Line-of-sight magnetic-field propagation effects on axion-like particle constraints from GRB 221009A
School of Physics, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）；Asia Pacific Center for Theoretical Physics（亚太理论物理中心）
研究GRB 221009A高能光子通过宇宙磁场时与轴子类似粒子的振荡，发现星系际磁场是约束不确定性的主要来源。
2026-06-25 astro-ph.HE 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
Axion-like particle effects on the polarization of cosmic high-energy gamma sources
目前正在计划各种卫星飞行任务，其目标是测量大量伽马射线暴的偏振。我们表明，目前的伽玛射线暴发射模型预测的偏振模式可以大大修改的存在非常轻的轴子状粒子（ALP），这是目前在许多扩展的粒子物理学的标准模型。基本上，伽玛暴发射的光子通过具有畴状结构的宇宙磁场的传播引起光子ALP混合，这有望产生对原始光子偏振的强烈修改。由于每个畴中磁场的随机取向，这种效应强烈依赖于光子视线的取向。因此，光子-ALP转换显著地加宽了原始偏振分布。因此，通过未来的高统计极化测量来寻找这样一个独特的特征是发现非常轻的ALP的新机会。
2010-05-13 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Constraints on Axion-like Particles from the Observation of GRB 221009A by LHAASO
本文利用 LHAASO 对最亮伽马暴 GRB 221009A 的 TeV 能段观测，通过 CL_s 方法在三种宿主星系磁场模型下研究类轴子粒子-光子振荡，获得了小质量区域具有互补性的参数约束。
2024-01-15 astro-ph.HE hep-ph
Generation of circular polarization of gamma ray bursts
本文讨论了在有或无背景场（如磁场）和非对易时空几何条件下，伽马射线暴（GRB）光子通过与天体粒子相互作用产生圆偏振。将GRB光子作为光子系综求解量子Boltzmann方程，讨论了圆偏振的产生（作为法拉第转换相移$Δϕ_{FC}$）的伽马射线暴在下列情况下：（i）中间相互作用，即伽马射线暴在星系团磁场和非对易时空几何中的康普顿散射，以及伽马射线暴在宇宙中微子背景中的散射，和宇宙微波背景（CMB）中的散射;（ii）激波中粒子和场的相互作用，即在磁场存在下伽玛暴与加速带电粒子的康普顿散射。我们发现：（1）在激波穿越后，高能伽玛暴的最大贡献是$Δϕ_{FC}$（GeV量级及更大）来自GRB-CMB相互作用，而对于低能GRB，星系团磁场中GRB的康普顿散射贡献占主导地位;（ii）在激波穿越过程中，磁场对伽玛暴线极化向圆极化的转换有显著影响，这种效应可以用来更好地理解冲击波中的磁场分布。本文的主要目的是强调伽玛暴圆偏振特性的研究和测量有助于我们更好地理解伽玛暴产生的物理机制及其相互作用。
2016-10-04 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
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
Hint at an axion-like particle from GRB 221009A
本文提出 GRB 221009A 的 LHAASO 高能观测与标准 EBL 吸收模型矛盾，并证明引入光子与轴子样粒子（ALP）振荡可自然解释观测光谱，从而为 ALP 存在提供新的有力迹象。
2024-12-30 astro-ph.HE hep-ph
Testing the axion-conversion hypothesis of 3.5 keV emission with polarization
最近在一些星系团、仙女座星系（M31）和银河系（MW）中心测量到的3.5 keV谱线可以很好地解释为暗物质在星系团或星系的磁场中衰变为类轴子粒子（ALP）并随后转化为3.5 keV光子的情况。我们建议通过进行X射线偏振测量来测试这一假设。由于ALP只能与极化方向平行于磁场的光子耦合，因此我们可以通过测量3.5 keV线的极化并将其与磁场的方向进行比较来确认或拒绝该模型。讨论了星系团和旋涡星系的光度和偏振测量，给出了偏振与星系倾角的一般关系。目前正在开发的X射线偏振探测器，如增强型X射线定时和偏振（eXTP），成像X射线偏振探测器（IXPE）和X射线成像偏振探测器（XIPE），只能勉强检测到这种效应。灵敏度可以进一步提高，在未来与更大的有效面积或更好的能量分辨率的探测器。
2017-02-14 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Axion Dark Matter Detection with CMB Polarization
