On Coherence in Bragg-Primakoff Axion Photoconversion
本文更新了keV赝标量粒子在晶体中的Bragg-Primakoff光转换理论，发现吸收导致相干性丧失会抑制事件率，但Borrmann效应可显著缓解，并评估了其对SuperCDMS、LEGEND和SABRE等实验灵敏度的影响。
2023-09-04 hep-ph
Experimental Search for Solar Axions via Coherent Primakoff Conversion in a Germanium Spectrometer
结果报告的实验搜索的独特的，快速变化的时间模式的太阳轴子相干转换成光子通过Primakoff效应在单晶锗探测器。预测这种转换时，轴子是在一个布拉格角与晶面入射。对阿根廷Sierra Grande的1 kg DEMOS探测器的约1.94 kg.yr数据进行分析，得到一个新的实验室约束，其轴子-光子耦合为$g_{aγγ} < 2.7\cdot 10^{-9}$ GeV $^{-1}$，与轴子质量无关，最高可达~ 1 keV。
1997-08-01 astro-ph hep-ph
Inverse Primakoff Scattering for Axionlike Particle Coupling
本研究发现逆Primakoff过程的新非弹性通道，结合XENONnT与TEXONO实验数据，探测并排除了太阳ALPs在1 eV-10 keV质量区间的新耦合参数空间，指出DM-ALPs衰变区无约束，未来项目可开辟100 eV-1 MeV新观测窗口。
2023-08-28 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Search for Axion Like Particles produced via the Primakoff process at COMPASS
Faculty of Mathematics and Physics, Charles University（查理大学数学物理学院）
该研究通过重新解释COMPASS数据，寻找与光子耦合的轴子类粒子，利用高能束流产生轴子，并通过电磁量能器的信号特征排除耦合常数g_{aγγ}的上限。
2026-09-03 hep-ex hep-ph
Bragg-Primakoff Axion Photoconversion in Crystal Detectors
本文研究晶体中 Bragg-Primakoff 轴子光转换，指出末态光子吸收可导致超过 O(10^3) 的相干增强抑制，并用 Borrmann 效应与吸收建模评估多种晶体实验的太阳轴子灵敏度。
2023-07-12 hep-ph
Theoretical Estimate of the Sensitivity of the CUORE Detector to Solar Axions
本文计算了CUORE探测器对太阳中通过Primakoff过程产生的轴子和通过逆相干Bragg-Primakoff过程探测到的轴子的潜在灵敏度。使用密度泛函理论计算转换率的电子密度和实际期望的能量分辨率和背景的CUORE。蒙特卡罗计算$5~$ y $\times741~$ kg= $3705~$ kg y的曝光进行了分析，使用时间相关的理论依赖于时间的计数率的个别事件，并导致预期的限制的轴子质量小于$100$ eV的轴子-光子耦合$g_{aγγ}<3.83\times 10^{-10}~GeV^{-1}$。
2015-09-30 astro-ph.CO hep-ph
New Directions for Axion Searches via Scattering at Reactor Neutrino Experiments
赝标量类轴子粒子（ALP）的测量通常依赖于它们在束流收集器中的衰变或它们在半影镜和日光镜中转化为光子。我们指出了一个新的实验方向ALP探针，通过他们的生产通过Primakoff过程或类康普顿散射的电子或原子核。我们认为强烈的伽马射线通量产生的ALP可从兆瓦级的核反应堆在中微子实验通过Primakoff或康普顿的通道。靠近堆芯的低阈值探测器将对ALP衰变和逆Primakoff和康普顿散射具有可见性，从而提供对ALP-光子和ALP-电子耦合的灵敏度。我们发现，这些耦合在正在进行的MINER中微子实验的灵敏度超过了现有的限制，由实验室实验和ALP-电子耦合，我们预测世界上最好的实验室为基础的约束在大部分的亚MeV ALP质量范围。
2020-05-21 hep-ex hep-ph
Axion Emission from Red Giants and White Dwarfs
利用热场论方法，我们重新计算了稠密等离子体的轴子辐射。我们研究特别是Primakoff和韧致辐射过程。在高密度下，当电子变成相对论性时，Primakoff率被显著抑制。然而，轴子-光子耦合的束缚，$G<10^{-10}$ GeV，不受影响，因为它受到HB星演化的限制，HB星具有低密度。相反，同样的相对论效应增强了韧致辐射过程。从红巨星和白矮星的演化过程中，我们得到了轴子-电子耦合的一个保守界$g_{ae} < 2\times 10^{-13}$。
1993-10-18 hep-ph
Weighing the Solar Axion
轴子太阳望远镜通过在指向太阳的强实验室磁体中进行逆普里马科夫转换来搜索太阳轴子和类轴子粒子。虽然太阳镜总是可以测量轴子与光子的耦合，但转换信号与小于0.02 eV的轴子的质量无关。另一方面，由于轴子-光子振荡破坏了沿磁体的转换的相干性，高于该值的质量具有被抑制的信号。然而，这两个制度之间的轴子转换信号中存在的光谱振荡是高度依赖于轴子质量。我们表明，这些振荡是可观察到的现实的能量分辨率，并可用于确定轴子质量的百分比水平的精度。使用即将到来的日光镜IAXO的预测，我们表明，$>3σ$敏感性的非零轴子质量之间的$3 \times 10^{-3}$和$10^{-1}$ eV的Primakoff和轴子电子太阳通量是可能的。
