中子星磁层中的QCD轴子转换
高能物理 - 唯象学
2025-06-17 v1
摘要
轴子-光子转换通量是寻找QCD轴子作为暗物质候选者的主要窗口。除了解决强CP问题外,这些轴子还可能解释神秘暗物质的性质。中子星(NS)通过中微子/轴子发射的冷却速率限制了超致密物质的天体物理特性。我们通过采用FPS状态方程(EoS),尝试分析强磁场对NS发射特性的影响。我们使用Tolman-Oppenheimer-Volkoff(TOV)方程,考虑强场效应并生成剖面。我们假设在NS核心发生库珀对破缺形成(PBF)和轫致辐射过程。我们采用径向剖面的多项式拟合函数来分析强磁场效应。整个分析在轴子质量为15 meV和中心磁场B_c=10^17 G的条件下进行。我们的工作假设NS核心由球对称磁化NS的强子物质组成。我们给出了轴子能谱及其随后转换为光子的结果。我们表明强磁场显著改变了NS的轴子冷却速率和光度。我们报告轫致辐射过程产生的轴子能谱在较低轴子能量上主导PBF过程,在PSR J1356-6429 NS可能的轴子质量范围内。我们的结果表明轴子能量越低磁场的影响越小,表明有必要在轴子-光子转换机制中纳入磁场效应。
引用
@article{arxiv.2506.13310,
title = {QCD Axion Conversion in Magnetospheres of Neutron Stars},
author = {Shubham Yadav},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.13310},
year = {2025}
}
备注
8 pages, 4 figures