宇宙轴子力

Nambu-Goldstone玻色子，或轴子，可能无处不在。其中一些轴子可能具有微小质量，从而作为长程力的媒介。本文中，我们研究由极轻轴子$\phi$在可见 sector 与暗物质所在的暗 sector 之间所介导的力。由于自然不守恒CP对称性，暗物质与$\phi$之间的耦合一般是CP破坏的。在此情形下，所诱导的力是极长程的，并表现为有效磁场。若该力作用于电子或核子，地球上它们的自旋将绕指向银河系中心的固定方向进动。若利用相干平均方法测量磁强计中有效磁场信号的日调制，这为质量$m_\phi$和衰变常数$f_\phi$满足$m_\phi\lesssim 10^{-25}\,$ eV、$f_\phi\lesssim 10^{14}\,$GeV的$\phi$提供了实验机会。我们也讨论了由轴子致密天体(如轴子畴壁)诱导的有效磁场。