增大用于探测暗物质轴子的谐振矩形截面晕镜体积的方法与限制
仪器与探测器
2023-10-25 v2 高能物理 - 实验
摘要
晕镜(haloscopes)是谐振腔,当置于强静磁场中时可用作暗物质轴子的探测器。为了增大体积并改善其在偶极或螺线管磁体中的引入以用于轴子搜寻,本研究讨论了针对矩形几何结构的多种晕镜设计技术。探讨了两类晕镜的体积极限:基于单腔的与基于多腔的。对两种情况,均给出了在长型和/或高型结构中增大体积的可能性。对于多腔,探索了一维几何以优化磁体中的空间;同时引入二维和三维几何,作为此类拓扑结构发展奠定基础的第一步。结果证明了所开发方法的实用性,显示出当今矩形晕镜设计中存在广阔的改进空间。通过设计长型高型单腔,相较于基于 WR-90 标准波导的单腔,体积获得了三个数量级的提升。类似步骤已应用于长型高型多腔。给出了基于高型多腔和二维结构的原型实验测量,证明了在实际晕镜中使用此类几何结构增大体积的可行性。
引用
@article{arxiv.2302.10569,
title = {Methods and restrictions to increase the volume of resonant rectangular-section haloscopes for detecting dark matter axions},
author = {J. M. García-Barceló and A. Álvarez Melcón and A. Díaz-Morcillo and B. Gimeno and A. J. Lozano-Guerrero and J. Monzo-Cabrera and J. R. Navarro-Madrid and P. Navarro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.10569},
year = {2023}
}