Advancing axion detection: Photon regeneration in high-sensitivity Penning trap experiments
Xi’an Jiaotong University(西安交通大学);Shenzhen Campus of Sun Yat-sen University(中山大学深圳校区)
研究将光子再生技术与高灵敏度潘宁阱技术结合用于轴子探测,利用潘宁阱优势,通过微波腔共振增强光子再生提高对轴子-光子耦合的灵敏度,给出初步计算的高灵敏度结果。
2026-07-07 hep-ph
Recent progress on QCD inputs for axion phenomenology
QCD轴子的性质与强相互作用对拓扑参数θ的依赖性密切相关。我们提出了一个确定的拓扑性质的QCD的温度高达约600 MeV,得到的格点量子色动力学模拟与2+1口味和物理夸克质量。的拓扑磁化率的数值结果相比,瞬子气体计算,不同的大小和温度依赖性。我们讨论了这样的研究结果的轴子现象学的影响,也比较类似的研究文献中,和未来的调查前景。
2016-12-19 hep-lat hep-ph
GUT monopoles, the Witten effect and QCD axion phenomenology
单独来看,磁单极子和轴子都是物理学中超越标准模型的有充分动机的方面。我们证明,凭借威滕效应,它们之间的相互作用是非平凡的;单极明确地打破了相应的轴对称性,并导致缺乏通常的瞬子衍生指数抑制因子的轴子势。由于轴子以其极弱的相互作用弱相互作用为特征,因此任何增强其效应的区域都可能令人感兴趣。作为这些发现的一个应用,我们证明了在早期宇宙中一个现象学上可接受的大统一单极子种群可以有效地抑制QCD轴子暗物质丰度和CMB等曲率贡献。
2017-11-15 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Phenomenology of Long-Lived Dark Photons and Axion-Like Particles in a Mixed Portal Framework
Istanbul University(伊斯坦布尔大学)
研究混合门户框架下暗光子和类轴子粒子通过级联衰变产生长寿命多光子信号的现象学,推导衰变宽度和分支比,并区分标准模型主导和级联主导区域。
2026-06-29 hep-ph
Inflation and Higgs Phenomenology in a Model Unifying the DFSZ Axion with the Majoron
该研究探究2hdSMASH模型中的暴胀及其对低能现象学的影响,确定满足理论约束的参数空间,并给出对撞机可检验的基准场景。
2024-07-16 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
The Axion-Higgs Portal
本文研究满足平移对称性的六维算符轴子-希格斯门户的现象学,对比多领域约束,推导其作为暗物质候选的参数空间,并与无导数标量希格斯门户的相关结果做参照。
2022-07-12 hep-ph
Advancing Globular Cluster Constraints on the Axion-Photon Coupling
我们利用$R_2$参数,即球状星团中渐近巨支与水平支上的恒星星族的比值,改进了目前由恒星演化导出的轴子-光子耦合的上界。我们比较这与模拟使用的恒星演化代码MESA,其中包括轴子生产的影响的数据。特别注意的是量化的$R$和$R_2$参数的不确定性的影响,由于对流核心边界的建模。我们用一个双向混合方案将轴子-光子耦合约束为$g_{aγγ} < 0.47 \times 10^{-10}~\mathrm{GeV}^{-1}$。这排除了QCD轴子和类轴子粒子参数空间的新区域。来自星震学的补充证据表明,随着对流边界混合周围的不确定性得到更好的理解,这可能会提高到$g_{aγγ} < 0.34 \times 10^{-10}~\mathrm{GeV}^{-1}$。
2022-11-25 astro-ph.SR hep-ph
Running effects on QCD axion phenomenology
本文研究重整化群跑动效应对QCD轴子现象学的影响,聚焦DFSZ模型,发现其耦合修正取决于希格斯标量积出能标,并显著影响天体物理与实验约束,同时给出精确拟合的解析表达式。
