在近地轨道测量太阳轴子地磁转换为 X 射线的可行性研究

我们详细计算了沿 X 射线卫星轨道发生的太阳轴子地磁转换为 X 射线 (GECOSAX) 的预期速率。我们使用了真实的卫星轨道和时间传播模型。采用了一个真实的地球磁场模型，该模型恰当地考虑了其空间非均匀性。我们在计算轴子 - 光子转换概率时，也考虑了地球大气层对 X 射线传播的影响。为了估计对轴子 - 光子耦合常数 $g_{a\gamma}$ 的可能灵敏度，我们使用了 SUZAKU 卫星对预期背景的实际测量数据。假设探测器面积为 $10^3$ cm$^2$ 且数据积累时间约为 $10^6$ s，我们表明对于轴子质量 $m_a<10^{-4}$ eV，通过 GECOSAX 可实现 $g_{a\gamma} < (4.7-6.6) \times 10^{-11}$ GeV$^{-1}$ 的 $2 \sigma$ 限制。这显著超过了当前实验室对 $g_{a\gamma}$ 的灵敏度。