从轴子吸收产生的宽带声子

我们表明，轴子暗物质在meV量级至100 meV范围内可通过与无偏转子晶体目标的非相干激发声子。这种作用可通过其与核自旋的耦合，或通过在核中产生时变电偶极矩实现。由于核自旋的随机取向，声子有效理论中破坏了平移对称性，允许轴子吸收产生动量未受限制的声子。因此，吸收率与声子态密度成正比，该态密度通常在宽广能量范围内具有支撑，从而实现宽带探测方案。我们计算了固体H₂、D₂、Al₂O₃、GaAs、H₂O、D₂O、Be和Li₂O的吸收率，发现含有轻质非零自旋核的材料最具前景。对于QCD轴子，预测的吸收率约为每10 kg-year暴露量中几率事件，为必需的暴露量和背景抑制设定了雄心的目标。