Stimulated Emission of Dark Matter Axion from Condensed Matter Excitations
我们讨论了探测星系晕中暗物质轴子的一种可能原理。如果轴子构成银河系中的凝聚体，那么来自凝聚体中的一种激发的轴子的受激发射是可以检测到的。我们提供了暗物质发射的一般机制，并作为一个具体的例子，暗物质轴子的发射从磁涡弦在第二类超导体的研究与可能的实验签名。
2017-01-27 astro-ph.CO cond-mat.mes-hall hep-ph
Detecting the Stimulated Decay of Axions at Radio Frequencies
假设类轴子粒子构成全部暗物质，研究其在射电频率衰变为光子的探测可能性，发现环境辐射场可通过受激发射将信号放大数个数量级，并指出下一代射电望远镜如平方千米阵有望探测到该信号。
2019-03-28 astro-ph.GA hep-ph
Dynamical evolution of axion condensates under stimulated decays into photons
暗物质轴子凝聚体可能经历受激衰变成光子对。这种效应通常被解释为光子从轴子-光子耦合的参数共振，导致光子占据数在一个狭窄的不稳定带的指数增长。以往的文献大多没有考虑光子增长对轴子场演化的影响。我们重新审视这种效果，提出一个平均场解的轴子光子动力学方程，光子数和对相关性。我们研究了没有轴子耗尽的极限，恢复了已知的不稳定性。此外，我们扩展的结果，包括一个可能的耗尽的轴子场。在这种情况下，我们发现轴子凝聚体表现出倒立摆的行为。我们讨论了两种不同的情况下，这些影响的相关性：一个均匀的轴子场在重组和本地化的轴子块，并讨论了可能导致的诱导光子背景的约束。
2020-04-29 astro-ph.CO hep-ph
Enhanced extragalactic photon flux by PBH in a stimulated axion/ALP decay scenario
Universidad de Guanajuato（瓜纳华托大学）
本研究提出黑洞超辐射下轴子/类轴子的受激衰变可用于搜寻原初黑洞，推导了对应粒子与黑洞质量区间下原初黑洞的占比上限，为相关天体物理观测提供约束依据。
2026-08-24 gr-qc hep-ph
Stimulated decay of collapsing axion stars and fast radio bursts
本研究提出坍缩轴子星可通过受激衰变产生射电暴，解释快速射电暴的辐射机制，并预测FAST或SKA可观测到相应信号。
2024-03-19 astro-ph.HE hep-ph
Opening a meV mass window for Axion-like particles with a microwave-laser-mixed stimulated resonant photon collider
本文提出微波-激光混合三束受激共振光子对撞机，可在meV质量范围探测类轴子粒子，结合高强度激光与速调管后灵敏度可达O(10^{-13}) GeV^{-1}，为独立验证ALPs暗物质本质开辟新途径。
2024-06-29 hep-ex hep-ph
On the Galactic radio signal from stimulated decay of axion dark matter
本研究分析银河系轴子暗物质受激衰变的射电辐射全天分布，结合观测确定激发辐射分布，对比超新星遗迹并考虑吸收效应，得出不同暗物质轮廓下的信号强弱分布，验证了平方公里阵列对特定参数轴子的探测潜力。
2024-04-11 astro-ph.CO hep-ph
On the Detection of QCD Axion Dark Matter by Coherent Scattering
QCD轴子是暗物质的一个有希望的候选者。本文讨论了核子与QCD轴子暗物质之间的弹性散射过程。我们指出，与经典过程相比，相干效应可以使截面增加$\mathcal{O}(10^{25})$以上。例如，我们证明了QCD轴子可能以$f_a \lesssim 10^{11}\,\text{GeV}$的$\mathcal{O}(1)$概率散射到太阳。此外，可以预期受激发射效应也可以增强截面，因为轴子DM的数密度非常大。增强因子可以与另一个$\mathcal{O}(10^{25})$一样大，并且如果该因子存在，则来自暗物质风的力可以经由例如扭秤实验。但是，也发现存在受激发射因子的抵消，并且力太小而不能被检测。
2021-12-27 hep-ph
Detecting dilute axion stars constrained by fast radio bursts in the Solar System via stimulated decay
