用于轴子搜索的空心介电圆柱体高品质因数谐振器的实现

本文讨论了由两个空心介电圆柱体组成的高品质因数谐振器的实现与表征，其伪 TM$_{030}$ 模式在 10.9 GHz 频率下谐振。在 300 K 和 4 K 温度下测量了品质因数，分别得到 $\mbox{Q}_{300\mbox{K}}=(150,000\pm 2,000)$ 和 $\mbox{Q}_{4\mbox{K}}=(720,000\pm 10,000)$，后者意味着相对于在相同频率下以相应 TM$_{010}$ 模式谐振的传统铜圆柱腔，其品质因数提高了一个数量级。本文讨论了其对基于腔实验的暗物质轴子搜索的意义，并表明腔模式与轴子场的几何耦合 $C_{030}$ 的减小并未削弱品质因数的增益。估计该减小效应最多为 20%。数值模拟表明，数百 MHz 的频率调谐是可行的。