2023-12-27 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Quark Flavor Phenomenology of the QCD Axion
具有世代依赖的Peccei-Quinn电荷的轴子模型可以导致改变味道的中性电流,从而激励QCD轴子搜索精确的味道实验。我们严格推导出最普遍的有效的味道违反耦合从目前的测量和评估其发现潜力的限制。对于两体衰变,我们使用现有的实验数据,以获得限制$q\to q' a$衰减率的所有风味过渡。利用手征微扰理论和算子乘积展开,系统地计算了轴子对中性介子混合的贡献。我们还详细讨论了重子衰变和三体介子衰变,这可以导致一些耦合的最佳搜索策略。例如,$Λ\to n a$跃迁的一个强极限可以从超新星SN 1987 A推导出来。在不久的将来,在正在进行的实验中对$q\to q' a$衰变的专门搜索可能会在NA 62或KOTO测试高达$10^{12}$ GeV的Peccei-Quinn破缺标度,并在Belle II或BES III测试高达$10^{9}$ GeV的Peccei-Quinn破缺标度。
2020-02-11 hep-ex hep-ph
Higgs sector phenomenology in the 3-3-1 model with an axionlike particle
本文详细研究了含类轴子粒子的 3-3-1 模型的标量部门,证明了双轻子与普通标量场无混合,确定了类轴子粒子和 100 GeV-1 TeV 赝标量的物理场,并验证了模型在顶夸克衰变、Higgs 轻子衰变和介子振荡中符合实验约束。
2023-05-19 hep-ph
Assisting pre-big bang phenomenology through short-lived axions
我们提出了一个详细的研究结果如何isocurvature轴子波动转换成绝热度规扰动通过轴子衰变,并讨论了前大爆炸宇宙学的参数与目前的CMB各向异性数据的一致性所需的约束。温度涨落的大尺度归一化对轴子的质量和初始值都有非平凡的依赖性。在最简单的前大爆炸暴胀的极小模型中,与COBE标准化的一致性需要稍微倾斜(蓝色)的光谱,而严格的标度不变的光谱需要在大曲率和/或弦耦合的最小背景的温和修改。
2002-07-27 astro-ph gr-qc hep-ph
Recent Progress in Weakly-Coupled Heterotic String Phenomenology
本文综述了弱耦合杂化弦现象学的一些最新进展。我们讨论了几个重要的问题,如介子/模稳定,超对称性破缺(通过隐藏扇区的高根诺凝聚),规范耦合统一(或牛顿常数),QCD轴子,以及宇宙学问题,涉及的介子/模和轴子。
1997-07-28 hep-ph hep-th
The type IIB string axiverse and its low-energy phenomenology
我们研究了IIB型定向折叠紧化中的闭弦轴子。我们表明,自然值的背景通量的模量稳定机制的大体积的情况下(LVS)产生的axiverse特征的存在下,QCD轴子加上许多轻的轴子状粒子的质量是grammically分级。我们研究了LVS轴宇宙的唯象特征,导出了轴子的质量及其与物质和规范场的耦合。我们还确定何时闭弦轴子可以解决强CP问题,并分析了第一个明确的例子,半现实的模型与稳定的模量和QCD轴子候选人,这是不吃的异常阿贝尔规范玻色子。我们讨论了暴胀方案的选择对LVS轴宇宙的影响,并总结了天体物理学,宇宙学和实验的限制。此外,我们还展示了如何构建模型与额外的轻轴子类粒子,可以解释一些有趣的天体物理异常,并可以在下一代的轴子太阳镜和光照射通过一个墙壁实验中寻找。
2012-09-21 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Portal Connecting Dark Photons and Axions
暗光子和轴子(或类轴子粒子)是隐藏扇区中常见的亮粒子。它们中的每一个都被积极地通过称为矢量门户和轴子门户的耦合来寻找。我们引入一个新的入口连接暗光子和轴子(轴子-光子-暗光子,轴子-暗光子-暗光子),它出现在两个粒子的存在。这个黑暗的轴子入口是真正的新耦合,不仅仅是矢量入口和轴子入口的产物,因为这些耦合的内部结构。我们提出了一个简单的模型,实现了黑暗的轴子门户网站,并讨论为什么它值得丰富的现象学。
2017-02-26 hep-ph
