通过位移电流对轴子暗物质进行宽带搜索

我们提出了一种基于称为位移电流的拓扑现象来探测轴子暗物质的新方法。我们通过施加强振荡电场来利用位移电流的二阶非线性。该场增强了轴子诱导的位移电流信号，并将其频率下转换到更容易探测的范围。位移电流的非耗散特性使我们能够通过差频产生实现宽带探测。我们利用 I 型外尔半金属 TaAs 的特性，证明了探测质量范围在 $\mathcal{O}(10)$ - $\mathcal{O}(100) \ \rm meV$ 的 QCD 轴子参数空间的可能性，其对应的光子耦合为 $g_{a\gamma\gamma}\simeq$ $\mathcal{O}(10^{-12})$ - $\mathcal{O}(10^{-11})~\text{GeV}^{-1}$。