2019-02-20 astro-ph.CO hep-ph
Evolution of axions in the presence of primordial magnetic fields
本文从量子色动力学的相变出发，研究了膨胀宇宙中轴子与原初磁场相互作用的演化。这种相互作用是由于Primakoff效应。采用轴子零模近似，导出了轴子和磁场的方程组，其中宇宙膨胀和磁场的谱都得到了精确的解释。我们发现Primakoff效应对轴子和磁场动力学的贡献相当微弱。当在这里考虑均匀轴子场和非均匀PMF的哈勃展开时，使用其能量和螺旋度密度的傅里叶谱，它证实了之前的一些估计，从而得出类似的结论。我们解决了相应的系统的演化方程，并发现轴子零模式，在辐射时代的演变过程中，有其振幅的水平足以使轴子是一个很好的候选人的冷暗物质。
2020-11-25 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Re-examining the Solar Axion Explanation for the XENON1T Excess
XENON 1 T合作已经观察到在$5~\mathrm{keV}$以下的电子反冲事件超过已知的背景，这可能源于超越标准模型的物理学。太阳轴子是一个动机很好的模型，被提出来解释过剩，尽管它与天体物理观测有矛盾。来自太阳的轴子可以通过轴子-电子耦合被氙原子中的电子吸收。同时，它们也可以通过轴子-光子耦合的逆Primakoff过程与原子散射，从而发射光子并模拟电子反冲信号。我们发现后一个过程不能忽视。在探测中包括通过逆Primakoff产生的$\rm{keV}$光子之后，与天体物理约束的紧张关系可以显著降低。我们还探讨了涉及额外的新物理的方案，以进一步缓解与天体物理界的紧张局势。
2020-12-24 hep-ex hep-ph
Search for axion-like particles through nuclear Primakoff production using the GlueX detector
本研究利用 GlueX 探测器在 $^{12}$C 靶上以核 Primakoff 过程和 $X\ ightarrowγγ$ 衰变寻找 200–450 MeV ALP，未发现信号，并给出 $O$(1 TeV) 耦合限制。
2023-08-11 hep-ex hep-ph nucl-ex
Search for solar axions by Primakoff effect with the full dataset of the CDEX-1B Experiment
CDEX-1B 利用 1107.5 kg·day 数据通过 Bragg-Primakoff 转换寻找太阳轴子，未发现信号，并在 KSVZ 模型下给出耦合与质量排除限。
2024-05-12 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Probing high-energy solar axion flux with a large scintillation neutrino detector
我们研究了$p(d,\, ^{3}{\rm He})a$反应产生的5.49 MeV太阳轴子通量，并分析了江门地下中微子观测站（JUNO）即将开展的大型地下中微子振荡实验对探测该通量的潜力。JUNO探测器可以通过各种过程来揭示轴子，例如康普顿和逆普里马科夫转换，以及通过它们在探测器内衰变为两个光子或电子-正电子对。我们进行了详细的数值分析，以预测不同的组合的轴子-电子（$ g_{ae} $），轴子-光子（$g_{aγ}$），和isovector轴子-核子（$ g_{3aN} $）耦合的灵敏度，使用预期的JUNO数据为不同的基准值的轴子质量在一个模型独立的方式。我们发现JUNO将Borexino的电流边界提高了大约一个数量级，并且在中微子实验中具有最好的灵敏度。
2022-09-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Axion luminosity of Active Galactic Nuclei
计算了活动星系核（AGN）中轴子的通量。在吸积盘中，通过康普顿、韧致辐射和普里马科夫过程可以产生轴子。我们发现，由于这些过程的轴子光度是可以忽略不计的活动星系核的光子光度相比。由于背景磁场中的赝标-光子混合现象，我们还计算了活动星系核大气中质量很小的赝标的光度。在这种情况下，我们发现，在某些参数范围内，赝标通量可以超过光子。我们评论的影响，这一结果上所观察到的大规模的光学偏振活动星系核的排列。
2009-10-27 astro-ph.CO hep-ph
Search for Solar Axions Produced in $p(d,\rm{^3He})A$ Reaction with Borexino Detector
使用Borexino探测器对$p+d\rightarrow\rm{^3He}+A (5.5 \rm{MeV})$反应中产生的5.5 MeV太阳轴子进行了搜索。轴子到光子的康普顿转换，${\rm A}+e\rightarrow e+γ$，轴电效应，${\rm A}+e+Z\rightarrow e+Z$，轴子到两个光子的衰变，${\rm A}\rightarrow2γ$，和逆Primakoff转换的核，${\rm A}+Z\rightarrowγ+Z$，被认为是。轴子-电子（$g_{Ae}$）、轴子-光子（$g_{Aγ}$）和等矢量轴子-核子（$g_{3AN}$）耦合的模型独立极限得到：$|g_{Ae}\times g_{3AN}| \leq 5.5\times 10^{-13}$和$|g_{Aγ}\times g_{3AN}| \leq 4.6\times 10^{-11} \rm{GeV}^{-1}$在$m_A <$ 1 MeV（90% c.l.）。这些限制比以前使用核反应堆和加速器的实验室实验中获得的限制强2-4个数量级。
