the Fifth Force Landscape
第五种力量所产生的隐藏部门标量算子交换，在各种目前和计划中的实验中探测，可以捕获的一般色散关系，涉及一个真正的，积极的，谱密度函数。以前认为标量第五力，从树级到更奇异的循环级的可能性，在这种形式主义，而不明确执行传统的循环计算。第五力搜索中常用的各种实验观测值也以相同的形式呈现，允许直接提取任何特定模型的极限。探索隐藏的部门违反统一性，因果关系，或局部性，表现为一个击穿的频谱密度的积极性的投机可能性，也进行了讨论。
2020-09-25 hep-ph
Background-Enhanced Axion Force by Axion Dark Matter
研究轴子暗物质背景对核子间自旋无关轴子力的影响，发现背景效应使势能标度从 $1/r^3$ 变为 $1/r$ 且力被显著放大，从而基于第五力实验将轴子衰变常数的约束改善了数个数量级。
2025-05-03 hep-ph
Fifth Force and Hyperfine Splitting in Muonic Atoms
本研究针对X17玻色子介导的第五种基本力，计算了其在核电荷数10-15的μ子原子超精细相互作用中的能量偏移（最高达0.61 eV），指出该效应可通过高精度X射线探测器探测。
2023-12-20 hep-ph
Axion Window on New Macroscopic Forces
本文研究如何通过新CP破坏来源或Peccei-Quinn对称性破缺机制放宽电偶极矩约束，从而显著扩展QCD轴子参数空间，为第五力检验和自旋相关力实验提供新的理论目标。
2025-01-03 hep-ph
Axion-mediated forces, CP violation and left-right interactions
本文在重子手征微扰理论的框架下计算了CP破坏（CPV）标量轴子与核子的耦合，并将结果应用到左右对称的情形。与其他CPV观测值的相关约束表明，预测的轴子核子耦合是在目前的轴子介导力实验范围内的$M_{W_R}$到$1000$ TeV。
2021-01-28 hep-ph
Resonant detection of axion mediated forces with Nuclear Magnetic Resonance
我们描述了一种基于精密磁力测量的方法，该方法可以将对轴子介导的自旋相关力的搜索扩展几个数量级。通过结合核磁共振和短距离重力测试中使用的技术，我们的方法可以大大提高目前的天体物理学实验限制，并深入探讨理论上有趣的制度Peccei-Quinn（PQ）轴子。我们的方法对10^9到10^12 GeV之间的PQ轴子衰变常数或10^-6到10^-3 eV之间的轴子质量敏感，与宇宙轴子丰度无关。
2014-03-05 hep-ph
Axion-induced Casimir force between nuclei and dynamical axion pair creation
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（亥姆霍兹德累斯顿-罗斯多夫中心）；Technische Universität Dresden（德累斯顿工业大学）
本文结合佩切伊-奎因机制与QCD结果，研究轴子与核的相互作用，指出有效轴子质量减少导致有限散射截面，并预测核间卡西米尔吸引力及加速核产生纠缠轴子对。
2024-05-16 hep-ph
Differences between Axions and Generic Light Scalars in Laboratory Experiments
众所周知，电偶极矩（EDM）约束提供了最严格的界限轴子介导的宏观自旋相关（SD）和时间反转和宇称违反（TVPV）的力量。这些界限是几个数量级强于直接搜索第五力实验和结合天体物理界对恒星能量损失与Eotvos测试的弱等效原理（WEP）。这是轴子特定性质的结果，用于解决强CP问题。然而，对于与强CP问题无关的一般轻标量，情况则完全不同。在这种情况下，第五力实验和天体物理过程的边界比EDM边界严格得多，因为直接搜索中探索的质量范围。
2014-11-08 hep-ph nucl-ex
Constraints on Axion Dark Matter by Spin-Dependent Macroscopic Force
本文提出利用轴子-电子弹性散射产生的有效磁场，通过高灵敏度原子磁强计探测轴子暗物质，在低质量区将电子-轴子耦合上限提高两个数量级，并可探测暗物质局域结构。
2025-07-23 hep-ph
Connection between a possible fifth force and the direct detection of Dark Matter
