WISPDMX射频腔搜寻隐光子暗物质的首批结果

尽管对重的热产生暗物质粒子进行了持续灵敏的搜寻，非重子暗物质的起源仍然难以捉摸。最近研究表明，与破缺的U(1)规范对称性相关的非热产生的矢量玻色子（有时称为隐光子）是可能的WISP（弱相互作用 slim 粒子）暗物质候选者之一。WISP暗物质实验（WISPDMX）是首个直接的隐光子暗物质搜寻实验，利用可调射频腔的四个共振模式探测0.8–2.07 $\mu$eV质量范围内的粒子，并在共振外低至0.4 $n$eV。在本文中，我们呈现了WISPDMX首次科学运行的结果，包含22000个宽带谱，带宽500 MHz，频谱分辨率50 Hz，是在每次测量的单个调谐步长下以10秒积分获得的。在单个谱中达到最小可探测功率$8^{-19}$瓦、以及在所有测量的平均谱中（总计61 \hours数据采集）达到最小可探测功率$5^{-22}$瓦，均未发现合理的暗物质候选信号。利用这些谱，我们推导了隐光子耦合常数的上限，在共振频率范围为$10^{e-13}$量级，在0.2–2.07 $\mu$eV宽带质量范围为$10^{-12}$量级，并在低于0.2$\mu$eV的质量处稳步上升。