2012-03-28 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Solar axions as an energy source and modulator of the Earth magnetic field
我们表明，太阳速度跃层（对流区底部）磁场环向分量的时间变化与地球磁场（Y分量）之间存在很强的负相关性。假设的太阳轴子在外部电场或磁场中能转化为光子（逆普里马科夫效应），它可能是太阳对流带磁场调制地球磁场的工具。我们提出了“太阳发电机-地球发电机”连接的轴子机制，即在太阳核中形成的轴子的能量首先受到太阳速跃层磁场的调制（由于逆相干普里马科夫效应）并且之后在地球磁场的影响下在地球的液核中被吸收，从而起到能源和地球磁场调制器的作用。在这一机制的框架内，我们得到了轴子与光子耦合强度（ga_gamma约为5*10^-9 GeV^-1）和轴子质量（ma ~ 30 eV）的新估计。
2010-08-16 astro-ph.EP hep-ph physics.geo-ph
Production of axion-like particles from photon conversions in large-scale solar magnetic fields
太阳是类轴子粒子（axion like particles，ALPs）的天体物理来源，主要通过Primakoff过程产生。此外，在太阳中存在大规模的磁场，通过热光子的相干转换催化额外的ALP产生。我们研究这种贡献的太阳ALP发射率，通常被忽略在以前的调查。此外，我们讨论了额外的限制ALP光子耦合的能量损失的参数，以及在未来的日光镜和暗物质实验的检测前景，这个新的ALP流量。
2020-12-29 astro-ph.SR hep-ph
Axion mechanism of Sun luminosity, dark matter and extragalactic background light
我们发现，在太阳速跃层（对流层底部）的磁场的环形分量的时间变化和地球磁场（Y分量）之间存在着很强的反相关性。假设的太阳轴子可以在外部电场或磁场中转化为光子（逆普里马科夫效应），它可能是太阳对流区的磁场调制地球磁场的工具。我们提出了太阳光度的轴子机制和“太阳发电机--地球发电机”的联系，其中57 Fe核中M1跃迁发射的一个太阳轴子通量分量的能量首先受到太阳速跃层磁场的调制（由于逆相干普里马科夫效应），然后在地球核心共振吸收，从而起到地球磁场能量调制器的作用。在此机制框架下，得到了轴子与光子耦合强度（g_{a γ} = 7.07 e-11 1/GeV）、轴子与核子耦合强度（g_{an} = 3.20 e-7）、轴子与电子耦合强度（g_{ae} = 5.28 e-11）和轴子质量（m_a = 17 eV）的估计.它还表明，声称的轴子参数不矛盾的任何已知的实验和理论模型独立的限制。我们研究了17 eV轴子形式的暗物质对河外背景光的影响，发现在近紫外、可见光和近红外波段（1500-20000埃），衰变轴子产生的河外背景光的光谱强度与观测波长的函数关系与已知的实验数据符合得很好.
2013-04-29 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Estimating the flux of the 14.4 keV solar axions
本文计算了太阳中$^{57}$ Fe的M1型核跃迁发射的14.4keV单能轴子的期望通量。这些轴子可以被检测到，例如，通过在单晶TeO $_2$测辐射热计中的逆相干Bragg-Primakoff转换。这种计算的成分是i）轴子核子耦合，估计在几个流行的轴子模型和ii）核自旋矩阵元素，涉及现实的壳模型计算与质子和中子激发。为了便于实验，我们还计算了涉及轴子和光子发射的分支比
2017-12-26 hep-ph
Sensitivity of the CUORE detector to $14.4$ keV solar axions emitted by the M1 nuclear transition of$~^{57}$Fe
本文计算了CUORE探测器对太阳中$~^{57}$ Fe的M1核跃迁发射的、由单晶$TeO_2$测辐射热计中逆相干Bragg-Primakoff转换探测到的单能$14.4$ keV太阳轴子的灵敏度。使用密度泛函理论计算$TeO_2$的电子电荷密度和CUORE的实际背景和能量分辨率的预期计数率。使用单个事件的时间相关性和理论上随时间变化的计数率，对$5$ y $\times$ $741$ kg= $3705-$ kg $\cdot$ y暴露量的蒙特卡罗模拟进行了分析。我们发现一个预期的模型无关的限制的产品的轴子-光子耦合和轴子-核子耦合$g_{aγγ}g_{aN}^{\text{eff}}<1.105\times 10^{-16}$ /GeV的轴子质量小于500 eV的$95\%$置信水平。
2016-01-22 astro-ph.CO hep-ph
Constraints on the axion-electron coupling for solar axions produced by Compton process and bremsstrahlung