如果在暗区存在第五种力，并且暗区粒子与普通物质的相互作用是非引力的，那么量子修正通常会导致可见区的第五种力。我们展示了如何强大的实验限制第五部队在可见部门约束的直接检测截面，和第五部队在黑暗的部门的强度。如果后者与重力相当，则与自旋无关的直接探测截面通常必须<~ 10^{-55} cm ^2。落向暗物质的普通物质的反常加速度也受到限制：η_{OM-DM} <~ 10^{-8}。
2008-08-12 astro-ph hep-ph
On axion-mediated macroscopic forces again
在超对称统一理论或一般模型中，当期望有大的中子电偶极矩$d_N$时，接近于目前的界，我们估计关系式g_aNN = 10^{-21 \pm 1}（d_N/10^{-25} e cm）（10^10 GeV/f_a）之间的d_N本身，标量耦合g_{aNN}的核子的轴子，假设存在的，破缺标度，f_a的佩西-奎因对称性。新发展的亚厘米级宏观力的研究技术至少在fa的有利范围内可能揭示出由轴子交换引起的信号。
1996-10-04 hep-ph
Constraints on axion-like particles and non-Newtonian gravity from measuring the difference of Casimir forces
本文从最近测量镀Ni球与结构盘的Au和Ni扇区之间Casimir力之差的实验结果出发，导出了类轴子与核子的耦合常数和牛顿引力定律的Yukawa型修正的约束条件。在从2.61.meV到0.9.eV的较宽轴子质量范围内，得到的轴子-核子耦合的约束比Casimir相互作用实验中已知的约束强14.6倍.在30 nm到$5.4\,μ$ m的相互作用范围内，这里发现的非牛顿引力的约束也比Casimir和Cavendish型实验的约束强.它们比最近通过测量横向力差得到的约束强177倍。我们的限制证实了以前的一些更强的限制，从等电子实验中，卡西米尔力的贡献是无效的。
2017-04-19 hep-ph
Supersymmetric Inflation from the Fifth Dimension
我们发展了一个高尺度暴胀与超引力耦合的超对称双轴子模型，其中轴子结构起源于额外维度中的规范对称性，并受到额外维度中的规范对称性的保护。虽然局部超对称性（SUSY）在高尺度暴胀期间必然是Higgsed的，但我们证明了它在当前时代可以自然地生存到$\sim$ TeV尺度，以解决电弱层次问题。我们证明了在高维规范对称性下，带电场如何在树能级上产生一个合适的轴子暴胀有效势。暴胀的轨迹位于双轴子场空间中最轻的方向，具有周期性的有效势和从根本上亚普朗克动力学产生的有效超普朗克场范围。场空间中较重的方向也起着重要的作用，在暴胀过程中作为超希格斯的主要来源。这个模型提出了一个有趣的相互作用的调谐考虑有关的电弱层次，宇宙学常数和通货膨胀的超势，其中最大的自然有利于超对称性打破附近的电弱标度通货膨胀后。标量超伙伴的轴子暴胀子，“sinflaton”，可以自然有$\sim$哈勃质量在通货膨胀和足够强的耦合到暴胀子调解原始非高斯的可观察强度在未来的21厘米调查。在高维规范对称性下的非最小带电场可以在持续测量的灵敏度范围内对CMB中的周期性调制做出贡献。
2021-06-30 gr-qc hep-ph hep-th
Significance of Composition-Dependent Effects in Fifth-Force Searches
基于对厄特沃什实验的重新分析，可能存在依赖于成分的第五种力的迹象，并没有得到许多现代实验的支持。在这里，我们认为，搜索一个依赖于组成的第五种力，必然需要从实验中的三个或三个以上的独立对不同组成的测试样品的加速度差的数据被确定。我们建议进行新一轮的第五力实验，在每个实验中，对三对或更多不同的样本进行比较。
2021-03-22 gr-qc hep-ph
Testing fifth forces from the Galactic dark matter
在暗物质和普通物质之间是否存在一种未知的长程作用力？当存在这样的第五力时，在忽略它的情况下，等效原理（EP）显然是违反的。对EP的违反受到了严格的限制，例如，Eöt-Wash实验室实验，月球激光测距，MICROSCOPE卫星和对双星的长期观测。我们讨论来自PSR J1713+0747的最近的界限。当它与其他界限相结合，一个令人信服的限制，假设的第五种力的推导。对于中性氢，第五种力的强度不应超过重力的$1\%$。
2019-07-04 astro-ph.HE hep-ph
Listening to dark sirens from gravitational waves:\it{Combined effects of fifth force, ultralight particle radiation, and eccentricity}
