具有方向灵敏度的暗物质轴子直接探测

我们研究了轴子晕仪探测器谐振腔中预期轴子暗物质信号的方向效应，针对的是不满足轴子德布罗意波长 $\lambda_a$ 充分大于腔体尺寸 $L$ 以实现完全相干转换（即 $\lambda_a \gtrsim 2\pi L$）条件的腔体几何结构。我们专注于浸没在偶极磁铁中的细长腔体，并发现对于适当选择的腔体长度，信号相对于银河系暗物质晕等温球模型预测的遗留轴子背景动量分布，随腔体方向呈现 $O(1)$ 的调制。这种效应可用于设计方向性轴子暗物质探测器，为可能的阳性探测提供无可辩驳的地外起源特征。此外，调制的精确形状可能提供关于银河系晕分布的信息，并且对于特定的晕模型，可为更高的轴子质量提供额外的灵敏度。