轴子暗物质实验中振荡频率的量子视角

在本短文中，我们从量子视角考察轴子暗物质实验中信号的时间演化。我们的目的并非为量子/经典关联的普遍讨论贡献新结果（我们并未如此），而是略微阐明轴子实验这一特定情形。从经典视角看，人们预期信号以等于轴子质量的频率振荡，其振幅因轴子与普通物质的微弱相互作用而缓慢上升。在量子图像中，后者的缓慢时间尺度源于轴子与实验之间相互作用引起的能级微小分裂，且它在合适的灵敏实验中始终存在。然而，以等于轴子质量的频率振荡的信号来自改变轴子数的过程。不过，取决于所选取的可观测量，对于某些特殊的轴子初始量子态，此类振荡可能消失。然而，我们通过例子表明，利用适当的实验步骤，这些特殊态可被实验以这样一种方式修改，使得以轴子质量振荡的信号重新出现。此外，我们讨论了具有以轴子质量振荡特征的相关子的测量。我们也评论了其与经典处理的联系。我们所考察的具体实验是诸如 CASPEr 的振荡 EDM 实验，但我们预期我们的结果可轻易推广到其他类型的轴子暗物质实验。