本文详细推导了在一般偏心开普勒轨道上，存在第五种力和超轻粒子辐射时，紧致双星系统的轨道周期损失。我们从紧双星系统的轨道周期衰减中得到了第五力强度$α\lesssim 1.11\times 10^{-3}$的约束。从轨道周期损失出发，导出了超轻标量$(g_S\lesssim 3.06\times 10^{-20})$和矢量$(g_V\lesssim 2.29\times 10^{-20})$粒子的规范耦合约束，并且在第五种力$(α=0.9)$的存在下，约束变得更强.此外，我们还得到了在第五种力和轴子辐射共同作用下，轴子轨道周期衰减时，轴子衰减常数$(7.94\times 10^{10}~\rm{GeV}\lesssim f_a\lesssim 3.16\times 10^{17}~\rm{GeV}, α=0.9)$的约束条件。我们还实现了对来自GW 170817的第五力$(α\lesssim 0.025)$和辐射$(β\lesssim 10^{-3})$的强度的约束。对新力参数的约束取决于初始偏心率的选择，我们将其包括在我们的分析$(ε_0=10^{-6}, 0.1)$中。我们做的模型独立的估计捕获的暗物质的质量分数的二元系统。最后，我们得到了由于Brans-Dicke介导标量和Nordtvedt效应$(ω_{\rm{BD}}>75858)$对双星系统$(ω_{\rm{BD}}>26…
2023-02-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
New confining force solution of QCD axion domain wall problem
在标准轴子模型中，由轴子弦/轴子畴壁系统所产生的严重宇宙学问题，通过假定一个新的约束力的存在而得到缓解。这种力的瞬子可以产生一个轴子势，在QCD效应变得重要之前很久就擦除了轴子弦，从而防止QCD产生的轴子墙出现。由新的限制力产生的轴子壁将如此之早地衰减，以至于不会对轴子暗物质中的能量做出显著贡献。
2014-11-13 astro-ph.CO hep-ph
Dark Matter Axions, Non-Newtonian Gravity and Constraints on them from Recent Measurement of the Casimir Force in the Micrometer Separation Range
我们认为类轴子粒子是暗物质最可能的组成部分，牛顿引力定律的Yukawa型修正以及天体物理学和不同实验室实验对其参数的限制。在俞教授对结果进行了简短的讨论之后。N.在这一领域的研究中，我们最近进行了一项测量镀金球体表面与矩形沟槽顶部和底部之间的微分卡西米尔力的实验。在这个实验中，Casimir力测量了一个异常宽的分离区域，从0.2到8~mcm，并与基于量子电动力学第一性原理的精确理论在非零温度下进行了比较。我们用实验与理论一致的度量来获得对类轴子与核子的耦合常数和Yukawa型相互作用强度的约束。所得到的约束的轴子-核子耦合常数和汤川相互作用的强度是强的4倍和24倍，分别比以前发现的引力实验和测量的卡西米尔力，但弱于以下的约束从差分测量卡西米尔力是无效的。其他一些已经执行和计划的实验直接搜索轴子和非牛顿引力进行了讨论，并评估其前景。
2021-09-14 hep-ph
Lepton Flavorful Fifth Force and Depth-dependent Neutrino Matter Interactions
我们认为第五种力是一种相互作用，它与物质的耦合强度随着原子数量的增加而增加。除了与引力竞争外，第五种力也会违反等效原理。目前，第五种力的强度和范围受到的远距离限制令人印象深刻。可能的第五种力是那些耦合到轻子味荷$L_e-L_μ$或$L_e-L_τ$的力。它们的射程和强度也受到中微子与物质相互作用的限制。在这个简短的说明中，我们审查现有的限制，允许的参数空间规范$U(1)_{L_e-L_μ, L_τ}$。我们发现两个地区的中微子振荡实验是在探索这样一个新的力量的前沿。特别是，有一个允许的参数空间范围内的中微子物质的相互作用相关的长基线振荡实验依赖于中微子束的深度低于地球表面。
2018-03-01 hep-ex hep-ph
Dark energy fifth forces in torsion pendulum experiments
变色龙标量场是一种物质耦合的暗能量候选者，其非线性自相互作用在实验室尺度上部分屏蔽了它的第五种力。然而，像扭摆这样的小规模实验可以对变色龙模型提供强有力的约束。在这里，我们开发了一个简单的近似计算变色龙第五力扭摆实验，如Eot-洗。我们表明，我们的近似同意以及公布的四次变色龙的限制，我们用它来扩展这些限制到更广泛的模型。最后，我们预测了下一代Eot-Wash实验将产生的限制，并表明该实验将排除广泛的量子稳定模型。
2012-10-22 astro-ph.CO hep-ph