Axion phenomenology and $θ$-dependence from $N_f = 2+1$ lattice QCD
本文研究了具有物理夸克质量的$N_f = 2+1$ QCD在零温度和有限温度下的拓扑性质。我们采用坚固的改进的交错费米子,并探索了一系列的晶格间距$a \sim 0.05 - 0.12$ fm。在零温度下,我们估计有限的尺寸和有限的截止效应,比较我们的连续外推结果的拓扑磁化率$χ$与手征微扰理论的预测。在有限的温度下,我们探索一个区域从$T_c$到周围$4\, T_c$,在那里我们提供连续外推的拓扑磁化率和拓扑电荷分布的第四时刻的结果。虽然后者收敛到稀瞬子气体的预测,前者在大小和温度依赖性方面都有很大的不同。这导致了轴子暗物质窗口相对于瞬子计算几乎一个数量级的移动。
2016-04-12 hep-lat hep-ph
Axions and Axion-like particles: collider searches
Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院);University of Southampton(南安普顿大学)
本文系统综述了对撞机搜寻类轴子粒子的唯象学,介绍其理论来源、有效场论描述、主要产生衰变道及间接探测方法,为初学者提供入门参考。
2026-10-28 hep-ph
Phenomenology of fermion production during axion inflation
我们研究了费米子通过与赝标暴胀子的导数耦合产生的过程以及所产生的费米子对标量原初微扰的影响。我们提出的标量功率谱的修改,由于所产生的费米子的分析结果,我们估计的振幅的非高斯性在等边制度。值得注意的是,我们发现了一个制度,费米子的影响给标量谱的主要贡献,而双谱的振幅是小的,并与观察一致。我们还注意到存在一个制度,在该制度中的费米子的反作用的暴胀子的零模式的演变可以导致通货膨胀,即使暴胀子的潜力是陡峭的,不满足慢滚条件。
2019-11-14 astro-ph.CO hep-ph
Implications of the dark axion portal for SHiP and FASER and the advantages of monophoton signals
我们调查的暗轴子门户相互作用,轴子光子暗光子顶点,为未来的实验SHiP和FASER的影响。我们还研究了组合矢量门(光子和暗光子的动力学混合)和暗轴子门的现象。μ子$g-2$的差异,不幸的是没有解决,即使与两个门户网站,但低能量束流收集实验与双光子探测能力可以打开新的机会,在光明黑暗的部门搜索使用组合门户网站。
2019-09-23 hep-ph
Phenomenology of axion-meson mixing and scattering processes
Universitat Autònoma de Barcelona(巴塞罗那自治大学);Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)(高能物理研究所(IFAE));The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST)(巴塞罗那科学技术学院(BIST))
本研究在手征微扰理论中推导了任意质量轴子类粒子与介子的混合及散射振幅,恢复了QCD轴子极限,并给出了包含同位旋破缺的通用参数化框架。
2026-10-08 astro-ph.CO hep-ex hep-ph
Bridging the divide: axion searches and axino phenomenology at colliders
University of Chicago(芝加哥大学);Enrico Fermi Institute, University of Chicago(恩里科·费米研究所,芝加哥大学);Kavli Institute for Cosmological Physics, University of Chicago(卡弗里宇宙物理学研究所,芝加哥大学);Leinweber Institute for Theoretical Physics, University of Chicago(莱因韦伯理论物理研究所,芝加哥大学);Kavli Institute for Physics and Mathematics of the Universe (WPI)(宇宙物理与数学卡弗里研究所(WPI));The University of Tokyo Institutes for Advanced Study(东京大学高等研究院);The University of Tokyo(东京大学)
