轴子与“穿墙之光”：详细的理论分析

我们对轴子 - 光子和光子 - 轴子转换振幅进行了详细研究，这些振幅进入了“穿墙之光”实验的分析中。我们采用并比较了几种不同的计算方法，且在所有情况下都保留了非零的轴子质量。在一阶近似下，我们发现当光子频率 $\omega$ 非常接近轴子质量 $m$ 时，存在一个阈值尖点，它显著增强了光子到轴子的转换振幅，相对于相应的轴子到光子转换过程，增强因子为 $\omega/\sqrt{\omega^2-m^2}$。当 $m=0$ 时，增强因子简化为 1，并恢复了先前计算的结果。我们的计算包括精确的波匹配分析，展示了在 $\omega=m$ 的阈值附近如何保持幺正性，并讨论了磁场延伸至“墙”区域的情况。