利用干涉式引力波探测器搜寻轴子暗物质

轴子暗物质使圆偏振光子的相速度产生差异。在本快报中，提出一种利用线性光学腔测量该相位差的方案。若将该方案应用于先进 LIGO 类（宇宙探测器类）引力波探测器的法布里-珀罗臂，其对轴子-光子耦合常数 $g_{\text{a}\gamma}$ 的潜在灵敏度在轴子质量 $m \simeq 3\times 10^{-13}$ eV ($2\times10^{-15}$ eV) 处达到 $g_{\text{a}\gamma} \simeq 8\times10^{-13}$ GeV$^{-1}\, (4 \times 10^{-14}$ GeV$^{-1})$，并在质量跨度三个数量级内保持约此灵敏度。此外，其灵敏度在 $m = 1.563\times10^{-10}$ eV ($1.563\times10^{-11}$ eV) 处有一个尖锐峰值，达到 $g_{\text{a}\gamma} \simeq 10^{-14}$ GeV$^{-1}$ $(8\times10^{-17}$ GeV$^{-1})$。该灵敏度可在不损失任何引力波灵敏度的前提下实现。