HAYSTAC 状态、结果与计划

我们描述了暗物质实验 Haloscope At Yale Sensitive To Axion Cold Dark Matter（HAYSTAC）的设计，并报告一项针对暗物质轴子的晕镜搜索结果。我们在 $23.55<m_{a}<24.0$ $\mu$eV 范围内排除了轴子-光子耦合 $g_{a\gamma\gamma} \underset{\sim}{{>}}2\times10^{-14}$ GeV$^{-1}$ 的轴子模型。该灵敏度在给定质量范围内平均比 KSVZ 模型耦合高 2.7 倍。第一阶段实现了比标准量子极限低 2 倍的噪声温度。第二阶段目前进入调试，采用压缩真空态接收机以规避量子极限，这将比当前的单 Josephson 参量放大器（JPA）接收机在扫描速率上带来约 $\sim2$ 倍的提升。HAYSTAC 第二阶段的接收机灵敏度将对双光子耦合强度给出精确约束，并且是迄今探测 $m_a>20~\mu$eV 的最灵敏轴子腔探测器。