CP-odd interaction of axion with matter
在有轴子的世界里，精确测量引力和在小距离（$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
Quintessential Axions from a New Confining Force
在非阿贝尔规范群凝聚尺度下产生的几乎无质量介子可以作为暗能量源的候选者。这可能是引入附加限制力的另一动机。
2022-06-13 hep-ph hep-th
Axion forces in axion backgrounds
Cornell University（康奈尔大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究轴子背景中两轴子交换力的增强机制及其对暗物质耦合和质量的约束作用。
2025-12-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Bounds on fifth forces from precision measurements on molecules
对中性氢分子H_2、HD和D_2以及HD^+离子的频率测量的高精度结果可以用对可能的第五力相互作用的约束来解释。氢原子是未知的轻子-强子相互作用的探针，而氦原子对轻子-轻子相互作用敏感，分子打开了寻找额外的长程强子-强子力的领域。在量子电动力学框架内的第一性原理计算现在已经发展到氢分子和氢分子离子已经成为可计算系统的水平，使它们成为第五种力的搜索场。对未知的强子-强子相互作用进行唯象处理后，用V_5（r）=βexp（-r/λ）/r的Yukawa势表示，在与化学键间距相当的典型力范围内，即λ~1 λ及以上，目前对类氢分子的精确测量产生了一个约束β< 1 \times 10^{-7} eV。
2013-04-24 hep-ph physics.atom-ph
Realistic model for a fifth force explaining anomaly in ${^8Be^*} \to {^8Be} \;{e^+e^-}$ Decay
在${^8Be}$核跃迁中产生的$e^+e^-$对的开角和不变质量分布中发现了$6.8\,σ$异常。它已被证明，由$17\,\textrm{MeV}$规范玻色子$X$介导的纯矢量电流相互作用的疏质子第五力可以解释的数据，通过一个激发态的基态，${^8Be^*} \to {^8Be}\, X$，然后随后的饱和衰减$X \to e^+e^-$。在这项工作中，我们提出了一个重正化模型来实现这第五种力。虽然轴向矢量电流相互作用也存在于我们的模型中，它们的贡献抵消了${^8Be^*} \to {^8Be} \,X$的等标量相互作用。在允许的参数范围内，该模型可以缓解$(g-2)_μ$异常问题，并可以通过LHCb实验进行探索。其他几个影响进行了讨论。
2016-07-12 hep-ex hep-ph
Radiative Screening of Fifth Forces
我们描述了一个量子模型，其中第五种力的屏蔽通过自发对称性破缺的Coleman-Weinberg机制在单圈水平上产生。我们表明，这样的理论可以避免目前的第五种力的存在的限制，但仍然有可能引起可观察到的偏离广义相对论，这可以在冷原子实验中看到。
2016-11-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraints on the parameters of axion from measurements of thermal Casimir-Polder force
通过测量$^{87}$ Rb原子的玻色-爱因斯坦凝聚体与SiO $_2$板之间的热Casimir-Polder力，得到了轴子和类轴子与质子和中子的赝标耦合常数的更强约束.为此，计算了由于两个轴子交换作用在凝结云和平板之间的附加力。所得到的约束是指从0.1meV到0.3eV的轴子质量与目前认为最有前途的0.01meV到10 meV的区域重叠。
2014-02-06 hep-ph quant-ph
Testing the Fifth Force on Lepton Spins through Neutrino Oscillations
本研究探究由轻矢量玻色子介导的轻子自旋第五种力，利用弱对称性证明其可影响中微子振荡，通过太阳、反应堆等中微子实验收紧了耦合强度约束，凸显中微子振荡在三代轻子第五种力探测中的关键作用。
2025-09-04 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Scalar self-interactions loosen constraints from fifth force searches
