DANCE 轴子暗物质搜寻的初步结果

轴子是暗物质的有力候选者之一，最初提出用于解决粒子物理中的强 CP 问题。环形腔轴子暗物质搜寻实验（DANCE）是一个新的实验项目，旨在广泛搜寻质量范围 $10^{-17}~\mathrm{eV} < m_a < 10^{-11}~\mathrm{eV}$ 内的轴子暗物质。我们的目标是通过蝴蝶结腔探测由轴子-光子耦合引起的线偏振光的旋转振荡。本文报道了原型实验 DANCE Act-1 的初步结果，数据来自 24 小时观测。我们未发现轴子存在的证据，并在 $10^{-14}~\mathrm{eV} < m_a < 10^{-13}~\mathrm{eV}$ 范围内给出了轴子-光子耦合 $g_{a \gamma} \lesssim 8 \times 10^{-4}~\mathrm{GeV^{-1}}$ 的 95% 置信水平上界。尽管该界限未超过当前最佳极限，这一光学腔实验首次展示了无需任何外磁场的基于偏振的轴子暗物质搜寻。