meV质量范围的轴子：理论、宇宙学、天体物理学与实验
高能物理 - 唯象学
2026-03-20 v1 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
高能物理 - 理论
摘要
meV质量范围已成为轴子物理学的焦点，理论、宇宙学、天体物理学和实验技术在此范围内取得了最新进展。处于该质量范围的轴子在理论上具有良好的动机，可来自完整的超声模型，亦可对宇宙学产生显著影响，作为暗物质或暗辐射发挥作用。同时，它们在星体和超新星体环境中的高效产生，提供了强大的天体物理探针。本综述概述了该范围内的轴子，涵盖这些领域的既定结果与开放问题。我们讨论了meV轴子的理论基础、其宇宙学和天体物理学特征，以及多样化的实验策略——从日赤道仪器、盲体仪器到准粒子系统和大容量Cherenkov探测器——旨在探索该质量区间。这些方法的趋势凸显了meV质量范围在不久的将来对于轴子发现具有决定性作用，确认了meV轴子作为测试超标准模型物理的关键探针。本综述文档直接源于在意大利Frascati天文物理实验室（IT）于2025年10月27-28日举行的专门研讨会“meV质量轴子前沿：挑战与机遇”的讨论结果，由欧盟资助的COST行动“Cosmic WISPers in the Dark Universe: Theory, astrophysics, and experiments”（CA21106，https://www.cost.eu/actions/CA21106）组织。其目的是为该领域的当前研究进展、动机及其所驱动的社区研究目标提供概览。
引用
@article{arxiv.2603.18167,
title = {Axions at the meV Crossroads: Theory, Cosmology, Astrophysics, and Experiments},
author = {Michele Cicoli and Francesco D'Eramo and Luca Di Luzio and Damiano F. G. Fiorillo and Maurizio Giannotti and Alicia Gomez and Diego Guadagnoli and Mathieu Kaltschmidt and Bradley J. Kavanagh and Alessandro Lella and Giuseppe Lucente and David J. E. Marsh and Federico Mescia and Alessandro Mirizzi and Javier Redondo and Nicole Righi and Jaime Ruz and Ken'ichi Saikawa and Elisa Todarello and Edoardo Vitagliano and Su-Yang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.18167},
year = {2026}
}
备注
(60 pages, 14 figures)