指出了利用宇宙微波背景（CMB）极化测量寻找低质量轴子暗物质的两种方法。特别是，这些似乎是直接探测模糊暗物质的最有希望的方法。轴子暗物质使穿过它的光的偏振方向发生旋转，这在宇宙微波背景中产生了两种新的现象。首先，轴子场的后期振荡导致CMB偏振在整个天空中同相振荡。第二，轴子场的早期振荡洗掉了在最后散射时产生的极化，与标准预测相比，降低了极化分数（TE和EE功率谱）。由于轴子场是振荡的，普通的（静态的）“宇宙双折射”搜索不适合轴子暗物质。这两种现象可以用来寻找质量范围较轻一端的轴子暗物质，其范围超过当前限制的几个数量级。我们设置了一个限制，从冲洗效果使用现有的普朗克结果，并发现显着的未来发现的潜力，特别是CMB探测器搜索的振荡效应。
2019-07-30 astro-ph.CO hep-ph
Quasar polarization with two axionlike particles
最近的研究表明，类星体的可见光不存在圆偏振，严重限制了类轴子粒子（ALP）作为线偏振产生的解决方案的解释。此外，类似于先前在光学波段进行的观测，新观测到的类星体无线电波长的线性偏振，使得ALP的情况与两种观测中的至少一种不一致。在这项研究中，我们将这种情况下，两个轴子一样的粒子，一个标量和另一个赝标量。我们发现，标量和赝标量的影响相互抵消，从而抑制圆极化，同时保持一致的线极化，在可见光和无线电波波段观察。
2013-07-23 astro-ph.CO hep-ph
Probing Axions via Light Circular Polarization and Event Horizon Telescope
本文利用事件视界望远镜的偏振测量，研究轴子-光子-黑洞磁场相互作用对光偏振的影响，提出离壳轴子散射可产生显著圆偏振，从而为约束超轻类轴子参数空间和探测黑洞附近轴子特征提供新途径。
2023-04-12 astro-ph.CO astro-ph.GA hep-ph
Signatures of photon-axion conversion in the thermal spectra and polarization of neutron stars
在强磁场存在下，光子转化为轴子可以使磁化天体的辐射变暗。在这里，我们进行了详细的计算，旨在量化的光谱，光变曲线和极化的中子星（NS）的光子-轴子转换的签名。我们考虑到能量和角度依赖的转换概率和表面的热发射从NS。后者是从磁化大气模型，包括由于真空偏振的光子偏振模式转换的效果计算。由此产生的光谱模型，包括引力红移和光偏转的广义相对论效应，使我们能够对所观察到的NS光谱，光变曲线和偏振信号的光子到轴子转换的影响作出现实的预测。我们确定了转换的独特特征，例如当热点旋转远离观察者视线时，热点的有效面积增加。对于从整个表面发射的恒星，转换产生的视半径要么大于要么小于（取决于轴子质量和耦合强度）NS状态方程设定的极限。对于一个发射区，观察相位上，光子-轴子转换的结果在反转的偏振平面相对于无转换的情况。虽然我们确定的特征的定量细节取决于NS属性（磁场强度，温度）和轴子参数，光子-轴子转换引起的光谱和偏振签名是独特的，足以使NS非常有趣和有前途的探测器的轴子物理。
2012-01-25 astro-ph.HE hep-ph
Detecting Extragalactic Axion-like Dark Matter with Polarization Measurements of Fast Radio Bursts
Purple Mountain Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院紫金山天文台）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学天文与空间科学学院）
本研究利用FAST对FRB 20220912A的偏振测量，搜索河外星系轴子类暗物质，给出了耦合常数上限，提供了一种互补的探测途径。
2026-09-25 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Polarization mesurements of gamma ray bursts and axion like particles
像伽马射线暴（GRB）这样的强磁化天体在一个足够宽的能带上传播的极化伽玛射线辐射为检验类轴子粒子（ALP）假说提供了机会。基于在几个伽马射线暴中探测到的极化伽玛射线辐射的证据，我们估计了在伽玛暴的磁化火球环境中可能发生的ALP诱导的二向色性水平。这允许估计伽玛暴的偏振测量的灵敏度的ALP-光子耦合。这种灵敏度$\gag\le 2.2\cdot 10^{-11} {\rm GeV^{-1}}$计算的ALP质量$m_a=10^{-3}~{\rm eV}$和MeV的伽马射线发射的能量扩展是有竞争力的CAST的灵敏度，并变得更强的ALP质量较低。
2008-09-03 astro-ph hep-ex hep-ph
Detecting Axion Dark Matter with Black Hole Polarimetry
