利用射频原子磁强计约束类轴子暗物质

我们报告了使用射频操作的$^{87}\mathrm{Rb}$原子磁强计对类轴子粒子（ALP）相互作用进行的宽带搜索。该仪器提供了宽光谱覆盖范围，并对可能由ALP场与原子组成费米子的梯度耦合产生的振荡赝磁场具有灵敏度。我们在质量范围$2.40\times10^{-10}\,\mathrm{eV}/c^{2}$--$2.11\times10^{-9}\,\mathrm{eV}/c^{2}$内搜索ALP梯度特征。未观察到具有统计显著性的振荡磁场特征，我们据此推导出相应的ALP-质子、ALP-中子和ALP-电子耦合常数$g_{\alpha pp}$、$g_{\alpha nn}$和$g_{\alpha ee}$的上限。$g_{\alpha pp}$的结果优于先前的实验室搜索，而$g_{\alpha nn}$和$g_{\alpha ee}$的限制则补充了早期的实验室搜索和天体物理界限。这项工作将ALP-费米子相互作用的搜索扩展到了暗物质背景下此前基本未被探索的质量区域，展示了我们的方法在针对银河系暗物质晕进行宽带类轴子粒子搜索方面的潜力。