来自致密双星系统的超轻轴子约束

具有类轴子耦合到其他粒子的超轻粒子 $(m_a \sim 10^{-21}eV-10^{-22}eV)$ 若轴子衰变常数 $f_a\sim 10^{17}GeV$ 可成为模糊暗物质（FDM）的候选者。若致密星浸没于如此低质量的轴子势中，它会在星外发展出长程场。当该星处于双星轨道时，此轴子场被辐射掉。致密双星的轨道周期主要因引力波辐射而衰减，这首先在 Hulse-Taylor 双星脉冲星中得到证实。轨道周期也可因其他轻粒子如轴子与类轴子粒子（ALPs）的辐射而衰减。要发生轴子辐射，双星系统周期运动的轨道频率应大于可被辐射的标量粒子质量。这意味着，对大多数观测到的双星，质量 $m_a< 10^{-19}eV$ 的粒子（包括 FDM 粒子）可被辐射。本文中，我们考虑四个致密双星系统：PSR J0348+0432、PSR J0737-3039、PSR J1738+0333 与 PSR B1913+16（Hulse Taylor 双星），并表明轨道周期衰减的观测对轴子衰变常数给出界限 $f_a\lesssim \mathcal{O}(10^{11})GeV$。这意味着模糊暗物质不能与胶子耦合。