本文提出利用超大质量黑洞周围轴子玻色-爱因斯坦凝聚增强的偏振旋转效应，通过事件视界望远镜的偏振测量探测轴子-光子耦合，并给出可探测的轴子质量与耦合参数范围。
2024-10-05 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Searching for GeV Gamma-Ray Polarization and Axion-Like Particles with AMS-02
本研究评估AMS-02及AMS-100对GeV伽马射线偏振的探测能力，发现AMS-100观测NGC1275可探测轴子类似粒子新参数空间，而银河系源偏振测量受现有实验限制。
2025-10-17 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Pulse and Polarization Structures in Axion-Converted X-rays from Pulsars
研究通过分析脉冲星X射线的脉冲与极化结构，探讨轴子转化的X射线特性，结合数据拟合验证轴子解释的可行性，并提出更精确的结论可能性。
2025-11-24 astro-ph.HE hep-ph
Probing axion-like particles with the ultraviolet photon polarization from active galactic nuclei in radio galaxies
在大尺度磁场$B$中，光子与类轴子粒子（ALP）的混合改变了来自射电星系活动星系核的线偏振光子束在宇宙学距离上传播时的偏振角。使用现有的紫外偏振数据，这些来源，我们得到一个新的约束的产品的光子-ALP耦合$g_{aγ}$倍$B$。我们发现$g_{aγ} B \lesssim 10^{-11}$ GeV $^{-1}$ nG的超轻ALP与$m_a \lesssim 10^{-15}$ eV。我们比较我们的新的约束与文献中存在的，我们评论可能的改进与观察更多的来源。
2012-04-25 astro-ph.HE hep-ph
Signals of Axion Like Dark Matter in Time Dependent Polarization of Light
我们考虑通过使用光的偏振角的时间序列数据来搜索类轴子粒子（ALP）。如果ALP的凝聚起着暗物质的作用，光的偏振面作为时间的函数振荡，我们可以通过连续观察偏振来检测ALP的信号。特别是，我们讨论了傅立叶变换的数据的时间相关的偏振角的分析是强大的发现ALP暗物质的信号。我们特别注意来自天体物理源如原行星盘、超新星遗迹、宇宙微波背景辐射的前景辐射等的光，指出对于ALP质量的$\sim 10^{-22}$ - $10^{-19}\ {\rm eV}$，在傅立叶空间中的ALP搜索可以到达其他搜索尚未探索的参数区域。
2019-11-30 astro-ph.CO hep-ph
Probing Axion-Photon conversion via circular polarization imprints in the CMB $V$-mode observations
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Indian Institute of Science（印度科学学院）
本文提出利用CMB V模式观测中的圆偏振印记来约束轴子类粒子的参数空间，通过研究轴子-光子转换机制在宇宙微波背景中的影响，探讨了磁场对光子圆偏振度的影响，并指出在最优情况下，40 GHz的CLASS观测可以探测到之前未被约束的轴子-光子耦合参数范围。
2026-05-20 astro-ph.CO hep-ph
Reflection polarization of close binaries as a probe of axion dark matter birefringence
The University of Tokyo（东京大学）；National Chung Hsing University（国立中兴大学）；Kyoto University（京都大学）
提出用密近双星偏振测量探测超轻轴子暗物质引起的双折射，利用反射或散射产生的锁相线性偏振搜索轴子引起的偏振角振荡旋转，估算了单颗亮双星的灵敏度及未来阵列的潜力。
2026-07-07 astro-ph.CO astro-ph.SR hep-ph
Polarization Signals from Axion-Photon Resonant Conversion in Neutron Star Magnetosphere
本研究指出中子星磁层中等离子体的共振转换效应可显著增强轴子-光子转换产生的线极化，结合特定天体的极化测量数据，证明其能在宽轴子质量范围对轴子-光子耦合提供强约束。
2025-02-11 hep-ph
Can the gamma-ray bursts travelling through the interstellar space be explained without invoking the drastic assumption of Lorentz invariance violation?
