来自SERF共磁强计的轴子类暗物质约束

超轻轴子类粒子是动机充分的遗迹,可能构成宇宙学暗物质并产生异常的时间依赖磁场。我们报告了Noble And Alkali Spin Detectors for Ultralight Coherent darK matter (NASDUCK)合作组关于轴子类粒子与中子和质子耦合的地面界限。该探测器使用惰性气体和碱金属原子的原子核,并在无自旋交换弛豫(Spin-Exchange Relaxation-Free, SERF) regime下运行,实现对轴子类暗物质场的高灵敏度。通过进行为期一个月的搜寻,我们覆盖了$1.4\times 10^{-12}$~eV/$c^2$到$2\times 10^{-10}$~eV/$c^2$的质量范围,并提供了超越稳健天体物理界限的限制,且对于该范围内许多质量的质子,比先前的地面约束提高了两个数量级以上,对于中子最多提高两个数量级。这些是报道的关于质子与轴子类暗物质耦合的首个可靠地面界限,覆盖了其参数空间中一片未探索的区域。