本研究提出向太阳系内可能存在的、受快速射电暴约束的稀薄轴子星发射强无线电波束，通过探测受激衰变回波检验其存在，为暗物质本质、FRB起源及哈勃张力问题提供研究途径。
2025-05-20 gr-qc hep-ph
Stimulated capture of axion dark matter around primordial black holes
Univ Coimbra, Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra and CFisUC（科英布拉大学理学院和CFisUC）
该研究探讨原初黑洞周围轴子暗物质的受激捕获，推导类氢基态云形成与存活的判据，分析其在中子星磁层共振转换及微引力透镜畸变方面的观测意义。
2026-10-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Looking in the axion mirror: An all-sky analysis of stimulated decay
本研究分析轴子暗物质受激衰变产生的全天回波图像，利用多类天体作为激发辐射源构建信号模板，预测多款现有射电望远镜可无需新增硬件，在执行原有任务的同时开展有竞争力的轴子探测实验。
2023-10-05 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Potential of the MeerKAT telescope to detect the stimulated decay of axion-like particles
寻找冷暗物质的一个突出方面是寻找轻标量候选者，如轴子样粒子（ALP）。ALP和光子之间的耦合允许ALP自发衰变成成对的光子。先前已经表明，受激ALP衰变率可以在宇宙时间尺度上变得显着。此外，在最近的几项工作中，人们声称ALP可以在引力作用下热化并形成宏观凝聚体。因此，周围的人口（如宇宙微波背景）的光子占用数可以接受密集的ALP块玻色增强和指数增长。对于冷的暗物质ALP，这可能导致从这个过程中产生的无线电发射，并且可以通过即将到来的射电望远镜观察到。在这项工作中，我们调查的可探测性，这样的无线电签名从一些天体物理目标使用的MeerKAT射电望远镜。结果表明，MeerKAT望远镜能够探测ALPs参数空间，其极限达到CAST实验的当前水平和IAO实验的潜在水平，具有弧分可见度锥度。
2022-03-07 astro-ph.HE hep-ph
Listening for echo from the stimulated axion decay with the 21 CentiMeter Array
本研究提出利用21 CentiMeter Array在0.41至1.6μeV质量范围内搜寻受激轴子暗物质衰变的回波信号，通过1MW发射机覆盖其频率范围，使轴子-光子耦合灵敏度较现有极限提升约一个数量级。
2024-08-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Self-stimulated avalanche in superradiant axion clouds
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学物理科学学院）；Ningbo University（宁波大学）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学亚太理论物理中心）
研究旋转黑洞周围的玻色子云通过超辐射形成引力原子，并发生自激雪崩式相干四极跃迁，产生具有特征包络的延迟引力波脉冲，提出一种探测超轻暗物质的新方法。
2026-10-20 gr-qc hep-ph
Stimulated axion decay in superradiant clouds around primordial black holes
超辐射不稳定性会导致旋转黑洞周围产生极密集的轴子云。我们发现，尽管量子色动力学轴子的自发衰变到光子对的寿命很长，受激衰变成为显着的最小轴子密度以上，并导致非常明亮的激光。轴子质量$μ\gtrsim 10^{-8}\ \mathrm{eV}$可以达到激光阈值，这意味着旋转的原始黑洞周围的超辐射不稳定性与质量$\lesssim 0.01M_\odot$。虽然后者在形成时预计是不旋转的，但旋转的黑洞群可能是随后合并的结果。我们进一步表明，激光可以淬灭的Schwinger对生产，产生一个临界的电子-正电子等离子体的轴子云。然而，一旦湮灭使等离子体密度充分降低，激光就可以重新开始，导致多次激光爆发，直到黑洞旋转到足以消除超辐射不稳定性。特别是，质量为$\sim 10^{-5}\ \mathrm{eV}$的轴子和质量为$\sim 10^{24}$ kg的原始黑洞（这可以解释宇宙中所有的暗物质）会导致GHz射频范围内的毫秒爆发，峰值亮度为$\sim 10^{42}$ erg/s，这表明可能与观测到的快速射电暴有关。
2018-06-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Search for sub-eV axion-like resonance states via stimulated quasi-parallel laser collisions with the parameterization including fully asymmetric collisional geometry
我们已经通过在聚焦的激光场（创建光束）中碰撞光学光子来寻找类轴子共振态态，通过添加另一个激光场（诱导光束）来刺激共振衰减，其中频率转换的信号光子可以作为受激光子-光子散射的结果通过类轴子共振的交换来创建。准平行碰撞系统（QPS）在这样一个集中的领域允许访问的sub-eV质量范围内的共振粒子。在过去的搜索QPS中，为了简单起见，我们解释了散射率的基础上分析计算的对称碰撞几何的入射角和入射能量的部分实现的不对称性质，以满足实际的实验条件。在本文中，我们提出了一个完整的参数化，包括完全不对称的碰撞几何的基础上，新的搜索结果。特别是，我们结合了线偏振的创建激光和圆偏振的诱导激光，以匹配新的参数化。0.10 mJ / 31 fs的钛宝石激光脉冲和0.20 mJ / 9 ns的Nd：YAG激光脉冲通过共光轴实现了时空同步，并聚焦到真空系统中。在原子背景过程完全可以忽略的条件下，在$2.6 \times 10^{-5}$ Pa的真空压力下没有观察到显著的散射信号，从而通过假设在亚电子伏特质量范围内以95%的置信水平交换标量场和赝标量场来提供耦合质量关系的上限。
2021-10-07 hep-ex hep-ph
Coherent versus incoherent amplification: from parametric resonance to the kinetic regime in stimulated axion decay
Università di Padova（帕多瓦大学）；INFN Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；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）；Università degli Studi di Torino（都灵大学）
本文研究受激轴子衰变中相干与不相干放大的差异，揭示参数共振（$s\propto g_{a\gamma}$）与动力学行为（$s\propto g_{a\gamma}^2$）源于轴子场的相干性，并推导出统一的有效演化方程及交叉描述。
2026-10-07 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Single-Point Search for eV-scale Axion-like particles with Variable-Angle Three-Beam Stimulated Resonant Photon Collider
Graduate School of Advanced Science and Engineering, Hiroshima University（广岛大学先进理工学研究科）；International Center for Quantum-field Measurement Systems for Studies of the Universe and Particles (QUP), KEK（高能加速器研究机构宇宙与粒子研究量子场测量系统国际中心）；Institute for Chemical Research, Kyoto University（京都大学化学研究所）；Research Institute of Science and Technology, Tokai University（东海大学科学技术研究院）
该研究利用可变角度三束激发共振光子对撞机，在eV量级范围内首次对轴子类粒子进行无模型依赖的耦合系数上限测量。
2026-01-01 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Photon enhancement in a homogeneous axion dark matter background
我们研究光子在均匀轴子暗物质背景中的传播。当激发衰变为两个光子的轴子时，光子场在以轴子质量的一半为中心的小带宽内表现出参数不稳定性。我们估计分析增强相干和非相干轴子字段，我们发现，这种效果可能是相关的背景下，miniclusters和星系晕。
2019-03-11 astro-ph.GA hep-ph
Radio Killed the Axion Star: Constraining Axion Properties with Radio Telescopes
本文提出轴子暗物质在暗物质晕中心形成的轴子星坍缩爆炸产生“轴子新星”，并在轴子-光子耦合适度增强的模型下释放显著射电光子，进而确定了可通过射电暂现源搜索探测轴子新星的参数范围。
2025-08-11 hep-ph
Anatomy of astrophysical echoes from axion dark matter
本研究从第一性原理推导μeV类轴子粒子受银河射电源辐射诱导发生受激衰变所产生的两个回声与共线发射信号，并以脉冲星为例给出未来观测预测。
2024-04-08 astro-ph.CO hep-ph
A Review of Axion Lasing in Astrophysics
本文综述了天体物理环境中轴子受激衰变为光子并形成激射或微波激射的条件、可能出现的情境及其探测前景。
2023-11-28 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Earth-lens telescope for distant axion-like particle sources with stimulated backward reflection
提出基于地球引力透镜与受激后向反射的望远镜概念，数值分析焦点结构并开发估算框架，在eV质量范围内对ALP-光子耦合的探测灵敏度达$\mathcal{O}(10^{-22})\mathrm{GeV}^{-1}$，为天基ALP观测台开辟新路径。
2025-10-31 astro-ph.CO hep-ph
Searching for axion streams with the echo method
文献[1]提出的轴子暗物质回波技术，旨在通过探测周围轴子暗物质受激衰变产生的电磁回波来寻找轴子暗物质。在这项工作中，我们认为偏离标准晕模型（SHM）的形式，存在于太阳系中的细粒度流，并使用它们作为目标的轴子回波方法，这表明是非常敏感的特定的本地轴子暗物质相空间分布。我们表明，非常小的色散的流有利于回声方法的性能，提高其灵敏度的轴子-光子耦合到两个数量级，相对于各向同性SHM。我们还讨论了针对高密度暗物质的头发时，形成的细粒流集中在地球内部的引力场的可能性。
2023-01-10 hep-ex hep-ph
The axion dark matter echo: a detailed analysis
最近的研究表明，向太空发射一束强大的无线电/微波辐射，可以通过周围轴子暗物质的受激衰变产生可检测的反向散射。这个回波是一个微弱而狭窄的信号，中心频率接近轴子质量的一半。在这篇文章中，我们提供了一个详细的分析和数值分析这个信号，考虑到轴子速度分布的影响，以及出射光束的形状。与原来的设想一致，我们发现出射光束的发散并不影响回波信号，回波信号只受轴子速度分布的约束。此外，我们的研究结果是相关的实验参数的优化，以达到最大的信噪比或最小的能量消耗。
2022-02-23 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Imprints of Axion Superradiance in the CMB
轻轴子（$m_a \lesssim 10^{-10}$ eV）可以通过一种称为旋转超辐射的机制在快速旋转的天体物理学黑洞周围形成稠密的云。轴子和光子之间的耦合引起了一个参数共振，由轴子云的受激衰变引起，它可以迅速将大轴子数密度的区域转换为低能光子的巨大通量。在这项工作中，我们考虑的现象学意义的超辐射轴子云进行共振衰变。我们表明，从这样的事件产生的低能量光子将被吸收在宇宙学短距离，可能会引起大规模的冲击波，加热和加热的IGM超过Mpc尺度。这些冲击波可能以各向异性光谱畸变或光学深度中的不均匀特征的形式留下可观察到的印记。
2020-11-03 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Constraining the gravitational coupling of axion dark matter at LIGO
轴子-重力陈-西蒙斯耦合是有动机的，但约束相对较弱，部分原因是重力测量困难。我们研究了LIGO测量啁啾引力波（GW）对这种耦合的敏感性。当传播的引力波的频率与轴子暗物质场的相干振荡频率相匹配时，可以激发轴子衰变为引力子，从而共振增强引力波。这样的共振峰可以在LIGO处被检测为与啁啾波形的偏差。由于所有观测到的GW都将经历来自Milky-Way（MW）轴子晕的类似共振增强，LIGO O 1 +O2观测可能提供对耦合的最强约束，至少对于轴子质量$m_a = 5 \times 10^{-13} - 5 \times 10^{-12}$ eV来说是这样。在课程中，我们也强调了轴子场的有限相干性和引力波的前向和后向传播的分离。因此，Chern-Simons耦合的宇称破坏是不可观察的啁啾GW。
2020-03-05 gr-qc hep-ph
Revisiting axion dark matter with nonlinear transitions
本文通过精确研究轴子谱，重新审视了非线性跃迁对轴子暗物质的影响，指出在较小衰变常数参数区域估算丰度需谨慎，并探讨了模量受激衰变产生轴子的情景及相关现象。
2025-09-16 astro-ph.CO hep-ph
Axion Gegenschein: Probing Back-scattering of Astrophysical Radio Sources Induced by Dark Matter
我们研究了一种新的技术，用于天体物理探测的轴子或类轴子粒子在银河系的暗物质晕的基础上受激衰变的轴子，我们称之为轴子盖根舍因发射。来自已知最亮的射电源的光子，其频率等于轴子质量的一半，在穿过暗物质晕传播时，会刺激轴子衰变，导致在轴子静止坐标系中与入射光子完全相反的方向上的无线电发射，并为每个射电源创建一个反源，图像被暗物质速度色散平滑。我们计算了天鹅座A的轴子盖根沙因反源（最亮的河外射电源）的通量，以及可以用SKA设置的轴子-光子耦合常数$g_{aγ}$的极限。我们发现这种方法是更强大的比以前的建议的基础上寻找附近的矮星系或银河系的轴子衰变的无线电发射。预测的极限仍然比QCD轴子模型的预测高得多，并且可以通过实验室搜索在具有类似于ADMX实验的强磁场的谐振腔中产生的无线电波来设置极限，尽管这种观察将直接测量通过星系晕的暗物质的柱密度，因此不受暗物质分布中可能的子结构的影响。
2020-08-06 astro-ph.CO hep-ph
Axion dark matter-induced echo of supernova remnants
轴子是理论上有希望的暗物质候选者。在存在来自明亮天体物理源的射频辐射的情况下，非相对论性DM轴子可以经历受激衰变为两个几乎背靠背的光子，这意味着明亮的无线电波源将在几乎完全相反的空间方向上具有反像（“盖真夏因”）。反像将在光谱上与背景不同，采取以$ν= m_a/4π$为中心的窄射电线的形式，其宽度由DM晕$Δν/ν\sim 10^{-3}$中的多普勒展宽确定。在这项工作中，我们表明，轴子衰变引起的超新星遗迹的回声可能是足够明亮，可以检测到。他们的非检测可能能够设置最强的限制轴子DM迄今为止在$\sim 1-10 \, μ$ eV质量范围内，有差距的覆盖范围从现有的实验。
2022-03-24 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
Electromagnetic emission from axionic clouds and the quenching of superradiant instabilities
暗物质的本质是科学界最古老的谜团之一。轴子或类轴子粒子是一个关键的可能性，它们出现在解决强CP问题的机制中，也出现在弦论的低能极限中。广泛的实验和观测努力正在积极寻找“公理”印记。轴子在旋转的黑洞周围形成浓密的云团，这与它们的性质、丰度以及它们对暗物质问题的贡献无关，它们是通过超辐射机制生长的。最近有人提出，一旦考虑到与光子的耦合，光子的指数（量子）受激发射在足够大的轴子数时发生。在这里，我们解决了在不同的设置数值的经典问题。我们表明，激光从云发射存在于经典水平，我们提供了第一个定量描述的问题。
2019-03-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Axion-like particle-meson production in semileptonic $τ$ decays
Hebei Normal University（河北师范大学）
研究τ衰变成轴子类粒子-介子终态，利用楚科夫斯基有效场论计算相关形式因子，并通过实验谱拟合确定共振参数，预测分支比、不变质量分布和前向-后向不对称性。
2026-04-28 hep-ph
Radio-emission of axion stars
研究了致密轴子暗物质结构衰变为辐射光子的参数不稳定性。相应的天体--玻色（轴子）星、它们的星团和弥散轴子云--在后暴涨的佩西-奎因场景中大量形成。我们发展的一般描述参数共振结合有限体积效应，反作用，轴子速度和他们的（在）相干性。通过额外的粗粒化，我们的形式再现了维里化轴子与光子相互作用的动力学方程。我们推导出上述每一个对象的参数不稳定性的条件，以及在坍缩轴子星，评估光子共振模式和它们的增长指数。作为副产品，我们计算了玻色星和漫射轴子的受激发射，认为前者对射电背景的贡献较大。在QCD轴子的情况下，如果轴子-光子耦合超过原始KSVZ值两个数量级，玻色星发光，坍缩星辐射。后者的约束是减轻了几个附近的轴子星共振和缺席的轴子类粒子。我们的研究结果表明，参数效应可能会揭示自己的观测，从FRB过量的无线电背景。
