基于光泵磁强计的轴子诱导磁场搜寻方案的灵敏度
仪器与探测器
2018-04-24 v5 核实验
摘要
我们研究利用光泵磁强计（OPMs）搜寻由轴子暗物质在外部磁场中诱导的振荡电流。该实验基于Sikivie、Sullivan和Tanner的LC电路轴子探测概念。由轴子-光子耦合引起的麦克斯韦方程修正，在磁场存在时会产生频率等于轴子质量的微小振荡磁场。该诱导磁场可利用LC电路放大器与OPM（最灵敏的无低温磁传感器）在室温实验中搜寻，从而避免复杂昂贵的低温系统需求。我们讨论如何改造现有磁共振成像（MRI）实验以搜寻参数空间中此前未探索的区域。我们现有的为MRI优化的探测装置，对质量接近3×10⁻¹⁰ eV的轴子已具备10⁻⁷ GeV⁻¹轴子-光子耦合的灵敏度。尽管这已被天体物理与太阳轴子搜寻的限制所排除，我们表明合理的改造及针对轴子探测的优化，可在10⁻¹¹ eV至10⁻⁷ eV的轴子质量范围内，将轴子-光子耦合的当前最佳极限提升多达三个数量级。
引用
@article{arxiv.1802.01721,
title = {Sensitivity of Proposed Search for Axion-induced Magnetic Field using Optically Pumped Magnetometers},
author = {P. -H. Chu and L. D. