在 CERN 伽马工厂探测类轴子粒子

拟议的 CERN 伽马工厂旨在每秒产生 $\sim 10^{17}$ 个能量高达 400 MeV 的光子。其光束强度预计比当前 MeV 能区可用光子束大 $\mathcal{O}(10^7)$ 倍。本工作中，我们探索其探测标准模型之外物理的潜力。特别地，我们讨论对主要与光子耦合的类轴子粒子（ALPs）的搜寻，并考虑多种产生情景——固定靶、光子-光子碰撞、以及磁场转换——与探测方案——通过衰变为光子或反向转换。我们发现伽马工厂在固定靶模式下可探测质量 $m_a \lesssim \mathcal{O}(100\,\mathrm{MeV})$、衰变常数大于 $10^7$ GeV 的 ALPs，将先前束流靶实验的发现潜力提高一个数量级。