轴子暗物质探测的宽带与共振方法
高能物理 - 唯象学
2016-10-05 v3 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 实验
仪器与探测器
摘要
当超轻轴子暗物质遇到静态磁场时，它会产生一个沿磁场线分布并以轴子康普顿频率振荡的有效电流。我们提出一种探测此轴子有效电流的新实验。在轴子暗物质存在下，大型环形磁体将充当振荡电流环，其感应磁通可由外部拾波环感应耦合到SQUID磁强计来测量。我们考虑了共振和宽带读出电路，并表明宽带方法在较小轴子质量下具有优势。我们估算了该设计的探测范围，考虑了不可约噪声源，并展示了对质量在10^{-14}-10^{-6} eV范围内的类轴子暗物质的潜在灵敏度。特别是，宽带和共振策略均可探测具有GUT尺度衰变常数的QCD轴子。
引用
@article{arxiv.1602.01086,
title = {Broadband and Resonant Approaches to Axion Dark Matter Detection},
author = {Yonatan Kahn and Benjamin R. Safdi and Jesse Thaler},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.01086},
year = {2016}
}
备注
5+3 pages, 3 figures. v3: approximate version to appear in PRL. v2: Minor clarifications throughout, references added, improved discussion of pickup loop inductance and low-frequency reach, title and abstract modified to reflect complementarity of broadband/resonant strategies, conclusions unchanged