对康普顿过程（$γ+e^-\rightarrow e^-+A$）和类韧致辐射过程（$e^-+Z \rightarrow Z+e^-+A$）产生的太阳轴子进行了研究。在这两种情况下的轴子通量取决于轴子-电子耦合常数。寻找$^{169}\rm{Tm}$低核能级的共振激发：$A+^{169}$ Tm $\rightarrow ^{169}$ Tm $^*$ $\rightarrow ^{169}$ Tm $+ γ$（8.41 keV）。Si（Li）探测器和$^{169}$ Tm靶安装在低本底装置内，用于探测8.41 keV的$γ$ -射线。由此得到了一个新的与模型无关的轴子-电子耦合和轴子-核子耦合的约束条件：$g_{Ae}\times|g^0_{AN}+ g^3_{AN}|\leq 2.1\times10^{-14}$。在强子轴子模型中，这个限制对应于轴子-电子耦合和轴子质量$g_{Ae}\times m_A\leq3.1\times10^{-7}$ eV（90% c.l.）的上限。对于DFSZ和KSVZ模型，轴子质量的极限分别为$m_A\leq$ 105 eV和$m_A\leq$ 1.3 keV（90% c.l.）。
2011-01-12 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Search for axioelectric effect of solar axions using BGO scintillating bolometer
用BGO探测器在低本底条件下探测了$ p + d \rightarrow {^3\rm{He}}+γ~(5.5~ \rm{MeV})$反应中产生的太阳轴子的轴电吸收。在90%的置信水平下，得到了一个与模型无关的轴子-核子和轴子-电子耦合常数的极限值：$| g_{Ae}\times g_{AN}^3|< 1.9\times 10^{-10}$。对质量在（0.1 - 1）MeV范围内的强子轴子$|g_{Ae}| \leq (0.96 - 8.2)\times 10^{-8}$，得到了轴子-电子耦合的约束条件.
2014-09-08 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Axion helioscopes as solar magnetometers
轴子太阳望远镜通过在指向太阳的强实验室磁体中进行逆普里马科夫转换来搜索太阳轴子和类轴子粒子。预计太阳轴子的检测，我们确定计划的下一代日光镜，国际轴子天文台（IAO），测量或限制太阳磁场的潜力。要做到这一点，我们认为以前被忽视的组件的太阳轴子通量在亚千电子伏的能量所产生的纵向等离子体激元的转换。这种通量敏感地依赖于太阳的磁场分布，较低的能量对应于在较大的太阳半径处转换为光子的轴子。如果最终安装在IAXO上的探测器技术具有优于200 eV的能量分辨率，那么太阳轴子可能成为比太阳核心磁场中的中微子更强大的信使。对于能量分辨率优于10 eV的太阳，IAO可以进入太阳内部的70%，并开始将场限制在速跃层：辐射区和对流区之间的边界。来自环形磁场的纵向等离子体激元通量还具有额外的2%的几何调制效应，其可用于测量磁场的角度依赖性。
2020-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Search for solar axions with CsI(Tl) crystal detectors
介绍了在阳阳地下实验室进行的韩国隐形质量搜索（KIMS）实验对太阳轴子的搜索结果。太阳轴子通过CsI（Tl）晶体中的轴电效应转化为电子，将产生低能电子反冲事件。使用来自34，596 $\rm kg \cdot days$的曝光的数据，我们设定了一个90%置信水平的上限，对轴子质量小于1 keV/ $\rm c^2$的$1.39 \times 10^{-11}$的轴子-电子耦合$g_{ae}$。这个极限低于太阳中微子的间接束缚，并且完全排除了DFSZ和KSVZ模型中分别重于0.48 eV/ $\rm c^2$和140.9 eV/ $\rm c^2$的QCD轴子。
2016-05-23 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Helioseismological constraint on solar axion emission
日震声速剖面严格限制了标准太阳模型的可能偏差，使我们能够推导出普里马科夫轴子发射对异常太阳能损失的新限制。对于轴子-光子耦合的$g_{aγ} < 5 x 10^(-10) GeV^(-1)$，太阳模型几乎与标准情况无法区分，而$g_{aγ} > 10 x 10^(-10) GeV^(-1)$可能被排除在外，对应的轴子光度约为$0.20 L_(sun)$。这个对$g_{aγ}$的限制比众所周知的球状星团限制要弱得多，但比以前的太阳极限要严格3倍。我们的结果主要是大量的当前或拟议的搜索实验太阳轴子的兴趣，因为我们的限制定义的最大g_{aγ} $，它是自洽的使用标准的太阳能模型来计算轴子光度。
1998-12-03 astro-ph hep-ph
Search for solar axions produced by Compton process and bremsstrahlung using the resonant absorption and axioelectric effect