实验观测表明，伽马射线暴（GRB）和高能中微子暴可能以不同的速度传播，通常延迟数小时或数天。我们讨论了伽玛射线暴延迟的两种可能的解释：光在星际介质中的光的色散和由于量子引力涨落导致的洛伦兹不变性的破坏。在其他几种介质中，我们考虑了光在轴子等离子体中的色散，首次从量子场论出发得到了轴子等离子体的频率和色散关系。我们发现，从观测推断的轴子密度太低，无法产生观测到的GRB延迟。然而，一个更精确的估计的空间分布的轴子需要一个结论性的结果。其他已知的介质也无法解释伽玛射线暴的延迟，尽管在延迟的观测中仍然存在不确定性。根据洛伦兹不变性破坏和修正色散关系的解释有其自身的问题：由于色散关系的修正不应该依赖于粒子类型，光子和中微子之间的延迟很难解释。因此，这两种解释都不足以解释观察结果。我们得出结论，这两种解释之间的一个关键区别是辐射的传播速度的频率依赖性：在色散等离子体中，群速度随着频率的增加而增加，而洛伦兹不变性破坏意味着在较高的频率下速度较低。未来的实验将解决伽玛射线暴的两种频率依赖性中的哪一种实际上是这种情况。
2021-01-14 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Electromagnetic Polarization Effects due to Axion Photon Mixing
我们研究了轴子对电磁波在天文距离上传播时极化的影响。我们分析了电磁波由于与轴子混合而引起的色散的变化。我们发现，这导致了偏振的转变，并成为一个广泛的频率范围内的主导效应。我们分析了这种效应或光子衰变为轴子是否可以解释在类星体和射电星系的偏振中观察到的大尺度各向异性。我们还评论的可能性，轴子光子混合可以解释遥远的超新星变暗。
2002-06-25 astro-ph hep-ph
Magnetic Structures in Gamma-Ray Burst Jets Probed by Gamma-Ray Polarization
利用IKAROS太阳帆上的伽马射线暴偏振仪（GAP）对两个伽玛射线暴的瞬发辐射GRB 110301 A和GRB 110721 A进行了偏振测量。我们从每个脉冲群中检测到线性偏振信号，其中对于GRB 110301 A，偏振度为$Π= 70 \pm 22$ %，$3.7 σ$具有统计学显著性，对于GRB 110721 A，偏振度为$Π= 84^{+16}_{-28}$ %，$3.3 σ$置信水平。我们没有检测到任何显着的偏振角的变化。这两个事件与GRB 100826A相比，持续时间更短，亮度更暗，显示出偏振角的显着变化，如Yonetoku等人（2011）所报道的那样。同步辐射辐射模型可以与三个暴的观测数据相吻合，而光球准热辐射模型则不太适用。我们认为，在发射区的磁场结构是全球有序的领域平流从中央引擎。
2012-08-27 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Quantum field theory of axion-photon mixing and vacuum polarization
我们报道了在量子场论框架下分析轴子-光子混合的最新结果。我们得到的振荡公式的修正，我们揭示了一个新的效果的真空极化由于非零值的真空能量的光子极化与轴子混合的组件。本文还研究了弯曲空间中的轴子-光子混合。数值分析表明，轴子-光子混合的某些量子场论效应，原则上是可以在实验上探测到的。
2019-04-25 hep-ph hep-th
Searching for axions with time resolved pulsar polarimetry
Durham University（杜伦大学）
通过时间分辨脉冲星偏振观测，研究轴子-光子耦合强度限制，展示时间分辨脉冲星双折射在轴子搜索中的潜力。
2026-05-09 astro-ph.CO hep-ph
Constraining the photon coupling of ultra-light dark-matter axion-like particles by polarization variations of parsec-scale jets in active galaxies
超轻暗物质可能由质量低于10^（-19）eV的类轴子粒子组成。这些粒子的双光子相互作用影响了通过暗物质传播的辐射的偏振。粒子的玻色凝聚体的相干振荡引起通过凝聚体的发射的偏振平面的周期性变化。我们估计这种影响，并分析MOJAVE VLBA偏振观测明亮的下游功能在秒差距尺度的活动星系的喷流。通过不观测周期性极化变化，我们能够将超轻暗物质类轴子粒子的光子耦合限制在<~ 10^（-12）/GeV的水平，质量在~5*10^（-23）eV和~1.2*10^（-21）eV之间。
2018-11-27 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Upper limit on the axion-photon coupling from magnetic white dwarf polarization
