基于 CL_s 方法的 Mrk 421 观测对类轴子粒子的限制
高能天体物理现象
2024-03-06 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
类轴子粒子（ALPs）在天体物理磁场存在的情况下可能与光子发生混合，从而导致观测到的高能 γ 射线能谱发生改变。在本研究中，我们利用马略尔大气伽马成像切伦科夫望远镜（MAGIC）和费米大面积望远镜（Fermi-LAT）测量的耀变体 Mrk 421 在 15 个观测时期的能谱来研究 ALP-光子振荡效应。与以往研究相比，我们在 ALP 假设下生成模拟数据，并采用 CL_s 方法来限制 ALP 参数。该方法在高能实验中被广泛使用，且避免了排除难以区分零假设与 ALP 假设特定参数区域的情况。我们发现，在 95% 置信水平下，对于质量范围在 10^{-9} eV 到 10^{-7} eV 的 ALP，其 ALP-光子耦合常数 g_{aγ} 被限制为小于约 2×10^{-11} GeV^{-1}。我们还给出了在零假设下由 TS 分布推导出的限制，该分布在以往天体物理 ALP 研究中常被使用。我们的结果表明，两种方法所得所有时期的联合限制是一致的。然而，在后者方法无法对特定观测时期提供限制的情况下，CL_s 方法仍然有效。
引用
@article{arxiv.2309.02166,
title = {Constraints on Axion-like Particles from Observations of Mrk 421 using the ${\rm CL_s}$ Method},
author = {Lin-Qing Gao and Xiao-Jun Bi and Jun-Guang Guo and Wenbin Lin and Peng-Fei Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02166},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 27 figures