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协调高能伽马射线中类轴子粒子的迹象与恒星界限

高能物理 - 唯象学 2021-11-16 v2 高能天体物理现象

摘要

最近两个不同研究组声称,银河系脉冲星与超新星遗迹伽马射线中观测到的谱调制,可能源于光子在银河系大尺度磁场中向超轻类轴子粒子(ALPs)的转化。尽管我们表明所需的最佳拟合光子-ALP耦合gaγ2×1010g_{a\gamma} \sim 2 \times 10^{-10} GeV1{}^{-1}与真空中光子-ALPs混合观测的约束一致,但这与其他界限相冲突,具体而言来自CAST太阳轴子极限、球状星团中氦燃烧寿命,以及SN 1987A同时伽马射线未观测到的结果。为协调这些不同结果,我们提出物质中的环境效应会抑制致密天体物理等离子体中的ALP产生,从而放宽先前的界限并使其与低密度银河系介质中的光子-ALP转化相容。若此解释正确,所声称的ALP信号将处于ALPS II等下一代实验室实验的探测范围内。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.08100,
  title  = {Reconciling hints on axion-like-particles from high-energy gamma rays with stellar bounds},
  author = {Gautham Adamane Pallathadka and Francesca Calore and Pierluca Carenza and Maurizio Giannotti and Dieter Horns and Julian Kuhlmann and Jhilik Majumdar and Alessandro Mirizzi and Andreas Ringwald and Anton Sokolov and Franziska Stief and Qixin Yu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08100},
  year   = {2021}
}

备注

v2: major corrections to match the published version. 28 pages, 14 figures