磁白矮星（MWD）热辐射的偏振测量已被提出作为轴子-光子混合的探针。离开MWD表面的辐射是非偏振的，但是如果存在低质量轴子，则平行于MWD磁场方向偏振的光子可以转换成轴子，这引起依赖于轴子-光子耦合$g_{aγγ}$的强度的线性偏振。我们模拟这个过程中使用的强场真空双折射的存在下，轴子光子混合的形式主义，以显示所有恒星类型的MWD是最有前途的目标，为轴子诱导的偏振搜索。然后，我们考虑从多个MWD，包括SDSS J135141和Grw+70 $^\circ$ 8247的线性偏振数据，以表明在严格考虑天体物理学的不确定性后，轴子-光子耦合被约束到$|g_{aγγ}| \lesssim 5.4 \times 10^{-12}$ GeV $^{-1}$，在95%的置信度下，轴子质量$m_a \lesssim 3 \times 10^{-7}$ eV。这个上限使先前提出的用轴子来解释宇宙对TeV伽马射线的异常透明性的解释变得紧张。我们确定MWD的目标，未来的数据和建模工作可以进一步提高对轴子的敏感性。
2022-03-08 astro-ph.SR hep-ph
Axion-photon conversion in stochastic magnetic fields
Kobe University（神户大学）；Kyoto University（京都大学）
研究随机磁场中轴子-光子转换，通过假设高斯磁场，用功率谱表示光子强度和极化的期望值与方差，发现其与相关长度、传播距离和轴子质量有关，还揭示了极化、方差及圆极化峰值等特性及统计量间的一致性关系。
2026-07-14 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Influence of Strings with Axionic Content on the Polarization of Extragalactic Sources
结果表明，轴子集中在电弱字符串，因此稳定可能会产生旋转的偏振角的辐射从河外源大于所造成的背景场，以及连接到全球字符串的轴子墙有一个效果，这取决于频率。我们讨论了辐射的经典和量子处理的有效性，并指出后者产生线偏振到圆偏振的转换。我们描述可能的异常的意见，这可能表明这些影响的轴子。
1994-11-11 astro-ph hep-ph
V-mode Polarization in Axion Inflation and Preheating
我们研究了在与费米子和规范场耦合的轴子暴胀中原始圆（“V-模式”）极化的产生，特别注意（p）再加热。我们构造了$V$的功率谱，发现了一个以$n_V=4$为指标的蓝倾斜谱。这与暴胀子的主要衰变通道（直接费米子与直接光子产生）无关
2017-09-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmic acceleration vs axion-photon mixing
轴子-光子混合被认为是超新星变暗的另一种解释。我们指出，由于这种混合，光子的损失将导致光度d_L（z）和角直径距离d_A（z）之间的强烈不对称，因为后者不受混合的影响。在第一次搜索这样的不对称性，我们引入一个无量纲的混合振幅λ，使λ =0，如果没有光子丢失和λ = 1，如果轴子光子混合发生。SNIa和射电星系数据的最佳拟合值为λ =-0.3 ^{+0.6}_{-0.4}（95%CL），对应于非物理的负混合长度。同样的论点限制了超新星的光线由于尘埃而衰减。我们表明，未来的d_L和d_A数据从SNAP和星系调查，如DEEP 2和KAOS将检测或排除混合在5西格玛以上，几乎独立的暗能量动力学。最后讨论了伽马射线暴（GRB）GRB 021206的近极大极化的限制。由于混合减少了远距离源的偏振，未来的高红移伽玛暴观测可能会提供轴子光子混合和相关场景的正交约束。
2004-02-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Black hole superradiance and polarization-dependent bending of light
非均匀赝标量场组态的行为类似于光学活性介质。因此，如果光线穿过克尔黑洞周围的轴子云，它可能会经历偏振相关的弯曲。我们探讨了这种效应的大小和相关性，同时考虑QCD轴子和一般的类轴子粒子。
2018-04-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Optical circular polarization induced by axionlike particles in blazars
我们认为类轴子粒子（ALP）与光子的相互作用可能是耀变体光学圆偏振（CP）的一个来源。由于在$\sim0.1\%$水平上没有明确的光学CP探测，可以得到ALP-光子耦合的粗略极限，具体地说是$g_{aγ}\cdot B_\mathrm{T0}\lesssim7.9\times10^{-12}~\mathrm{G\cdot GeV}^{-1}$对$m_{a}\lesssim 10^{-13}~\mathrm{eV}$，这取决于耀变体喷流的磁场配置。显然，对于具有更大磁场强度的blazar模型，如强子辐射模型，这个约束可能会更严格。我们还对两个耀变体3C 66 A和OJ 287的光学CP的初步观测结果进行了专门的分析，发现这些观测结果可以用ALP光子与$g_{aγ} \sim 10^{-11}~\mathrm{GeV}^{-1}$的混合来解释。作为展望，我们的分析可以通过对耀变体辐射模型的进一步研究以及光学CP和线偏振的高精度联合测量来改进。
2023-03-07 astro-ph.HE hep-ph
Constraining the photon-axion coupling constant with magnetic white dwarfs