本文探讨扩展最小超对称标准模型以包含轴子及其超对称伙伴轴子的现象学模型,分析对撞机实验对轴子衰变的探测能力,展示超对称DFSZ轴子模型可通过现有实验研究,补充直接探测和天文搜索的灵敏度。
2026-09-18 hep-ex hep-ph
Flavor phenomenology of light dark particles
Institute for Theoretical Particle Physics, Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院理论粒子物理研究所)
综述亚GeV类轴子粒子在味破坏耦合下的产生与探测,强调味物理在探索轻暗物质中的核心作用,并给出实验室、天体物理和宇宙学约束的综合调查。
2026-10-02 hep-ph
Parametric-resonance based phenomenology of gravitating axion configurations
暗物质(DM)最引人注目的候选者之一是轻的赝标量粒子(轴子),其动机是弦论中的强CP问题和轴向场景。根据它们的质量和自相互作用的类型,这些粒子可以建立自引力结构,如紧凑的物体,DM团块甚至银河DM晕。另一方面,超辐射不稳定性可以产生长寿命的扩展配置(标量云),吸引周围的黑洞(BH)。由于这些标量是实数和谐波,它们与其他物质成分的相互作用可以引起参数共振,这可能导致它们的可观测特征。首先,我们考虑在这些轴子配置的测试粒子的轨道动力学,显示共振时可以发生,并讨论长期的轨道要素的演变。这种情况可能会导致我们银河系中超大质量BH周围的双星或S星的可观测后果。其次,我们讨论了均匀轴子组态中的电磁场不稳定性以及克尔黑洞周围的标量云。这些轴子光子共振可以淬灭超辐射不稳定性,同时在EM扇区产生可观察到的信号。我们给出了这些过程的速率的分析估计,与完全相对论的数值模拟有很好的一致性,并讨论了在这些不稳定性的BH附近的等离子体的影响。
2019-07-28 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Topics in the phenomenology of axions: the cases of cosmic strings and superradiance
University of Florida(佛罗里达大学)
本论文研究轴子现象学的两个案例:宇宙弦的轴子发射及黑洞周围的超辐射引力原子,推导相关物理量的解析公式并确定未来引力波探测的有望系统。
2026-08-26 astro-ph.CO hep-ph
Phenomenology of Inflaton-Driven Early QCD Confinement and Solution to Axion Isocurvature Problem
The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校);Harvard University(哈佛大学);University of Utah(犹他大学);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Nordic Institute for Theoretical Physics (NORDITA)(北欧理论物理研究所)
通过暴胀子与标准模型胶子的直接耦合,在暴胀期间动态提高QCD禁闭标度,使轴子足够重以抑制CMB时期的等曲率扰动,并利用暴胀后期或再加热后的涨落产生暗物质,同时QCD修正可改变标量谱指数。
2026-06-04 astro-ph.CO hep-ph hep-th
QCD axions and axionlike particles in a two-inflation scenario
我们研究了在两个暴胀时代的情况下QCD轴子和类轴子粒子的现象学。特别地,我们描述了QCD轴子场方程在第二次暴胀和再加热后的可能解。我们数值计算了QCD轴子的稀释,并给出了类轴子的解析近似。虽然它已经意识到,这样的情况下,可以稀释的轴子能量密度和开放的参数空间的轴子衰减常数$f_A$,我们发现,即使是一个小的增加相对QCD轴子能量密度是可能的。