研究了太阳康普顿和韧致辐射轴子在$^{169}$ Tm核上的共振吸收。这种吸收会导致激发低的核能级：$A+^{169}$ Tm $\rightarrow ^{169}$ Tm $^*$ $\rightarrow ^{169}$ Tm $+ γ$（8.41 keV）。此外，在硅原子的轴电效应寻求。使用放置在低背景设置中的Si（Li）探测器来检测轴子。由此得到了一个新的与轴子-电子和轴子-核子耦合约束无关的模型：$g_{Ae}\times|g^0_{AN}+ g^3_{AN}|\leq 2.1\times10^{-14}$和轴子-电子耦合常数：$|g_{Ae}| \leq 2.2\times 10^{-10}$。这些极限分别导致DFSZ和KSVZ模型中轴子质量的界限为$m_{A}\leq$ 7.9 eV和$m_{A}\leq$ 1.3 keV（$90\%$ C.L.）。
2013-12-01 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Heavy axion-like particles and core-collapse supernovae: constraints and impact on the explosion mechanism
通过Primakoff过程和光子聚并，在超新星核中可以大量产生质量为$m_a \gtrsim 100$ keV的重类轴子粒子（ALPs）。使用一个国家的最先进的SN模型，我们重新审视的能量损失SN 1987年的轴子光子耦合的界限。此外，我们指出，重ALPs的质量$m_a \gtrsim 100$ MeV和轴子光子耦合$g_{aγ} \gtrsim 4 \times 10^{-9}$ GeV $^{-1}$将衰变成光子背后的冲击波产生的能量沉积，这将促进SN冲击复苏的可能增强。
2020-12-04 astro-ph.HE hep-ph
First indirect detection constraints on axions in the Solar basin
质量为keV量级的轴子可以在太阳核心内大量产生。大多数太阳产生的轴子逃逸到无穷远，但一小部分通量是以低于逃逸速度的速度产生的。随着时间的推移，这个过程会形成一个盆地，里面充满了被困在束缚轨道上的缓慢移动的轴子。这些轴子可以衰变为两个光子，产生可观察到的信号。我们把第一个限制这个太阳盆地的轴子使用最近的静止太阳观测NuSTAR X射线望远镜。我们比较了三种不同的方法来设置约束，并获得世界领先的限制与质量在5和30千电子伏之间的轴子，在某些情况下，提高恒星冷却边界的数量级以上的耦合。
2022-05-11 astro-ph.SR hep-ph
Axions as a probe of solar metals
如果轴子或类轴子粒子存在并被探测到，它们不仅将扩展粒子物理学的标准模型，而且将开辟一条探索其来源的新途径。轴子日视镜的目的是探测在太阳核心产生的轴子。它们的光谱包含了关于太阳内部的信息，原则上可以帮助解决高金属量和低金属量太阳模型之间的冲突。使用计划中的国际轴子天文台（IAXO）作为一个例子，我们表明，太阳望远镜可以测量的强度所造成的较重元素的存在下，具有良好的精度特征发射峰。为了从这些信息中明确地确定元素丰度，需要改进太阳等离子体内部原子状态的建模。
2020-01-24 astro-ph.SR hep-ph
Experiments to test the hypothesis for solar and dark matter axions
本文教学性地介绍暗物质轴子与太阳轴子的直接搜寻实验，基于轴子-双光子耦合，并展望近期潜在变革性进展。
2025-07-08 hep-ex hep-ph
Quantifying uncertainties in the solar axion flux and their impact on determining axion model parameters
本文回顾了太阳轴子通量计算，开发了代码量化太阳模型带来的系统与统计不确定性，并研究了在考虑这些不确定性的情况下，即将建成的 IAXO 望远镜区分 KSVZ 轴子模型及解决太阳丰度问题的能力。
2021-09-08 astro-ph.SR hep-ph
Solar axions cannot explain the XENON1T excess
我们认为，在太阳轴子的解释，最近的XENON1T过剩是站不住脚的天体物理观测的恒星演化。我们讨论了为什么太阳轴子流的发射强度足以解释异常数据会从根本上改变某些类型的恒星在色星等图中的分布的原因，也会与一定数量的其他天体物理观测相冲突。从数量上看，差异的显著性范围从脉冲白矮星周期变化率的$3.3σ$到$R$参数和$M_{I,{\rm TRGB}}$的$19σ$。
2020-07-30 astro-ph.GA astro-ph.SR hep-ex
Search for Solar Axions Produced in the $p + d \rightarrow\rm{^3He}+ A$ Reaction
在$p+d\rightarrow \rm{^3He}+γ(5.5 \rm{MeV})$反应中产生的5.5 MeV太阳轴子的轴电吸收的搜索进行了两个BGO探测器放置在一个低背景设置。得到了一个与模型无关的轴子-光子和轴子-核子耦合极限：$|g_{Ae}\times g_{AN}| \leq 3.2\times 10^{-9} (m_A=0)$ .轴子-电子耦合常数的约束条件，获得了在$(0.1-1.0)$ MeV范围内的质量的轴子：$g_{Ae}\leq (1.8-9.0)\times 10^{-7}$。对于质量为$m_A > 2m_e$的轴子，测定了来自$A\rightarrow e^-+e^+$衰变的太阳正电子通量。利用现有的行星际正电子通量的实验数据，得到了质量在$(1.2-5.4)$ MeV范围内的轴子的一个新的轴子-电子耦合常数约束：$g_{Ae} \leq (1-5)\times 10^{-17}$ .
