基于 LHAASO 对银河系源观测的类轴子粒子约束

高能光子在穿过银河系磁场时可能与类轴子粒子 (ALPs) 发生振荡，从而导致观测到的光子能谱发生改变。由高海拔宇宙线观测站 (LHAASO) 测量到的最高达 $\mathcal{O}(1)~\mathrm{PeV}$ 的超高能伽马射线谱，为研究 ALP-光子振荡效应提供了一个有前景的机会。在本研究中，我们利用 LHAASO 测量的四个银河系源的伽马射线谱，包括蟹状星云、LHAASO J2226+6057、LHAASO J1908+0621 和 LHAASO J1825-1326，来探索这一效应。我们采用 $\rm CL_s$ 方法对 ALP 参数设置约束。结合这四个源的观测结果，我们的分析揭示，在 95% 置信水平 (C.L.) 下，对于质量约为 $\sim 4\times10^{-7} ~\mathrm{eV}$ 的 ALP，ALP-光子耦合 $g_{a\gamma}$ 被约束为小于 $1.4\times10^{-10}$ ${\rm GeV}^{-1}$。通过结合 LHAASO 和其他实验对蟹状星云的观测，我们发现对于质量约为 $\sim 4 \times10^{-7}~\mathrm{eV}$ 的 ALP，ALP-光子耦合可被设定为约 $7.2\times10^{-11}$ ${\rm GeV}^{-1}$，这已接近 CAST 实验的约束。