利用量子霍尔效应探测轴子

整数量子霍尔效应中的平台-平台转变是金属与绝缘体之间的相变。转变宽度 $\Delta B$ 随温度和外加辐射频率变化的行为已被广泛探索。该宽度随温度和频率的降低而减小，但在临界温度或频率处趋于饱和。我们近期讨论了轴子暗物质对该饱和效应的影响。轴子在量子霍尔效应实验中的强磁场下会产生辐射，这些辐射所起的作用与外部施加的辐射类似。在本文中，我们详细讨论了在轴子暗物质影响下，该宽度如何随温度和频率变化。我们表明，轴子效应在约低于 $100$mK 的低温下可被观测到。根据我们对饱和现象的详细分析，我们发现先前实验观测到的饱和临界频率强烈暗示轴子质量 $m_a=(0.95\sim 0.99)\times 10^{-5}$eV。