轴子修正电动力学中的坡印廷矢量争议

最灵敏的晕探测器通过双光子电磁反常搜寻轴子暗物质，利用轴子与强直流磁场的混合将轴子转化为光子。本文我们将坡印廷定理应用于由此产生的轴子修正电动力学，并识别出两种可能的坡印廷矢量，一种类似于电动力学中的亚伯拉罕坡印廷矢量，另一种则类似于闵可夫斯基坡印廷矢量。后者包含了额外的非保守项，而前者则没有。为了理解探测系统中能量转换与功率流的来源，我们将这两种坡印廷定理应用于轴子修正电动力学，既针对谐振腔也针对宽带低质量轴子探测器。我们证明，对于谐振腔轴子晕探测器，两种坡印廷定理给出相同的灵敏度，但对于低质量宽带电容性晕探测器，它们预测的灵敏度却显著不同。因此我们提出疑问：理解哪一个是轴子暗物质探测的正确选择，能否在亚伯拉罕-闵可夫斯基争议的框架下进行考量？实际上，这应在轴子被探测到时由实验确认。然而，许多电动力学实验在考虑介电介质中的正则动量时，结果都倾向于闵可夫斯基坡印廷矢量。鉴于此，我们表明，在准静态极限下计算低质量轴子晕探测器的灵敏度时，确实应认真对待轴子修正的闵可夫斯基坡印廷矢量，并预测其灵敏度比等效的亚伯拉罕坡印廷矢量高出数个数量级。