来自引力实验的单体-偶极势约束

若把地球视为极化源，超轻类轴子粒子（ALP）可在地球与太阳间介导长程单体-偶极宏观力。由于地磁场的存在，地球中约有 $10^{42}$ 个极化电子。地球中电子与太阳中核子的单体-偶极相互作用会影响地球近日点进动、引力光线偏折与 Shapiro 时间延迟。单体-偶极势的贡献被限制为不大于测量不确定度。我们从单一天体物理观测获得了单体-偶极强度首个约束。对于质量 $m_a\lesssim 1.35\times 10^{-18}~\rm{eV}$ 的 ALP，地球近日点进动给出的单体-偶极耦合强度更强约束为 $g_Sg_P\lesssim 1.75\times 10^{-16}$。我们还从行星近日点进动与红巨星支这两个不同天体物理观测得到单体-偶极耦合强度约束 $g_Sg_P\lesssim 5.61\times 10^{-38}$。该约束比 Eötvös-Wash 实验强三个数量级，比 $(\rm{Lab})^N_S\times (\rm{Astro})^e_P$ 极限强一个数量级。