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630 nm处轴子相关连续谱偏振信号的弱上限

太阳与恒星天体物理 2018-12-12 v1

摘要

轴子可能是暗物质的组成部分,并在粒子物理中备受关注。若存在轴子,其与太阳光球层磁场的相互作用应产生真实光子的偏振信号,其振幅依赖于磁场强度的平方。我在可见光波段约630 nm附近搜寻轴子诱导的低能偏振信号的可能踪迹。我利用对一个太阳黑子及邻近活动区的观测来研究连续谱偏振信号对磁场强度的依赖关系。我对由望远镜斜反射引入的偏振进行了连续谱偏振信号校正。我使用包含Zeeman效应的太阳模型大气光谱合成复现了校正后的偏振谱。这些合成谱作为已知源所产生偏振量的参考。我发现连续谱偏振在约0.05% I_c的偏振水平之上无增强偏振信号的踪迹。我提出,任何太阳轴子产生与相互作用的模型在630 nm波长处不应导致高于连续谱强度0.05%的偏振效应,即因轴子相关过程而显示偏振的光子不应超过万分之五,从而给出了轴子存在及其与太阳磁场相互作用的弱上限。利用光子和轴子通量率的估计,我推导出轴子-光子耦合常数gaγg_{a\gamma}的上限为gaγ<7001010g_{a\gamma} < 700*10^{-10} GeV1^{-1}

关键词

引用

@article{arxiv.1812.04546,
  title  = {A weak upper limit for axion-related continuum polarization signal at 630 nm},
  author = {C. Beck},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1812.04546},
  year   = {2018}
}

备注

original version from August 2008, never submitted; 9 pages, 13 figures