被称为轴子的轻赝标粒子，从QCD中强CP问题的Peccei-Quinn解决方案中得到，仍然难以捉摸。推断其存在的一个途径是通过其与电磁辐射的耦合。到目前为止，实验室实验致力于检测质量范围$10^{-6} < m_a < 10^{-3}$ eV的轴子与光子-轴子耦合强度$g_{aγγ} < 10^{-10}GeV^{-1}$，其中的限制来自天体物理学的考虑。在这项研究中，我们提出了一种新的方式来约束$g_{aγγ}$的线性偏振水平的磁白矮星（mWD）出现的辐射。我们发现WD磁层中的光子-轴子振荡可以增强线极化度。观察到，大多数mWD显示只有5%的线性极化，我们推导出上限$g_{aγγ}$不同的轴子质量。
2011-09-14 astro-ph.HE hep-ph
Hard X-ray polarization catalog for a 5-year sample of Gamma-Ray Bursts using AstroSat CZT-Imager
AstroSat上的碲锌镉成像仪（CZTI）自2015年发射以来一直定期探测伽马射线暴（GRB）。它对100 keV以上能量的偏振测量的灵敏度使CZTI能够尝试对伽马射线暴进行光谱偏振研究。在这里，我们提出了第一个目录的伽玛暴偏振测量CZTI在其第一个五年的操作。本文给出了100-600 keV能量范围内20个伽玛暴瞬发辐射的时间积分极化测量结果。样品中包括在0-60度和120-180度角范围内探测到的明亮伽玛暴，在这些角度范围内仪器具有有用的偏振灵敏度，并且不易于系统性。我们在分析中实施了一些新的修改，以提高仪器的偏振灵敏度。大多数的样本中的伽玛暴被发现具有较小的/零偏振在整个突发的持续时间相比，一小部分的5个伽玛暴表现出高极化。可以推测跨脉冲串的低偏振是由于脉冲串本质上是弱偏振的，或者是由于脉冲串内的偏振角变化，即使当脉冲串是高度偏振的。与POLAR测量相比，CZTI检测到了大量高偏振的情况。这可能是CZTI观测的较高能量窗口的结果，这导致与POLAR相比，对突发发射的较小持续时间进行采样，从而探测偏振特性的较小时间变化的发射。
2022-07-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Probing Axion-like Particles via CMB Polarization
类轴子（Axion-like particles，ALP）通过耦合作用使光子的线偏振态发生旋转，并将宇宙微波背景（cosmic microwave background，CMB）$E$模转换为$B$模。通过假设ALP $ϕ$具有二次势$V=m^2ϕ^2/2$，我们推导出ALP动力学与旋转角之间的关系。我们计算了CMB观测对ALP-光子耦合$g$的当前和未来的灵敏度，它可以达到$10^{-32}\,\mathrm{eV}\lesssim m\lesssim 10^{-28}\,\mathrm{eV}$的$g=4\times 10^{-21}\,\mathrm{GeV}^{-1}$，并且远远超过任何质量$m\lesssim 10^{-25}\,\mathrm{eV}$的其他搜索。我们发现，在观察者的ALP场的波动，这在以前的研究中被忽略，可以诱导显着的各向同性旋转的CMB偏振。各向同性和各向异性旋转的测量使我们能够对相关量（如ALP质量$m$和ALP密度参数$Ω_ϕ$）进行限制。特别是，如果LiteBIRD检测到各向异性旋转，我们得到张量与标量比的下限为$r > 5 \times 10^{-9}$。
2021-03-11 astro-ph.CO hep-ph
Discovering QCD-Coupled Axion Dark Matter with Polarization Haloscopes
本研究提出利用极化晕镜探测QCD耦合轴子暗物质，借助轴子引发的极化电介质振荡电流激发腔模，现有技术即可拓展新参数空间，还可验证轴子-光子耦合信号的来源。
2023-08-25 hep-ex hep-ph nucl-th
Photon-Axion Conversion, Magnetic Field Configuration, and Polarization of Photons
研究了光子-轴子转换过程中光子偏振态的演化，重点研究了磁场位形对光子偏振态的影响.大多数先前的研究都是在传统的模型中进行的，其中考虑了磁畴的网络，并且每个磁畴具有恒定的磁场。我们研究了一个更一般的模型，其中仍然假设磁畴网络，但每个磁畴都有一个螺旋磁场。我们发现，这种渐近行为并不依赖于磁场的位形。值得注意的是，我们解析地得到了常规模型中极化方差的渐近值。当螺旋度较小时，我们发现在演化的早期阶段会出现阻尼振荡行为。此外，我们还看到，利用极化观测对轴子耦合和宇宙磁场的约束受到磁场位形的影响。这是因为不同的磁场配置导致了极化动力学的不同瞬态行为。最近，[C. Wang）和雅江翠雀花（D.赖，J.科斯莫。太空船。[国物字第06号（2016）006.]提出了螺旋模型中光子-轴子转换的特殊性。然而，我们的螺旋模型给出了与传统的不连续磁场配置模型更接近的预测。
2017-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On ALP scenarios and GRB 221009A