2017-12-21 astro-ph.CO hep-ph
Production of axion-like particles via vector boson fusion at future electron-positron colliders
一类特别有趣的赝标量粒子,称为类轴子粒子(ALP),在高能和低能对撞机实验中具有丰富的物理现象。在讨论了正负电子对撞机上ALP的大部分单一产生通道后,我们研究了在CLIC上通过W $^{+}$ W $^{-}$聚变过程e $^{+}$ e $^{-}$ $\rightarrow$ $\overlineν_{e}$ $ν_{e}a$ $(\rightarrow γγ)$探测这类新粒子的可能性。在CLIC的三个能量阶段,ALP参数空间上的3 $σ$和5 $σ$界限被获得。我们发现,CLIC给出的界限是互补的现有的实验排除区域。
2022-01-24 hep-ph
Axion-like ALPs
本文通过强制施加真正的类轴子性质,构建了更具约束性的ALP有效场论,为在 collider 和低能实验中寻找ALP提供了理想的基准场景。
2023-03-10 hep-ph
Inverse Seesaw Mechanism and Axion Portal Fermionic Dark Matter
提出一种结合逆跷跷板机制与轴子门户费米子暗物质的标准模型最小扩展,可在低能标下解释中微子质量并满足暗物质、中微子振荡及缪子 $g-2$ 约束。
2025-06-09 hep-ph
Exotic Axions
我们表明,轴子现象可能是显着不同的比传统的理论,表现出后期相变(低于QCD尺度)假设。在这样的理论中,我们可以找到多个与物质具有类似轴子耦合的赝标量,包括一个弦尺度的轴子,其衰变常数远远超过传统的宇宙学界限。这样的理论有几个暗物质候选者。
2005-07-29 astro-ph hep-ex 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
Exploring the Hadronic Axion Window via Delayed Neutralino Decay to Axinos at the LHC
在最小超对称标准模型中加入QCD轴子不仅解决了强CP问题,而且用新的暗物质候选者修正了暗区。虽然超对称性轴子现象学通常仅限于寻找轴子本身或寻找普通的超对称性粒子,但这项工作的重点是在大型强子对撞机(LHC)上可以检测到轴子的超伙伴,轴子,在从主顶点位移的中性伴子的衰变中。特别是,我们专注于强子轴子窗口内的KSVZ axino。在这种情况下,中性伴子的衰变长度很容易适合超对称谱的ATLAS探测器,预计在14 TeV的LHC可测试。我们比较这个签名的位移衰变axinos其他动机良好的情况下,包含一个长寿命的中性伴子内的检测器衰变。这些替代方案可以在某些情况下非常接近模仿预期的axino签名,并在何种程度上,他们是可区分的讨论。我们也简要地评论这样一个场景的宇宙学可行性。
2015-12-21 hep-ph
Phenomenological Aspects of Axion-Like Particles in Cosmology and Astrophysics
宇宙学和粒子物理学今天比以往任何时候都更接近,在宇宙学,粒子物理学和场论之间的界面上进行了一些研究。暗物质(DM)之谜是这些领域之间最常见的未解决问题之一。基于许多天体物理学和宇宙学的观测,现在已经确定,宇宙的总物质含量中只有一小部分是由重子物质组成的,而绝大多数是由暗物质组成的。然而,这种成分的性质仍然未知。一个理论上动机良好的理解暗物质的性质的方法是通过寻找暗物质的轻赝标量候选者,如轴子和类轴子粒子(ALP)。轴子是量子色动力学(QCD)中强CP(电荷宇称)问题的Peccei-Quinn(PQ)解的假想基本粒子。此外,粒子物理学的标准模型(SMPP)的许多理论上有充分动机的扩展预测了更多类似于QCD轴子的赝标量粒子的存在,称为ALP。轴子和ALP的特征在于它们与两个光子的耦合。虽然轴子的耦合参数与轴子质量有关,但耦合参数与ALP的质量之间没有直接关系。然而,预计ALP共享相同的轴子现象。在过去的几年里,轴子和ALP重新流行,并慢慢成为最有吸引力的候选人之一,可能有助于宇宙的暗物质密度。在这篇论文中,我们着重研究轴子和ALP与光子的相互作用,以限制它们的一些性质。
2022-03-11 astro-ph.HE hep-ph
The Photophobic ALP