介导第五种力的标量场的质量受到实验的严格限制。然而，我们发现，添加一个四次自相互作用这样的标量使得大多数测试少得多的约束：非线性运动方程掩盖了耦合的标量通过变色龙机制的问题。我们讨论第五力实验的后果。特别是，我们发现，与四次耦合的顺序统一，引力强度与物质的相互作用是允许的电流约束。我们表明，我们的变色龙标量场的实验签名，可以通过目前的实验室设置的适度改进检测的结果。
2004-08-10 astro-ph hep-ph hep-th
Constraints on axion-nucleon coupling constants from measuring the Casimir force between corrugated surfaces
通过测量球和板的正弦波纹表面之间的法向和侧向Casimir力，我们得到了类轴子与核子的耦合常数的更强的实验室约束.为此，计算了在实验组态中由于质子和中子之间的两个轴子交换而产生的法向和侧向附加力。我们的约束以下的正常和横向卡西米尔力的测量是强于实验室的限制，迄今为止报道的质量大于11 eV和8 eV的类轴子粒子，分别。在类轴子质量从10^{-10}eV到20 eV的宽范围内，对由磁强计测量、Eotvos和Cavendish型实验以及Casimir效应得到的类轴子与核子的耦合常数的各种实验室约束条件进行了比较。
2014-08-31 hep-ph quant-ph
Compatibility of the chameleon-field model with fifth-force experiments, cosmology, and PVLAS and CAST results
我们分析的PVLAS结果使用变色龙字段，其属性取决于环境。我们发现，假设一个失控的裸势$V(ϕ)$和一个普遍的耦合到物质，变色龙势是这样的标量场可以作为暗能量。此外，变色龙场模型与CAST结果、第五种力实验和宇宙学是相容的。
2007-08-31 astro-ph hep-ph hep-th
Detecting a Fifth-Force Gauge Boson via Superconducting Josephson Junctions
本文提出利用超导约瑟夫森结探测由$B-L$第五种力引起的量子相位差，发现该实验对$0.01\,$eV至$10\,$eV质量范围内的规范玻色子耦合灵敏度最高，为毫米以下尺度的新物理测量开辟了新途径。
2025-02-01 hep-ph quant-ph
Cosmic Axion Force
南武-戈德斯通玻色子或轴子可能无处不在。有些轴子可能质量很小，因此可以充当长程力的媒介。在本文中，我们研究了由一个极轻的轴子，$ϕ$，可见部门和黑暗部门，其中暗物质的生活之间的调解力。由于自然界不保持CP对称性，因此暗物质和$ϕ$之间的耦合通常是CP违反的。在这种情况下，感应力是极长范围的，并且表现为有效的磁场。如果这个力作用在电子或核子上，它们在地球上的自旋会围绕一个固定的方向旋进到银河系的中心。这提供了一个实验的机会，$ϕ$与质量，$m_ϕ$，和衰减常数，$f_ϕ$，满足$m_ϕ\lesssim 10^{-25}\,$ eV，$f_ϕ\lesssim 10^{14}\,$ GeV，如果在磁强计中的有效磁场信号的日常调制是通过使用相干平均法测量。本文还讨论了轴子畴壁等轴子致密体所产生的有效磁场。
2021-05-07 hep-ex hep-ph
Probing axions with neutron star inspirals and other stellar processes
在QCD轴子的某些模型中，对轴子势的有限密度修正可以导致轴子来源于大密度物体。有多种方法来测试这种现象，但也许最令人惊讶的效果是，轴子可以调解中子星之间的力量，可以像引力一样强大。这些力可以是吸引力或排斥力，它们的存在可以通过对中子星螺旋的高级LIGO观测来检测。由于数值上的巧合，具有引力强度的中子星之间的轴子力自然具有数十公里或更长的相关长度尺度，类似于中子星。未来在Advanced LIGO中对中子星合并的观测可以探测到许多数量级的轴子参数空间。由于轴子只来源于大的致密物体，轴子力避开了第五种力的约束。我们还概述了其他几种方法来探测这种现象，使用电磁信号与紧凑的对象。
2017-08-28 gr-qc hep-ph
Fifth-Force Screening around Extremely Compact Sources
许多非线性标量场理论拥有一种屏蔽机制，可以在稠密环境中抑制任何相关的第五种力。因此，这些理论可以逃避当地对新势力的实验检验。由于标量势的非线性或与物质的耦合而发生的变色龙般的屏蔽，在扩展物体周围是很好理解的。然而，这些理论的许多实验测试涉及空间范围远小于标量场的康普顿波长的物体，因此可以被认为是点状的。在这项工作中，我们确定如何筛选的第五种力量的限制，源对象变得非常紧凑。