从射频到伽马射线，大量的天文台观测到了异常明亮的伽马射线暴GRB 221009 A。特别令人感兴趣的是报告的观测光子样的空气淋浴的非常高的能量：一个18 TeV的事件在LHAASO和251 TeV的事件在地毯2。在这些能量的伽马射线预计将被吸收的成对生产事件的背景光子时，旅行星系际的距离。有几项研究试图解释这些事件的观测结果，假设它们起源于GRB 221009A，通过调用类轴子粒子（ALP）。我们重新考虑这种情况，并考虑到天体物理的不确定性，由于鲜为人知的磁场和背景光子密度。我们发现，强有力的，ALP方案不能同时占18 TeV和251 TeV的光子从GRB 221009A。
2022-11-16 astro-ph.HE hep-ph
Search for Axions in Magnetic White Dwarf Polarization at Lick and Keck Observatories
该研究利用利克和凯克天文台的分光偏振数据，通过分析磁白矮星星光的斯托克斯参数搜索轻类轴子粒子，虽未发现相关证据，但对轴子-光子耦合设置了世界领先的限制。
2025-04-16 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Rotation of the polarization plane in axion fields: application to neutron star polar cap regions
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Helsinki Institute of Physics（赫尔辛基物理研究所）；Babeş-Bolyai University（巴比什-博约伊大学）；Nuclear Safety Institute, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院核安全研究所）；L. D. Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院列夫·达维多维奇·朗道理论物理研究所）
研究轴子场中偏振面旋转机制，探讨中子星极帽区域的极化特性及强磁场下的检测需求。
2026-10-07 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Laser-driven search of axion-like particles including vacuum polarization effects
研究了强激光场中光子进入类轴子粒子的振荡。通过真空极化张量的低能行为来考虑非线性QED效应，真空极化张量是在单圈和弱场近似下由Euler-Heisenberg Lagrangian导出的。在这个框架中得到的表达式被应用到配置中的强背景场是一个圆偏振单色平面波。分析结果表明，在低能量动量转移的情况下，轴子场在真空中诱导了手征双折射和二向色性，这在纯QED背景下是不明显的。还确定了相应的偏振面的椭圆率和角旋转。我们利用这些可观的轴子参数施加排斥限制。我们的预测涵盖轴子群众的设置的基础上偶极磁铁提供不太严格的限制。可能的实验方案中，我们的结果可以进行测试进行了讨论。
2014-02-26 hep-ph hep-th
Modified Axion Electrodynamics as Impressed Electromagnetic Sources Through Oscillating Background Polarization and Magnetization
我们提出了一个重新制定的轴子修改电动力学与所有修改重新定义的D，H，B和E场之间的本构关系。这使得解释的轴子诱导的背景束缚电荷，极化电流和背景极化和磁化满足电荷电流连续性方程。这种表示形式类似于光子扇区奇宇称洛伦兹不变性违反背景场。我们表明，当施加一个直流B-场的振荡背景极化诱导的频率相当于轴子质量。相反，当施加直流电场时，在与轴子质量相等的频率下诱导振荡背景磁化。我们表明，这些条款是等效的外加源项，类似的方式，电压和电流源的电路和天线理论中的麦克斯韦方程组的印象。外加源项表示外部能量转化为电磁能，在轴子修正电动力学的情况下，这是由于逆普里马科夫效应将轴子的能量转化为光子。在DC磁场下的轴子诱导振荡极化类似于以轴子康普顿频率振荡的永久极化驻极体，其从有效的外加磁电流源产生电动势。特别是，它示出，所施加的直流电流，驱动电磁铁的螺线管磁直流场，感应出平行于直流电流的外加磁电流，在轴子的康普顿频率振荡。我们表明，磁流驱动电压源通过一个电矢势，也定义了边界条件的振荡轴子感应极化的内部和外部的电磁铁。
2019-08-01 astro-ph.GA gr-qc hep-ph
Constraints on axion-like ultralight dark matter from observations of the HL Tauri protoplanetary disk
本文利用HL Tauri原行星盘的极化观测未发现极化角变化，约束了类轴子超轻暗物质的质量与光子耦合。
2025-05-01 astro-ph.CO hep-ph
Polarization-operator approach to optical signatures of axion-like particles in strong laser pulses
