射电 loud 磁星作为轴子及类轴子粒子的探测器

我们表明，通过研究高磁化瞬态束流源射电脉冲的到达时间，有可能探测到轻赝标量粒子，如轴子和类轴子粒子，它们的存在可能对 QCD 的强 CP 问题以及宇宙学中的暗物质问题产生重大影响。具体而言，利用间接天体物理考量，此类轻玻色子可在更宽的粒子质量范围内以远高于当前地面实验所能达到的灵敏度被探测到。该可观测效应在 Chelouche & Guendelman (2009) 中已有讨论，其类似于 Stern-Gerlach 实验：当电磁场与轴子场之间存在有限耦合时，光子束的自然分裂便会发生。光束的分裂角线性依赖于光子波长、磁化区域的大小以及垂直于光子传播方向的磁场梯度。如果射电 loud 磁星中的射电辐射是束流的，且起源于具有强磁场梯度的区域，那么单个脉冲的分裂可能是可探测的。我们针对磁星的简化模型量化了该效应，并在射电 loud 磁星 XTE J1810-197 的 2 GHz 射电光变曲线中搜寻了射电束分裂现象。