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用于7 GHz以上轴子搜寻的高容积可调谐谐振器

仪器与探测器 2024-04-25 v3 天体物理仪器与方法 高能物理 - 实验

摘要

我们展示了可调谐薄壳轴子光镜的首次实验演示结果。这种新颖的几何结构将腔体谐振器的总体积与其谐振频率解耦,从而规避了高频下灵敏度的急剧下降。我们制作了一个铝制2.62.6 L(4141 λ3\lambda^3)原型,可在7.17.18.08.0 GHz范围内调谐,并在室温下进行了表征。我们清晰地识别出一个对轴子敏感、可直接调谐的TM\mathrm{TM}010_{010}模式,其室温品质因数QQ约为5,0005,000。我们绘制了谐振时的EE场分布图,发现其与数值计算结果一致。为未来的低温运行做准备,我们开发了一种仅依赖腔体射频测量的对准方案,在整个调谐范围内保持了0.570.57的形状因子。这些测量证明了运行体积Vλ3V\gg\lambda^3的腔体霍尔望远镜的可行性。我们讨论了未来的发展计划以及探索暴胀后轴子参数空间(\sim44\sim3030 GHz)并达到DFSZ灵敏度的波光霍尔望远镜所需的参数。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.01060,
  title  = {High-volume tunable resonator for axion searches above 7 GHz},
  author = {Taj A. Dyson and Chelsea L. Bartram and Ashley Davidson and Jonah B. Ezekiel and Laura M. Futamura and Tongtian Liu and Chao-Lin Kuo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.01060},
  year   = {2024}
}

备注

6 pages, 7 figures; references added, Table 2 updated, acknowledgments made more descriptive, grammar copy edits, and title updated to published version