通过拓扑 Casimir 效应探测轴子

我们提出了一种新的桌面实验配置，利用具有非平凡空间拓扑系统中的非微扰效应，直接探测质量在 $(10^{-6} \rm eV - 10^{-2} \rm eV)$ 范围内的暗物质轴子。与文献中大多数依赖于 $\dot{\theta}$ 或 $\vec{\nabla}\theta$ 的直接暗物质轴子探测实验装置不同，我们发现我们的系统在原则上对静态 $\theta\geq 10^{-14}$ 敏感，并且如果满足某些条件，还可用于设定基本常数 $\theta_{\rm QED}$ 的限制，此时 $\theta_{\rm QED}$ 成为 Maxwell 系统的基本可观测量参数。文中还讨论了与 Witten 效应的联系，即当感应电荷 $e'$ 正比于 $\theta$ 时，磁单极子变为具有非零 $e'=-e \frac{\theta}{2\pi}$ 的双荷子。