通过相干散射探测 QCD 轴子暗物质

QCD 轴子是暗物质的一个有希望的候选者。本文中，我们讨论核子与 QCD 轴子暗物质之间的弹性散射过程。我们指出，与经典过程相比，相干效应可使截面增强超过 $\mathcal{O}(10^{25})$。结果表明，例如，对于 $f_a \lesssim 10^{11}\,\text{GeV}$，QCD 轴子在太阳处发生散射的概率可达 $\mathcal{O}(1)$。此外，由于轴子暗物质的数密度非常大，人们可能预期受激发射效应也能增强截面。增强因子可再大至 $\mathcal{O}(10^{25})$，若该因子存在，来自暗物质风的作用力可通过例如扭秤实验被探测到。然而，我们也发现受激发射因子存在相消，使得作用力过小而无法被探测。