探测光子进入类轴子粒子的假设振荡可能通过利用高强度激光脉冲的强场来揭示。考虑到任意平面波背景，我们确定的极化张量诱导的量子涨落的轴子场，并使用它来计算如何初始线偏振探测光束的偏振性质被修改。我们发现，基于当代设施和仪器的各种实验设置可能会导致这些粒子候选人的参数空间上的新的排斥界限。脉冲形状对发现潜力的影响进行了研究，通过高斯包络和$\sin^2$配置文件调制的波的情况之间的比较。这种分析表明，由椭圆率所产生的上限是相对不敏感的这种变化，而所产生的偏振平面的旋转变成更依赖于场的形状。
2016-12-23 hep-ph
Photon Propagation through Axion Clouds around Magnetized Compact Objects: Time Delays and Polarimetric Signatures
University of Helsinki（赫尔辛基大学）；UFMG（米纳斯吉拉斯联邦大学）
研究光子通过密集轴子云的传播效应，探讨其对高能中微子与伽马射线暴时间偏移的影响，推导出修改的光子色散关系，并得出轴子-光子混合导致的偏振约束。
2026-07-28 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Induced Circular Polarization on Photons Due to Interaction with Axion-Like Particles in Rotating Magnetic Field of Neutron Stars
本研究利用量子玻尔兹曼方程探讨中子星旋转磁场中类轴子相互作用对光子偏振的影响，发现毫秒中子星周期性磁场可诱导圆偏振，并提出以联星系统作为探测手段，排除了特定质量与耦合常数范围内的类轴子参数空间。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Searching for Axion-like particle Dark Matter with Time-domain Polarization: Constraints from a protoplanetary disk
The University of Tokyo（东京大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；Ochanomizu University（御茶水女子大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (WPI)（Kavli宇宙物理数学研究所（WPI））；Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（综合研究大学院大学）
通过原行星盘偏振数据约束ALP-光子耦合，首次推导出上限并预报高灵敏度检测潜力
2026-09-25 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Axion-Photon Conversion of LHAASO Multi-TeV and PeV Photons
大型高海拔空气簇射天文台（LHAASO）报告了大量多TeV尺度光子事件的探测，其中包括几个PeV尺度的伽马射线光子事件，能量高达1.4 PeV。其中一些事件可能起源于银河系外的可能性尚未排除。在这里，我们提出了一个机制，非常高的能量（VHE）和超高能（UHE）光子的轴子光子转换的情况下，它允许河外的阈值以上的光子被地球上的观测者检测到的基础上旅行。我们发现，轴子-光子转换可以作为一种替代机制，除了阈值异常由于洛伦兹不变性破坏，新观察到的伽马射线暴GRB 221009 A的非常高的能量特征。
2023-01-06 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
String theoretic axion coupling and the evolution of cosmic structures
我们研究了轴子耦合到$R\tilde{R}$对宇宙结构演化的影响。结果表明，标量和矢量型微扰的演变不受这种轴子耦合。然而，轴子耦合导致的张量型微扰的两个偏振态的不对称演化，这可能会导致一个相当大的偏振不对称的宇宙学引力波，如果暴胀涉及一个周期，其中轴子耦合是重要的。在膨胀过程中产生的极化不对称性在随后的演化中保持不变，只要尺度保持在大尺度极限，因此这可能导致在宇宙微波背景辐射中的可观测的痕迹。
1999-07-06 astro-ph gr-qc hep-ph
Spin of protons in NICA and PTR storage rings as an axion antenna
我们讨论了一种新的方法来寻找轴子在存储环实验中，适用于短相干时间的平面内极化的情况下，质子。该技术可以很容易地应用于任何储存环配备内旋光仪（COSY，NICA，PTR）的光束的径向偏振。我们指出了一种可能性的attianable轴子质量的范围内的存储环的混合电力和磁弯曲，PTR质子存储环是一个例子。
2022-04-28 hep-ph
Probing dynamical axion quasiparticles with two-photon correlations
本文将原子自发辐射的 Weisskopf-Wigner 公式扩展至动力学轴子准粒子的量子场论，获得了实时轴子衰变产生的具有动量与偏振超纠缠的双光子态，并提出利用双光子关联作为探测该准粒子的直接手段。
2025-11-03 cond-mat.other hep-ph hep-th
