基于三维模板的 Fermi-LAT 对弥漫超新星类轴子粒子背景的约束

类轴子粒子（ALPs）可能在核心坍缩（CC）超新星（SNe）中大量产生，因此所有过去 SN 事件的累积信号可产生一个峰值约在 25~MeV 能量的弥漫通量。我们通过纳入一组具有不同前身星质量的 CC SN 模型，以及失败 CC SNe（其导致黑洞形成而非爆炸）的效应，改进了 ALPs 通量的建模。依赖于 ALPs 与光子的耦合强度及相关的 Primakoff 过程，弥漫 SN ALP 通量在穿越银河系磁场时转换为伽马射线。该信号的空间形态预期遵循银河系磁力线的形状。我们通过利用 50 MeV 至 500 GeV 能量范围内 12 年 Fermi-LAT 数据的模板分析来实现这一点。在天体物理与宇宙学参数的基准实现情形下，我们在 95% 置信水平下对 $m_a \ll 10^{-11}$ eV 找到上限 $g_{a\gamma} \lesssim 3.76\times10^{-11}\;\mathrm{GeV}^{-1}$，同时发现相对于该基准情形的系统偏离引起的不确定度可达约两倍之大。我们的结果略微改进了 CAST 界限，但仍比 SN1987A 伽马射线暴极限弱六倍（基准情形）。