2010-07-20 hep-ex hep-ph
Search for high energy 5.5 MeV solar axions with the complete Borexino dataset
Princeton University（普林斯顿大学）；INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso（INFN格兰萨索国家实验室）；Lomonosov Moscow State University Skobeltsyn Institute of Nuclear Physics（莫斯科罗蒙诺索夫大学斯科别尔琴核物理研究所）；St. Petersburg Nuclear Physics Institute NRC Kurchatov Institute（圣彼得堡核物理研究所库尔恰托夫国家研究中心）；National Research Centre Kurchatov Institute（库尔恰托夫国家研究中心）；Gran Sasso Science Institute（格兰萨索科学研究所）；Joint Institute for Nuclear Research（联合核研究所）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；Institute for Nuclear Research of NAS Ukraine（乌克兰国家科学院核物理研究所）；Royal Holloway, University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）；Institute of Nuclear Research (Atomki)（原子能研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；National Research Nuclear University MEPhI (Moscow Engineering Physics Institute)（俄罗斯国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；UMass（马萨诸塞大学阿默斯特分校）；Virginia Polytechnic Institute and State University（弗吉尼亚理工大学）
本研究利用Borexino探测器完整数据集搜寻5.5 MeV太阳轴子，考虑多种相互作用过程，得到轴子相关耦合的模型无关限制，排除新参数区域并对两类轴子模型给出约束。
2025-10-22 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Search for solar axions produced by Compton process and bremsstrahlung using axioelectric effect
本文研究了硅原子中由于韧致辐射和康普顿过程而产生的轴子的轴电效应。使用放置在低背景设置中的Si（Li）检测器检测轴子。其结果是，一个模型无关的约束的轴子-电子耦合常数$|g_{Ae}| \leq 2.2\times 10^{-10}$已获得，这导致界限$m_{A}\leq$ 7.9 eV和$m_{A}\leq$ 1.4 keV的DFSZ和KSVZ模型中的轴子的质量，分别（90% C. L.）。
2013-03-28 hep-ex hep-ph
New mechanism producing axions in the AQN model and how the CAST can discover them
我们主张的想法，有一个全新的机制，在太阳中的轴子生产，这是以前从未讨论过的文献。这种新的轴子产生机制是基于所谓的轴子夸克块金（AQN）暗物质模型。这些轴子将产生除了充分研究的轴子发射由于Primakoff效应。AQN模型最初是作为一个自然的解释所观察到的比率$Ω_{\rm dark} \sim Ω_{\rm visible}$时，DM和可见物质密度假设相同的数量级值，无关于轴子质量$m_a$或初始失准角$θ_0$。该模型在不调整任何参数的情况下，合理地再现了由于AQN与太阳物质湮灭事件而导致的日冕极紫外（EUV）辐射强度。在AQN框架内，日冕释放的额外能量代表了一个解决方案，这是一个长期存在的难题，在文献中被称为“太阳日冕加热之谜”。同样的湮灭事件也产生了相对论性的轴子。这代表了轴子产生的一种新机制，也是本工作的主要内容。这些轴子的通量在这个模型中是明确固定的，并以日冕的EUV光度表示。我们还计算了这些轴子的光谱特性，并对升级后的CAST（CERN Axion Solar Axion）实验发现这些太阳轴子的潜力做了一些评论。
2018-08-16 astro-ph.GA astro-ph.SR hep-ph
A proposal to search for a monochromatic component of solar axions using $^{57}$Fe
本文提出了一个新的实验方案来寻找几乎单色的太阳轴子，它的存在迄今还没有被讨论过。当太阳中热激发的$^{57}$ Fe弛豫到其基态时，就会产生轴子，并且可以在实验室中通过相同核素的共振激发来检测。详细的计算表明，激发速率高达10个事件/天/kg- $^{57}$ Fe。可以使用测辐射热计或液体蒸发器有效地检测激励。
1995-04-18 hep-ex hep-ph
Searching for solar axions using data from the Sudbury Neutrino Observatory