2021-04-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Stronger constraints on axion from measuring the Casimir interaction by means of dynamic atomic force microscope
我们计算的额外的力，由于两个轴子交换作用在球盘几何形状，用于实验测量的Casimir力的梯度。利用这个结果，在轴子质量从0.03mV到1 eV的宽范围内，得到了轴子和类轴子粒子与质子和中子的赝标耦合常数的较强约束.在用动态原子力显微镜进行的Au-Au、Au-Ni和Ni-Ni界面实验中，Au-Au试体实验取得了较大的改进。在这里，所获得的约束比先前已知的约束更强，高达170倍。最大的强化为轴子质量0.3eV。
2014-03-06 hep-ph quant-ph
Revisiting fifth forces in the Galileon model
伽利略场是一个服从非相对论性伽利略不变性的时空推广的场。这样的场可能具有非正则的动力学项，但存在具有明确定义的柯西问题的无幽灵理论，使用有限数量的相关算子构建。这个标量与物质的相互作用被Vainshtein效应所隐藏，导致伽利略子在重源附近变得弱耦合。我们重新估计介导的伽利略场的第五力，并表明，模型的参数是由实验比以前假设的约束。
2010-09-10 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Constraining axion-nucleon coupling constants from measurements of effective Casimir pressure by means of micromachined oscillator
利用微机械扭转振子间接测量了两个镀金板之间的有效Casimir压力，得到了轴子与质子和中子的赝标耦合常数的较强约束。为此，计算了由于两个轴子交换的附加有效压力。边界效应的作用和有效区域的邻近力近似的应用程序的力的轴子起源的确定。得到的约束比最近从其他实验室实验中发现的强380和3.15倍，并且与从$10^{-3}$ eV到15 eV的轴子质量有关。
2014-04-09 hep-ph
New bounds and future prospects for axion force searches at Penning trap experiments
本研究利用Penning阱实验探测轴子介导力，基于现有电子g因子测量给出单极-偶极轴子力的新排除极限，并提出利用电子-正电子切换方案分离轴子力效应、抑制系统误差的新思路。
2023-12-15 hep-ex hep-ph physics.atom-ph
Long-range axion forces and hadronic CP violation
轴子和其他赝标量场组成了一类有趣的超轻暗物质候选者，它们可能独立地在解决强$CP$问题中发挥作用。在存在$CP$破坏源的情况下，这些赝标量场可以发展与核子的相干非导数耦合，$\bar g_{aNN}$，从而介导物质中的“质量-质量”和“质量-自旋”力，这些力可以通过实验进行探测。我们重新审视了这些$CP$ -奇轴子力的非微扰产生，并改进了夸克的EDM和色EDM产生的$\bar g_{aNN}$的估计。我们还重新审视了标准模型对由Cabibbo-Kobayashi-Maskawa夸克混合矩阵相位产生的$CP$ -奇轴子耦合的贡献。
2022-04-08 hep-ex hep-ph
Screening fifth forces in k-essence and DBI models
新的第五种力尚未在实验室或太阳系中被检测到，因此通常很难引入新的光标量场来调解这种力。近年来，许多非线性标量场理论都考虑到了一种动力学机制，如Vainshtein和变色龙理论，这种机制在实验环境中抑制了标量第五力的强度。这就是所谓的屏蔽，然而目前还不清楚在非线性标量场理论中屏蔽有多普遍。k-本质模型是非线性模型的常见研究例子，DBI是最好的激励例子，因此我们问这些非线性是否能够筛选标量第五力。我们发现，这样的模型存在一个Vainshtein样的筛选机制，但具有有限的适用性。例如，我们无法找到DBI模型的筛选机制。另一方面，我们构建了一个大类的k-本质模型，导致宇宙在最近的过去，由标量介导的第五种力可以被屏蔽的加速。
2012-09-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Indications of a Fifth Force Coupling to Baryon Number in the Potter Test of the Weak Equivalence Principle
