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介电界面引起的轴子-光子转换:量子场计算

高能物理 - 唯象学 2017-09-07 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 实验

摘要

浸没在近似均匀磁场中的介电界面处的轴子-光子转换,是基于介电晕镜方法搜寻轴子暗物质的基础。类比于渡越辐射,此过程之所以可能,是因为光子波函数被介电层修改(“Garibian波函数”)且不再是动量的本征态。对量子化轴子态与这些畸变光子态之间跃迁概率的常规一阶微扰计算提供了微波产生率。它与之前基于求解轴子和电磁场组合系统的经典麦克斯韦方程的结果一致。我们论证一般地平均光子产生率由我们的结果给出,与轴子场的详细量子态无关。此外,我们的结果为介电晕镜中的轴子-光子转换提供了新视角,因为该速率基于未扰动轴子和光子波函数之间的重叠积分,类比于通常对微波腔晕镜的处理。

关键词

引用

@article{arxiv.1707.00701,
  title  = {Axion-photon conversion caused by dielectric interfaces: quantum field calculation},
  author = {Ara N. Ioannisian and Narine Kazarian and Alexander J. Millar and Georg G. Raffelt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1707.00701},
  year   = {2017}
}

备注

15 pages, 2 figures; v2: minor changes to match published version