谐振腔中非相干暗物质到光子转化的经典分析

轴子和暗光子暗物质都是最有希望的暗物质候选者之一。我们较为确信的是，它们表现出很小的速度分布 $\delta v\lesssim v\sim 10^{-3}$c。此外，它们的质量很小，导致具有较长的 de Broglie 波长和较高的粒子数密度。它们的相空间分布包含许多不确定性，因此它们在实验室尺度上可能产生相干或非相干波。在本文中，我们证明了谐振腔可以增强非相干的轴子到光子或暗光子到光子的跃迁，并且产生的功率与相干情况相同。其经典图像的解释是，一个腔体可以同时与多个不同的源发生共振。这与量子视角相吻合，即腔体促进暗物质粒子跃迁为光子，类似于 Purcell 效应。这种效应增加了共振附近的态密度，而与暗物质的相干性质无关。当然，腔体中感应产生的微波信号也是非相干的，在这种情况下，可能需要单光子读出。