我们探讨了一个类轴子粒子(ALP),轴子的耦合光子最大限度地抑制没有微调的基本参数的模型和现象。我们表明,憎水可以是ALP模型的一个自然的UV属性,并确定不可约的耦合憎水ALP的光子引起的违反轴子移位对称性。疏磁轴子的签名是从根本上不同于那些典型的碱性磷酸酶,是特别感兴趣的基于对撞机的实验,其中标准模型摩擦子测量提供了一个显着的探针在更高的质量。各种各样的地面和天体物理测量约束的参数空间的憎水ALP,虽然边界通常是弱得多的典型ALP相比。我们讨论的影响粒子生产弛豫模型的基础上,憎水的ALP,发现他们在温和的紧张局势与现有的实验约束。
2018-09-13 hep-ph
Phenomenology of ultralight scalars in leptonic observables
超轻标量是一种比模型中任何其他大质量粒子都要轻或完全没有质量的状态,它出现在许多新的物理场景中。轴子和majorons构成了这类粒子的很好的例子。在这项工作中,我们探讨这些国家的现象,在低能量轻子观测采用模型独立的方法,包括标量和赝标量相互作用。然后,我们考虑直接产生超轻标量$ϕ$的过程,如$μ\to e \, ϕ$,或作为介体,如$τ\to μμμ$。最后,还研究了带电轻子磁矩和电矩的贡献。特别是,它表明,μ子$g-2$异常可以解释提供一种机制,用于抑制超轻标量和一对μ子之间的耦合的实验界限。
2021-04-29 hep-ph
Perturbatively including inhomogeneities in axion inflation
本文提出一种高效微扰方案以考虑强反作用下轴子暴胀中轴子场的非均匀性,旨在准确捕捉偏离均匀场近似的偏差并自洽确定非微扰区的起始。
2024-02-13 astro-ph.CO hep-ph
Axion-like particles from soft supersymmetry breaking
Department of Physics, Cachar College, Assam University(阿萨姆大学卡查尔学院物理系)
研究一种超对称有效场论,其中轴子状粒子的质量主要由软超对称破缺效应产生,探讨其在实验室、天体物理和宇宙学中的现象学影响。
2026-01-26 hep-ph
Dark axion portal at $Z$ boson factories
Center for Theoretical Physics of the Universe, Institute for Basic Science (IBS)(宇宙理论物理中心,基础科学研究院)
本文研究了通过光子和暗光子耦合将轴子类粒子与标准模型连接的暗轴子通道,探讨其在LEP、FCC-ee及LHC等实验中的现象学影响,特别是通过半可见位移衰变探测暗轴子的前景。
2026-11-02 hep-ph
Hidden Photon Dark Matter Interacting via Axion-like Particles
我们研究的情况下,宇宙中的暗物质是由非常轻的隐藏光子下的$Z_{2}$对称变换。与通常的情况相反,动力学混合被对称性所禁止,并且暗光子仅通过充当“信使”的类轴子粒子与标准模型光子相互作用。专注于签名涉及普通光子,我们的调查的现象学包括宇宙学的稳定性,CMB扭曲,天体物理能量损失,光照射通过墙壁实验,太阳镜和太阳X射线观测的限制。
2020-10-29 astro-ph.CO hep-ph
Supersymmetry Breaking in Superstring Theory by Gaugino Condensation and its Phenomenology
已知弱耦合杂化弦存在着介子/模稳定化、超对称破缺(通过隐扇区的高根诺凝聚)、规范耦合统一(或牛顿常数)、QCD轴子以及宇宙学问题。我们研究这些问题,采用的观点,它们主要是由于我们有限的计算能力,很少的真空结构的知识,和不适当的处理的高根诺凝聚。事实证明,这些问题可以得到解决,或者在更一致和完整的治疗后变得不那么严重。在有效场论的构造中,存在两种非微扰效应:一种是Gaugino凝聚的场论非微扰效应(过去忽略了一个约束),另一种是Shenker提出的弦非微扰效应,它们可以用线性多重态形式来描述。对Kähler势的弦非微扰修正被用来稳定在与弱耦合制度兼容的值上的声子。模的不变性是确保通过格林-施瓦茨counterterterm和字符串阈值校正,连同隐藏的物质凝聚,导致模稳定在自对偶点,其中的vev的模的F-组件消失。在真空中,随着宇宙学常数的消失,超对称性在现实尺度上被破缺。对于软超对称性破缺,我们的模型总是导致介子主导的情形。对于强CP问题,与模型无关的轴子具有成为QCD轴子的正确性质。此外,在轴子/模和引力子之间存在一个自然的质量等级,这可以解决模型无关轴子的宇宙学模问题和宇宙学问题。