我们探索了一种新的检测太阳轴子的可能性，它只依赖于他们的耦合到核子，通过轴子诱导的氘核分解成它们的组成中子和质子。这个过程的一个合适的目标是现在已经结束的萨德伯里中微子天文台（SNO）实验，该实验依赖于大量的重水来解决太阳中微子问题。从完整的SNO数据集，我们排除了在95% C. L的$|g^3_{aN}|\equiv\frac{1}{2}|g_{an}-g_{ap}|>2\times10^{-5}$ GeV ${}^{-1}$在模型独立的时尚等矢量轴核子耦合。亚兆电子伏的轴子质量，涵盖以前未探索的区域的轴子参数空间。在$g_{an}$和$g_{ap}$之间没有精确抵消的情况下，这个结果也超过了其他实验室实验的可比约束，并且排除了由于轴子捕获而使SN 1987 A和中子星冷却的天体物理约束不适用的参数空间区域。
2021-03-05 astro-ph.CO hep-ph
Telling Solar Neutrinos from Solar Axions When You Can't Shut Off the Sun
XENON1 T实验最近报告了低电子反冲能量下的过量事件，这可能是由于探测器内太阳中微子通过大中微子磁矩的相互作用。我们指出，$^{51}$ Cr中微子源放置在靠近探测器可以直接测试这一假设。
2020-06-29 hep-ex hep-ph nucl-ex
Probing the axion-nucleon coupling with the next generation of axion helioscopes
一个有限的轴子-核子耦合，几乎不可避免的QCD轴子，导致生产的轴子通过热激发和随后的退激发的Fe-57同位素在太阳中。我们采用最新的发射率修正了这个通量的太阳边界，并研究了拟议的国际轴子天文台IAXO和它的中间级BabyIAXO探测这些轴子的灵敏度。我们比较了不同的现实实验选项，并讨论了信号的模型依赖性。BabyIXO的灵敏度已经远远超过了以前通过核子耦合搜索太阳轴子的灵敏度，IXO可以将其提高一个数量级以上。
2022-02-09 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
Search for Resonant Absorption of Solar Axions Emitted in M1 Transition in $^{57}$Fe Nuclei
研究了14.4keV太阳轴子在$^{57}$ Fe靶上的共振吸收。放置在低本底装置内的Si（Li）探测器用于探测14.4 keV核能级去激发中出现的$γ$ -量子：$A+\rm{^{57}Fe} \to \rm{^{57}Fe^{*}} \to \rm{^{57}Fe} + γ$。得到了强子轴子质量的新上限：$m_{A} \leq 151$ eV（90% C. L.）（$S$ =0.5，$z$ =0.56）。
2009-06-01 hep-ex hep-ph
Constraint on solar axions from seismic solar models
本文根据新的太阳模型（地震太阳模型）和最近的太阳中微子观测资料（Super-Kamiokande和Sudbury中微子天文台（SNO）），重新研究了轴子与双光子耦合的理论极限$g_{aγγ}$.从理论预期的中微子流量和测量的中微子流量的比较，我们设置了一个极限$g_{aγγ} < 4.0\times 10^{-10} ~\mathrm{GeV} ^{-1}$。这个极限是基于一个新的程序是约3倍的改进，以前的理论极限和更严格的限制比太阳轴子实验。因此，这个极限是对太阳轴子最严格的极限。
2001-12-02 hep-ph
Detecting solar axions using Earth's magnetic field
我们表明，太阳轴子转换为光子在地球的磁层可以产生的x射线通量，平均能量\sim 4千电子伏，这是可测量的黑暗面的地球。地球磁场的小被一个大的磁化体积所补偿。对于质量小于10^{-4} eV的轴子，一个有效面积为10^4 cm ^2的低地球轨道X射线探测器指向太阳核心，可以在一年内探测到10^{-11} GeV^{-1}的光子-轴子耦合。因此，这种新方法的灵敏度将超过目前实验室限制的数量级。
2005-10-20 astro-ph hep-ex hep-ph
Solar axion flux from the axion-electron coupling
在非强子轴子模型中，轴子与电子在树能级上耦合，太阳轴子通量完全由ABC反应（原子复合和去激发，韧致辐射和康普顿）控制。本文利用轴子和光子发射截面之间的关系，从现有的单色光子辐射不透明度（OP，LEDCOP和OPAS）库中计算ABC通量。由于原子复合（自由束缚电子跃迁）和去激发（束缚-束缚），这些结果比以前的估计值大约30%，而以前没有考虑到这一点。
2013-10-02 hep-ph
Theory of magnetic flux tubes in strong fields and the phenomenon of dark matter axions identical to solar axions
本文从速跃层到太阳表面，发展了B~ 10 ^7 G的几乎空锚定磁通量管（MFT）理论的一般规律。该理论的主要结果是在速度跃层附近的MFT内形成太阳轴子和磁O环。在这个磁O-环（基于柯尔莫哥洛夫湍流级联）中，轴子被转换为光子，在速跃层附近产生轴子源光子。另一方面，来自辐射区的高能光子通过O环中的轴子-光子振荡在黑子下产生光子起源的轴子。这意味着在如此强的磁场下，MFT的Parker-Biermann冷却效应由于Parker对流热传输的“消失”而发展，并且因此，磁管的下部的温度借助于在速跃层附近的光子起源的轴子而发展。结果，轴子起源的光子从速跃层到光球层打开了一条自由路径！我们表明，从辐射区通过的高能光子变成轴子，这几乎完全消除了几乎空的MFT的辐射加热。来自辐射区的一定通量的光子通过速跃层，借助于对流加热穿过强磁管的“环”。它允许确定速度和寿命的MFT重联之前，从速跃层到太阳表面，以及速度跃层附近的MFT重联率。最后，我们表明，太阳黑子周期的形成是暗物质-太阳轴子在太阳核心的表现，其调制控制的11年调制的非对称暗物质密度在太阳内部。
