基于甚高能伽马射线观测的光子 - 类轴子粒子耦合的首个下限

来自河外源的甚高能（VHE，能量 > 100 GeV）伽马射线的内禀通量会因与河外背景光（EBL）光子的相互作用产生电子对而衰减。取决于源的距离，宇宙对于高于特定能量的 VHE 光子应该是不透明的。然而，有迹象表明宇宙比之前认为的更透明。最近对大量 VHE 能谱的统计分析表明，对于衰减最高的数据点，使用当前 EBL 模型进行的吸收修正过强。一种可能的解释是 VHE 光子在环境磁场中振荡为假设的类轴子粒子（ALPs）。由于 ALPs 在宇宙学距离上传播不受阻碍，该机制将降低不透明度。在此，我们利用成像大气切伦科夫望远镜获取的大量 VHE 伽马射线能谱样本，首次在广泛的 ALP 质量范围内设定了光子 -ALP 耦合常数的下限。我们研究了包括星系团内磁场、星系际磁场以及银河系磁场在内的不同磁场配置下的转换，并考虑了振荡的能量依赖性。对于 intervening 磁场的乐观情景，得到的光子 -ALP 耦合下限量级为 $10^{-12}\mathrm{GeV}^{-1}$，而更保守的模型假设则得出 $2\times10^{-11}\mathrm{GeV}^{-1}$。后一数值在未来专用的 ALP 搜索可达范围内。