1997-06-05 hep-ph hep-th
$B\rightarrow K + invisible$ in a model with axion-like particles
Karlsruhe Institute of Technology (KIT)(卡尔斯鲁厄理工学院)
该研究在包含轴子类粒子的模型中,探讨了$B\rightarrow K + invisible$现象,发现双环图贡献主导单环图,并指出轻有效理论中出现的非退耦特征,表明传统相互作用描述不完整。
2025-11-26 hep-ph
ALP Anarchy
针对多ALP系统可发生类中微子振荡的问题,本文扩展中微子“无政府状态”框架生成多ALP参数,并在太阳望远镜、白矮星和耀变体能谱等搜索中考察其唯象学,发现其预言显著区别于单ALP模型。
2024-10-02 hep-ph
Exploring the Role of Axions and Other WISPs in the Dark Universe
轴子和其他极弱相互作用的微小粒子(WISPs)可能在早期宇宙中以非热的方式产生,并作为暗宇宙的组成部分存活下来。我们描述他们的理论动机和他们的现象学。它们与光子的耦合及其质量在参数空间中所跨越的巨大区域可以产生所观测到的冷暗物质丰度。在可预见的未来,一系列广泛的实验--利用微波腔直接搜索暗物质、搜索太阳轴子或WISPs,以及光穿透墙壁搜索--可以探测这个参数空间的大部分。
2012-10-31 hep-ex hep-ph
Flavor-Violating Higgs Decays and Stellar Cooling Anomalies in Axion Models
我们研究一类DFSZ类模型的QCD轴子,可以解决观察到的异常恒星冷却。通过抑制与核子的耦合,避免了来自SN 1987 A和中子星的严格约束,而轴子与电子和光子的耦合是相当大的。所有的轴子耦合都依赖于一些参数,这些参数也控制着扩展的希格斯扇区,特别是像标准模型中的希格斯玻色子$h$那样的轻子变味耦合。这使我们能够将轴子和希格斯现象联系起来,我们发现${\rm BR}(h \to τe)$可以大到目前实验界的0.22%,而${\rm BR} (h \to μμ)$可以比标准模型大70%。参数空间的大部分将由下一代轴子太阳观测仪(如IAO实验)进行测试。
2021-07-20 hep-ex hep-ph
Magnetic anomaly coefficients for QCD axion couplings
我们认为,有实验和理论的理由重新考虑KSVZ类轴子模型的建设。从实验的角度来看,轴子-光子耦合的预测与天体物理学的提示并不一致。从理论上讲,我们发现,该结构可以在概念上简化。特别是,它包含了一个不必要的假设类型的规范理论参与有深远的影响,低能轴子现象学。为了放宽这一假设,我们允许KSVZ模型的重费米子携带磁荷。然后,我们表明,轴子光子耦合一般占主导地位的轴向异常的磁流。最后,我们推导出磁异常系数的表达式,它决定了轴子-光子耦合的数值范围。
2021-09-17 hep-ex hep-ph
Axions and ALPs: a very short introduction
QCD轴子最初被预测为强CP问题的动力学解。类轴子粒子(ALP)也是包括弦论在内的许多高能物理模型的一般预测。对轴子的理论模型进行了综述,给出了一个与标准模型耦合的多轴子作用。这些轴子的耦合和质量可以跨越许多数量级,宇宙学使我们考虑几种不同的轴子群体,它们表现为相干凝聚体或相对论粒子。轻而稳定的轴子是暗物质的主要候选者。评述了轴子宇宙学和遗迹密度的计算。一个非常简短的调查所产生的直接耦合到标准模型的轴子的现象,和他们独特的引力相互作用。
2017-12-08 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Production and backreaction of massive fermions during axion inflation with non-Abelian gauge fields
