轴子暗物质直接探测的新可观测量

我们提出了用于直接探测超轻暗物质（如轴子）的新信号。轴子或类轴子粒子（ALP）暗物质可被视为一种背景经典场。我们考虑了该场的耦合，这些耦合会产生可观测效应，包括核电偶极矩以及轴向核子和电子矩。这些矩以实验室可及的频率（约 kHz 至 GHz，由暗物质质量决定）快速振荡。因此，与 WIMP 探测不同，我们不是在寻找单个暗物质粒子的硬散射，而是在寻找整个经典暗物质场的相干效应。我们计算了对此类随时间变化矩的当前限制，并考虑了一种利用 NMR 方法搜索诱导自旋进动的技术。这些技术所探测的参数空间远超当前的天体物理限制，并显著扩展了实验室探测范围。自旋进动是搜索这些超轻粒子的一种方法，但很可能还有许多新型实验可以利用此类随时间变化的矩来搜索暗物质。