中子星磁层中引力波的共振转换

高频引力波正引起理论和实验界日益增长的兴趣。在这项工作中，我们通过逆Gertsenshtein机制计算了引力波在中子星磁层中向光子的共振转换。共振发生在真空双折射效应抵消了光子色散关系中经典等离子体贡献的区域，导致介质中出现无质量光子，该光子与引力子在运动学上匹配。我们利用中子星的X射线和红外流量测量，对可能的随机引力波背景的振幅设定了限制。利用Chandra（2-8 keV）和NuSTAR（3-79 keV）对RX J1856.6-3754的观测，我们在频率范围5×10^17 Hz ≲ f ≲ 2×10^19 Hz内设定了应变极限h_c^lim ≃ 10^{-26} - 10^{-24}。我们的极限比在相同频率下来自单个中子星的现有约束强多个数量级。我们还利用最近JWST对磁星4U 0142+61在范围2.7×10^13 Hz ≲ f ≲ 5.9×10^13 Hz内的观测，设定了极限h_c^lim ≃ 5 × 10^{-19}。这些约束与CAST、OSQAR和ALPS II的实验室搜索处于互补的频率范围。我们预计，通过更全面地利用整个频率和目标谱的望远镜数据，这些极限在范围和广度上都将得到改进。