我们重新分析了波特在1923年的一个实验中获得的数据，该实验旨在测试在地球引力场中测试质量的加速度是否与它们的成分无关。虽然波特的结论是，他的样品相比，黄铜标准的加速度分别与零结果一致，我们表明，从他的所有数据的组合图形成的模式表明存在第五个力耦合到重子数。
2021-05-07 gr-qc hep-ph physics.class-ph
Constraints on flavour-dependent long-range forces from atmospheric neutrino observations at Super-Kamiokande
在最小标准模型中，可以以无异常的方式测量以下全局对称性中的任何一个：（i）$L_{e}-L_μ$，（ii）$L_{e}-L_τ$或（iii）$L_μ-L_τ$。如果对应于（i）或（ii）的规范玻色子（几乎）无质量，那么它将表现为宏观物体之间的长程成分依赖的第五种力。这种力也会影响中微子振荡，因为它的味道依赖性。我们发现，后者的效果是相当显着的，尽管非常强的约束相关的规范耦合从第五力实验。特别是，在太阳和地球的电子的$L_{e}- L_{μ,τ}$电位被证明抑制大气中微子$ν_μ\to ν_τ$振荡已被观察到在超级神冈。利用多GeV大气中微子振荡的Super-K数据，在90% CL处给出了耦合$α_{eτ}< 6.4 \times 10^{-52}$和$α_{eμ}< 5.5 \times 10^{-52}$的上界。这是一个改进的两个订单的早期第五力界在这个范围内。
2003-10-17 hep-ph
Zero Casimir Force in Axion Electrodynamics and the Search for a New Force
该研究指出轴子电动力学中存在金属板零卡西米尔力的稳定构型，通过含类轴子效应的外尔半金属装置实现金属间零卡西米尔力，为搜寻微米尺度轻粒子介导的新力提供可能。
2024-11-28 cond-mat.mes-hall hep-ex hep-ph
Searching for axion forces with spin precession in atoms and molecules
本研究提出将原子和分子作为轴子介导的单极-偶极力的量子传感器，论证了原子/分子束电子自旋进动实验的适配性，给出以ACME III为原型的探测策略并探讨了其他实现方案。
2024-08-29 hep-ph physics.atom-ph
Radial acceleration relation from symmetron fifth forces
我们表明，旋转支持星系的径向加速度关系可以解释，在没有冷暗物质的情况下，由一个非最小耦合标量场，其第五力部分屏蔽在星系尺度上的玻色子机制。此外，我们表明，足够的能量存储在介子场来解释星系盘的动力学稳定性。
2017-05-17 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Search of spin-dependent fifth forces with precision magnetometry
自旋相关的第五种力与标准模型之外的粒子有关。特别是，轻赝标量玻色子介导长程力，使质量与自旋相互作用。这些相互作用的搜索可以通过周期性地改变源质量和自旋系综之间的距离来执行，以便调制力的强度并用精确的磁力测量技术来检测它。在我们的装置中，力产生于室温下的铅质量，并在4.2K的顺磁晶体中检测到，其磁化强度由基于SQUID的磁力计监测，灵敏度为$53\,\mathrm{aT/\sqrt{Hz}}$。我们的测量对自旋-质量相互作用在1.cm到10.m和10.km到300.km的范围内施加了最严格的限制，将现有的限制提高了两个数量级以上。我们表明，这种实验技术可以进一步利用探索第五种力的参数空间的广阔区域，与一个互动的范围超过几厘米。
2022-03-04 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Hierarchy Problem, Dilatonic Fifth Force, and Origin of Mass
基于在高维统一理论中内部空间的标量曲率决定介子质量的事实，我们展示了介子质量如何解释质量的起源和解决等级问题。此外，我们表明，宇宙学提出了一个强大的约束，对介子质量，并要求内部空间的规模大于$10^{-9} m$。
2007-12-04 gr-qc hep-ph hep-th
When Tiny Halos Stir Spacetime: Gravitational Waves from Fifth-Force Mergers
Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI), The University of Tokyo Institutes for Advanced Study, The University of Tokyo（东京大学宇宙物理数学研究所（WPI），东京大学高等研究院，东京大学）；The University of Tokyo（东京大学）；Tongji University（同济大学）；University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Queen's University（女王大学）；Arthur B. McDonald Canadian Astroparticle Physics Research Institute（阿瑟·B·麦克唐纳加拿大天体粒子物理研究所）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；National Taiwan University（台湾大学）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
本文研究暗物质费米子经第五力形成早期晕双星，其并合产生独特引力波信号，为探测自相互作用暗物质提供新途径。
2025-10-14 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Imperfect Axion Precludes the Domain Wall Problem
本文提出通过Peccei-Quinn场与标准模型粒子的线性耦合产生热势，在高温下将轴子场驱动到普适值，从而动力学地解决暴胀后轴子模型中的畴壁问题，并结合实验约束给出轴子质量下限约$10^{-5}$ eV。
2024-02-24 astro-ph.CO hep-ph
Changing alpha With Time: Implications For Fifth-Force-Type Experiments And Quintessence
如果最近的观测表明精细结构常数随时间的变化是正确的，它们意味着超轻标量粒子的存在。这种粒子不可避免地通过质量的α依赖性与核子耦合，从而介导了一种依赖于同位素的长程力。耦合的强度是在一对夫妇的数量级，从现有的实验界限，这样的力量。新的力可以在等效原理的精密实验测试中测量。由于所需时间尺度的有趣巧合，所讨论的标量场可以同时扮演精粹场的角色。
2001-08-26 astro-ph hep-ph hep-th
Effects of a scalar fifth force on the dynamics of a charged particle as a new experimental design to test chameleon theories
本文描述了带电粒子在电磁场中存在标量第五种力时的动力学。聚焦于由变色龙场引起的第五种力，其轮廓可以在实验室中适当地设计，它绘制了它对静态和均匀磁场中粒子回旋运动的物理效应。第五个力引起的漂移的轨迹，估计分析和数值计算相比，由两个嵌套的圆柱体内的变色龙字段的激励配置文件。的影响和这种漂移的可检测性的大小进行了讨论，认为这可能提供一个新的实验设计，在实验室中测试小第五力。更重要的是，在宏观层面上，它感应出一个原则上也可以测量的电流，甚至可以让人们接近腔内标量场的横向分布。在这两种情况下，将磁场与局部重力场对齐抑制了牛顿重力的影响，否则牛顿重力的影响将比第五种力的影响大几个数量级，并且腔体对粒子的牛顿重力也被认为是可以忽略的。考虑到这一点，这个实验装置及其两种效应--对单个粒子的效应和宏观水平的效应--可能需要注意在实验室中证明其实际可行性。
2020-06-05 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Fifth forces and discrete symmetry breaking
对广义相对论的修正经常涉及到将额外的标量场耦合到里奇标量上，从而导致了Brans-Dicke类型的标量张量理论。如果附加的标量场是轻的，它们可以产生长程第五力，这受到来自局部重力测试的严格限制。在这次演讲中，我们表明，汤川第五力只出现在标准模型（SM）由于质量混合的额外标量与希格斯场，我们强调的关键作用所发挥的离散和连续的对称性破缺。非常值得注意的是，如果我们假设自然界中存在足够轻的、非最小耦合的标量场，那么第五种力的不可观测性就有可能告诉我们SM希格斯扇区的结构及其对称性破缺的起源。此外，通过这些观察，我们认为某些类别的标量张量理论，直到并包括他们的四维算子，相当于希格斯门户理论。这样，超轻暗物质模型也可能表现出第五力现象，我们认为对盘星系的动力学的影响作为一个例子。
2019-03-22 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