2022-03-13 astro-ph.SR hep-ph
Searching for Earth/Solar Axion Halos
我们讨论了目前和不久的将来的轴子暗物质实验的轴子或类轴子粒子的引力束缚到地球或太阳的光环的敏感性。这种晕的存在，假设他们形成，呈现出显着的增益在轴子搜索的灵敏度，同时满足所有目前的实验界限。这些光环的结构和相干特性也意味着新的信号，这可能取决于纬度或方向的检测器。我们通过分析几种不同类型的轴子暗物质实验的灵敏度来证明这一点。
2021-01-27 astro-ph.CO hep-ph physics.atom-ph
Axion-like Particle Conversion in the Solar Magnetic Field
该研究探讨太阳磁场中类轴子粒子与光子的转换现象，利用NuSTAR观测数据对ALP-光子耦合施加严格约束。
2025-01-27 astro-ph.CO hep-ph
A Test of Bolometric Properties of Tm-containing Crystals as a Perspective Detector for the Solar Axion Search
$^{169}$ Tm核素的第一核能级为8.41 keV，具有向基态的磁型跃迁，因此可以作为寻找太阳轴子共振吸收的靶核。我们计划使用的石榴石家族TmPDMATHABMN铝$_5$ O $_{12}$的含Tm晶体作为测辐射热探测器，以寻找通过太阳轴子的共振吸收的第一核能级的激发$^{169}$ Tm。考虑到这一点，生长Tm $_3$ Al $_5$ O $_{12}$晶体的样品，并测试其测辐射热和光学性质。还进行了化学和/或放射性污染的测量。在本文中，我们提出的测试结果，并估计未来的低背景实验装置的要求。
2019-05-30 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
New solar X-ray constraints on keV Axion-Like Particles
本研究利用太阳引力场中类轴子粒子衰变对太阳X射线流量的贡献，结合光子聚合产生机制与康普顿吸收效应，提升了keV量级ALPs参数空间的约束精度，明确了不同耦合参数对约束结果的主导作用。
2023-06-19 astro-ph.SR hep-ph
Prospects of solar axion searches with crystal detectors
本文计算了在几种晶体探测器中，太阳轴子经布拉格散射相干转换为光子的预期信号。结果与目前和将来的实验灵敏度进行了比较，得出晶体探测器的灵敏度不会对球状星团的轴子-光子耦合ga极限提出挑战的结论。特别是，在用这种技术探测到的m_a ~> 0.03 eV的轴子质量窗口中（目前还无法用其他方法探测到），如果这些探测器的参数和性能得到显著改善，并且积累了大量的统计数据，g_a可能会被限制在10^-9 GeV^-1（最近的日震界）。这个界限应该被认为是未来晶体实验灵敏度的最小目标。因此，在这种灵敏度水平上发现正信号必然意味着重新审视针对相同范围的m_a值导出的其他更严格的天体物理极限。
1998-11-23 astro-ph hep-ph
New limits on the resonant absorption of solar axions obtained with a $^{169}$Tm-containing cryogenic detector
研究了$^{169}$ Tm核对太阳轴子的共振吸收。使用了一种新开发的方法，该方法涉及基于Tm $_3$ Al $_5$ O $_{12}$晶体的低本底低温测辐射热计，与以前的基于$^{169}$ Tm的实验相比，该方法允许显著提高灵敏度。在$6.6$天暴露期间用$8.18$ g晶体进行的测量产生了以下轴子耦合限值：$|g_{Aγ} (g_{AN}^0 + g_{AN}^3) \leq 1.44 \times 10^{-14}$ GeV $^{-1}$和$|g_{Ae} (g_{AN}^0 + g_{AN}^3) \leq 2.81 \times 10^{-16}$。
2020-04-17 astro-ph.SR hep-ex hep-ph
New limit on the mass of 9.4-keV solar axions emitted in an M1 transition in $^{83}$Kr nuclei
利用安装在巴克桑中微子天文台低本底装置内的正比计数器，对$^{83}\rm{Kr}$核对太阳轴子的共振吸收进行了研究。得到的等截面和等矢量轴-核子耦合$|g_3-g_0|\leq 1.69\times 10^{-6}$的模型独立上限，使我们能够设定强子轴质量的新上限为$m_{A}\leq 130$ eV（95\%C. L.）通常接受的值为$S$ =0.5和$z$ =0.56。
2015-01-13 hep-ex hep-ph
CAST: A search for solar axions at CERN
欧洲核子研究中心的新轴子太阳望远镜在2002年9月开始收集数据：CAST（欧洲核子研究中心轴子太阳望远镜）使用退役的LHC偶极磁铁将假定的太阳轴子或类轴子粒子转换为可检测的光子。前所未有的偶极磁体强度和长度（9.5 T，10 m）导致了对这些粒子的预测灵敏度首次超过了天体物理学的限制，增加了发现的机会。X射线聚焦光学器件和最先进的探测器技术的使用使得地面实验的背景极低。简要的现状报告，重点是跟踪和控制系统和未来可能的扩展。
2003-04-15 astro-ph hep-ex hep-ph
