在低频地面磁场中寻找轴子暗物质信号

我们表明，地球的自然环境可作为探测超轻轴子暗物质的强大探针。在全球地磁场存在的情况下，质量范围为 $10^{-15}\,$eV-$10^{-13}\,$eV 的轴子通过轴子-光子耦合，在（亚）极低频段（$0.3-30\,$Hz）诱导电磁波。我们考虑大气有限导电性的影响，预测地球-离子层腔中诱导磁场的�幅。这使得我们能够从对低频磁场的长期监测数据中约束轴子-光子耦合参数 $g_{\rm a\gamma}$，对于质量约为 $3 \times 10^{-14}\,$eV 的轴子，显著改善了之前的约束，下界可达 $g_{\rm a\gamma} \lesssim 4\times10^{-13}\,\rm GeV^{-1}$。