利用电磁二次相互作用探测超轻 QCD 轴子

轴子-胶子耦合是 QCD 轴子的决定性特征。这一特征诱导了轴子与标准模型粒子之间额外的、性质不同的相互作用——二次耦合。此前，强子二次耦合已被研究，其实验意义尤其在原子光谱与干涉测量背景下得到了探讨。我们研究了与电磁场及电子质量的额外二次耦合。这些电磁二次耦合由阈修正在一圈水平产生，且预期在无非精细调节时存在。尽管相较于强子耦合它们通常有一圈压低，却开辟了搜寻 QCD 轴子的新途径，例如借助光钟原子钟。此外，由于暗物质场的速度弥散，耦合的二次性质会在任何探测装置中引起低频涨落。这些独特的低频涨落提供了一种搜寻较重轴子的方法。我们给出了该低频背景功率谱密度的解析表达式，并简要讨论了低频背景搜寻的实验策略。