探测轴子：相对论性喷流极化测量
高能天体物理现象
2026-03-04 v1 宇宙学与河外天体物理
广义相对论与量子宇宙学
高能物理 - 唯象学
摘要
通过 Event Horizon Telescope (EHT) 的近视野极化观测，轴子-光子耦合引起的极化变化导致轴子信号的识别前景已成为现实。轴子类粒子 (ALP)，因强 CP 问题而被提出作为暗物质候选者，在线性偏振辐射中引起频率无关的双折射现象，导致电向量位角可观测的旋转。虽然以往研究仅关注近视野盘面辐射中的轴子信号，但 M87 的相对论性喷流——延伸至数千帕斯卡尺度——仍未被探索作为轴子探针，尽管其提供了通过潜在暗物质分布的更长路径。本研究使用喇叭模型对 M87 喷流的斯托克斯图进行分析，喷流为轴子背景在银河中心的齐蒙子核心提供了稳态、轴对称、自相似模型。在 230 GHz 频率下，对于典型耦合范围为 的参数，质为 范围的轴子产生度数级至多度数级别的 EVPA 旋转，某些情况下超过典型 EHT 测量不确定性；而 范围的轴子质量则主要产生亚度数的旋转。我们识别了一套形态诊断工具，构成了区分轴子诱导双折射与等离子体法拉第旋转的框架。
引用
@article{arxiv.2603.03244,
title = {Probing Axions with Relativistic Jet Polarimetry},
author = {Dashon Michel Jones and Richard Anantua and Razieh Emami and Nate Lujan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.03244},
year = {2026}
}