2021-03-24 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Stimulated Emission of Dark Matter via Thermal Scattering: Novel Limits for Freeze-In and eV Cold Dark Matter
本文证明热母粒子小角度散射的 $2\ o2$ 过程也可引发玻色子暗物质受激发射，并据此修正 freeze-in 产率与动量分布，为 eV 级冷暗物质提供新约束。
2024-10-24 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
A Photon Cloud Induced from an Axion Cloud
Institute for Basic Science（基础科学研究所）；National Technical University of Athens（雅典国家技术大学）
研究了由轴子云在 Kerr 黑洞附近诱导的光子云，揭示了其在轴子场超辐射条件下指数增长的特性及对观测的潜在贡献。
2026-01-24 gr-qc hep-ph hep-th
Unified study of two-meson and axion-meson production from semileptonic tau decays within resonance chiral framework
Hebei Normal University（河北师范大学）
本文基于共振顺磁理论，研究tau衰变中双介子和轴子-介子通道的产生机制，通过模型无关的轴子-胶子-胶子相互作用计算相关形式因子，并预测不同通道的谱和分支比，为未来tau实验提供理论指导。
2026-06-29 hep-ph
Axion Echos from the Supernova Graveyard
由天空中的光源引发的轴子暗物质的受激衰变可以沿着视线的延续产生光子通量，指向源的后方。这种所谓的轴子“回波”信号的强度取决于源的整个历史，并且仍然可能来自今天暗淡但过去具有大通量密度的源，例如超新星遗迹（SNRs）。这种回波信号在无线电波段最容易观测到。我们研究了射电望远镜，如平方公里阵列（SKA）的信噪比，已经观察到的回波信号产生的灵敏度，并表明SKA可以达到$g_{aγγ} \sim \mathcal{O}(10^{-11}) \,\mathrm{GeV}^{-1}$级的轴子质量$m_a \lesssim 10^{-5}\;\mathrm{eV}$的轴子光子耦合。此外，我们还预测了来自旧SNRs和新诞生的超新星的信号的检测范围，这些信号可以在未来被检测到。有趣的是，可观测到的回波信号可能来自旧的“幽灵”SNR，这些SNR在过去非常明亮，但现在太暗了，以至于没有被观测到。
2022-04-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
New Limits on Axionic Dark Matter from the Magnetar PSR J1745-2900
轴子是一个很有希望的暗物质候选者，它被激发来解决强CP问题，也可能解决宇宙学的物质-反物质不对称性。在强磁场的存在下，轴子-光子转换是可能的，这样产生的光子将具有与轴子质量相等的能量。在这里，我们报告的银河系中心磁星PSR J1745-2900的射电光谱获得的轴向暗物质的新的限制。磁星有一个$1.6\times10^{14}$ G的磁场，它与暗物质密度$2\times10^5$到$2\times10^9$的相互作用，其密度比地球上的月相仪所遇到的当地暗物质大一倍，这取决于银河系的暗物质分布。在轴子质量范围4.1-165.6 $μ$ eV（1-40 GHz）的62%范围内没有检测到显著的光谱特征。对双光子耦合强度$g_{aγγ}$的通量限制的解释取决于磁层转换模型和银河系中心的暗物质密度。对于标准的暗物质分布，我们排除了具有$g_{aγγ}> $ 6-34 $\times 10^{-12}$ GeV $^{-1}$的轴子模型，在质量范围4.2-8.4，8.9-10.0，12.3-16.4，18.6-26.9，33.0-62.1，70.1-74.3，78.1-80.7，105.5-109.6，111.6-115.2、126.0-159.3和162.5-165.6 $μ$ eV。对于Sgr A* 附近恒星轨道所允许的最大暗物质尖点，这些极限降低到$g_{aγγ} > $ 6-34 $ \…
2020-08-25 astro-ph.CO hep-ph
Searching for axion dark matter gegenschein of the Vela supernova remnant with FAST
