利用氢原子的超精细结构分裂探测暗物质轴子

若 QCD 轴子质量 $m_a\sim10^{-5}$eV，则它们可构成暗物质的重要部分。由于轴子由错位机制产生，其本地能谱密度很大。因此，若原子能隙与轴子质量匹配，轴子诱导的原子跃迁率会增强。氢的自旋 0 单态基态与自旋 1 三重态之间的超精细分裂为 $0.59\times10^{-5}$eV，接近暗物质轴子的偏好质量。通过施加弱塞曼磁场进行能隙调节，暗物质轴子可诱导原子氢跃迁。此外，由于氢三重态与单态的总自旋不同，轴子诱导跃迁可由斯特恩-盖拉赫装置或灵敏磁场探测器探测。所提方案的潜在实现可类似于现有的氢脉泽。