在腔体实验中探测轴子-电子耦合

轴子暗物质通过所谓的chiral磁效应，由轴子-电子相互作用驱动的电子近乎永久的振荡，在导体中诱导电磁辐射。因此，它为在腔体中超越传统的轴子-光子耦合$g_{a \gamma}$探测轴子-电子耦合$g_{ae}$提供了一种互补手段。我们表明，现有的轴子腔体实验可以在扫描的轴子质量范围$1\,\mu\, {\rm eV}\lesssim m_a\lesssim 20\,\mu\,{\rm eV}$内将耦合约束到$g_{ae}\lesssim 10^{-5}$。尽管我们发现，与由$g_{a\gamma}$引起的轴子-光子转换在腔体内部产生的辐射相比，在电导率为$\sigma$的铜腔体表面由$g_{ae}$产生的辐射被抑制了$m_a^2/\sigma^2\sim 10^{-20}$，但如果将铜壁替换为碳基导体，则可以在更宽的$m_a$范围内(包括比先前探测到的更高值)实现对$g_{ae}$约$10^{-9}$的灵敏度。