关于太阳中 57Fe 轴子-光子模式转换的可探测性
太阳与恒星天体物理
2015-06-15 v1
摘要
本文旨在评估通过太阳 X 射线光谱探测轴子的可行性。我们回顾了轴子-光子模式转换的理论，特别关注太阳中心 57Fe 的 14.4 keV M1 衰变发射的轴子。这些轴子随后在太阳包层外层转换为光子，原则上可以作为 X 射线被探测到。对于质量高于约 10^-4 eV 的轴子，需要在轴子质量与局部电子等离子体频率匹配的层发生共振模式转换。对于质量高于约 10^-2 eV 的轴子，这种模式转换发生在太阳大气层过深处，导致产生的光子在康普顿散射掩盖谱线之前无法逃逸太阳表面并被探测到。在（可探测的）较低轴子质量下，轴子模型预测的模式转换光子通量似乎太低，无法用当前仪器进行探测。对于质量低于 10^-4 eV 的轴子，非共振模式转换也是可能的，但预测的通量更低，因为轴子耦合常数与其质量相关。通过太阳 X 射线观测这种跃迁来对重轴子参数施加有意义的约束的前景似乎并不乐观。然而，这种观测仍可能对无质量对应物（例如“arion”）的参数产生约束。它可能在太阳大气层外层发生模式转换，但不受此限制而具有小的耦合常数。
引用
@article{arxiv.1303.5354,
title = {On the Detectability of 57Fe Axion-Photon Mode Conversion in the Sun},
author = {J. Martin Laming},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.5354},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 4 figures, accepted by Astronomy and Astrophysics