研究了在经典SU(2)规范场背景下轴子驱动暴胀过程中大质量类矢量费米子的产生和反反应。我们证明了由于与费米子的相互作用而产生的所有紫外发散都可以被轴子波函数的重整化和规范耦合所吸收。费米子-轴子相互作用的影响在对称性要求的无质量极限中消失。对于质量极大的费米子,在轴子、规范场和引力场之间会产生接触相互作用。在这个质量极限下,我们发现通常的轴子-规范场相互作用被诱导,然而,另外我们观察到轴子自相互作用的出现,以及轴子与爱因斯坦张量的动力学编织。这些新的轴子衍生物的相互作用提出了有趣的机会,模型的建立和现象学。
2022-04-06 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
The QCD axion beyond the classical level: A lattice study
轴子是Peccei-Quinn理论为解决QCD中的强CP问题而提出的一种假想的基本粒子。如果轴子存在且质量较低,它们也是暗物质的候选者。到目前为止,我们对QCD轴子性质的认识都依赖于半经典的论证和有效理论。在这项工作中,我们执行,第一次,一个完整的动力学调查的Peccei-Quinn理论,专注于轴子质量,通过模拟理论的晶格。模拟的结果被发现与目前的轴子现象学相冲突。
2019-03-25 hep-lat hep-ph hep-th
Pseudo-Goldstone Neutrinos and Majoron Phenomenology from Spontaneous $U(1){Lμ-L_τ}$ Breaking
Department of Physics, Cachar College, Silchar, Assam, India(卡查尔学院物理系)
该研究基于自发的U(1)_{Lμ-L_τ}破缺提出中微子质量生成框架,通过伪Goldstone中微子与低尺度见锯机制的相互作用,生成结构化的中微子质量矩阵,并探讨其在实验、宇宙学和碰撞物理中的现象学影响。
2026-02-02 hep-ph
CP-violating axion interactions in effective field theory
引入轴子来解释QCD中观测到的$\bar θ$项的微小性。标准模型扩展通常包含CP破坏的新来源,例如解释宇宙的重子不对称性。在存在额外的CP破坏源的情况下,Peccei-Quinn机制不能消除所有CP破坏,导致轴子和标准模型场之间的CP奇相互作用。在这项工作中,我们使用有效场论参数化通用源的超越标准模型CP破坏。我们利用手征微扰理论系统地计算了由此产生的轴子与轻子和强子的CP奇耦合。我们详细讨论了现象学的CP奇轴子耦合和比较限制轴子搜索,如第五力和电偶极子搜索和天体物理学,直接限制CP违反运营商从电偶极矩实验。虽然电偶极矩搜索的限制是严格的,拟议的ARIADNE实验可以潜在地改善现有的限制在一个窗口的轴子质量。
2022-05-13 hep-ph nucl-th
Constraining Axion and ALP Dark Matter from Misalignment during Reheating
本文研究再加热期间错位机制产生轴子暗物质的参数空间扩展,并利用ADMX等实验约束再加热动力学。
2023-10-12 astro-ph.CO hep-ph
Axion-Assisted Production of Sterile Neutrino Dark Matter
惰性中微子可以在早期宇宙中通过与活性中微子的振荡产生,并且代表了我们宇宙暗物质的流行和充分研究的候选者。然而,X射线和伽马射线线搜索的严格限制排除了最简单的这种模型。在这封信中,我们提出了一个新的替代标准的情况下,不育和活跃的中微子之间的混合角是一个动力学量,通过与轻轴子类场的相互作用引起的。由于类轴子粒子的能量密度被哈勃膨胀稀释,混合的程度在后期降低,抑制了衰变率,并且容易减轻X射线或伽马射线约束的任何张力。我们提出了一个简单的模型,说明了这种情况下的现象,并描述了一个框架中,QCD轴子是负责在早期宇宙中的不育中微子的生产。
2016-10-12 astro-ph.CO hep-ph
TASI Lectures: (No) Global Symmetries to Axion Physics
本讲义以 TASI 暑期学校课程为基础,系统梳理全局与规范对称性、反常、强 CP 问题及轴子模型,并探讨量子引力中全局对称性缺失对粒子物理唯象学的启示。
2023-04-17 hep-ph hep-th
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