本研究首次利用FAST的26.4小时数据搜索船帆座超新星遗迹的轴子暗物质对日照，将特定质量范围的轴子-光子耦合强度限制在2×10^-10 GeV^-1内，约束强于现有FAST星系团搜索结果，未来2000小时观测灵敏度有望达10^-11 GeV^-1。
2025-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Axion-like particle searches with MeerKAT and SKA
在过去的几年里，由于类轴子粒子（ALP）具有解释宇宙中冷暗物质（CDM）总丰度的潜力，对它们的研究已经显着增长。ALP和光子之间的耦合允许ALP自发衰变成成对的光子。对于凝聚在星系周围CDM晕中的ALP，ALP的受激衰变也是可能的。在这项工作中，我们研究了从这个过程中产生的无线电辐射的可探测性与即将到来的射电望远镜，如平方公里阵列（SKA）和MeerKAT。我们的研究结果，使用最近更现实的敏感性估计，表明以前的非观测上限预计的SKA是非常乐观的，与矮星系观测的限制被削弱了一个数量级至少。值得注意的是，我们的结果也更强烈地依赖于ALP质量比以前，由于频率依赖性的降解效果的列入。我们发现，最强的潜在环境，以探测ALP是附近的射电星系（由于强光子增强因子）。此外，通过使用可见度锥，在$4.96 \times 10^{-7} \ \text{--} \ 1.04 \times 10^{-4} \ {\rm eV}$质量范围内的ALP将对在具有SKA的$1.83 \times 10^{-12} \ \text{--} \ 7.69 \times 10^{-10} \ {\rm GeV}^{-1}$范围内的ALP光子$g_{aγ}$具有非观测上限。MeerKAT只能在50小时的观测时间内产生类似于CAST实验的极限。最后，我们证明了在银河系磁场中，CDM ALP到光子的磁转换是高度次显性的，甚…
2022-01-27 astro-ph.HE hep-ph
Stability of Condensed Fuzzy Dark Matter Halos
研究了由超轻轴子模糊暗物质（FDM）组成的引力束缚凝聚体的稳定性。以前的工作表明，天体物理碰撞可以使自引力凝聚体结构不稳定，使它们容易崩溃和衰变的FDM的背景下，我们重新检查相关的时间尺度使用时间依赖变分方法。我们表明，FDM凝聚体可以通过与中心黑洞的引力相互作用不稳定，黑洞质量在现象学相关的范围。不稳定性也可能由星系碰撞引起。随后的衰变发生在长达数千年的时期内。我们还讨论了FDM凝聚体的可能相关性，以了解超紧凑矮（UCD）星系的组成。未来在UCD中心区域对超大质量黑洞的观测可能会限制这种解释。
2018-10-16 astro-ph.CO hep-ph
Light Dark Matter from Inflaton Decay
我们提出了一个简单的机制，轻暗物质（DM）的生产振荡暴胀子凝聚的衰变。如果膨胀后的再加热温度高于膨胀子质量，这是相同的数量级的DM的动量在生产的时候，DM的动量可以被抑制相比，如果DM的相互作用是足够弱的热等离子体的温度。因此，即使DM质量很小，DM也可以足够冷以避免对温暖DM的观测约束，如莱曼- $α$约束。我们分别考虑了受激发射和泡利阻塞的影响，研究了暴胀子衰变中玻色子和费米子DM的产生。在这两种情况下，DM可以足够冷和丰富，成为DM的可行候选者。我们还将该机制应用于产生等曲率无问题的轴子DM和右手中微子的狄拉克海DM，与活动中微子质量的跷跷板关系相一致。
2021-03-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
SKA sensitivity for possible radio emission from dark matter in Omega Centauri
本文研究利用SKA对半人马座ω进行1000小时观测以探测暗物质湮灭产生的射电辐射，可将湮灭截面约束至10^{-30} cm^3 s^{-1}量级，并对轴子衰变灵敏度达到g_{aγγ} ~ 10^{-10} GeV^{-1}。
2024-07-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
$μ$DM: a new mechanism for the baryon-dark matter coincidence
Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
该研究提出化学势匹配暗物质（$\mu$DM）新模型，通过匹配重子数化学势与暗物质质量解释重子-暗物质巧合，可产生 eV-keV 或经熵稀释至 MeV 质量的暗物质。
2026-08-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
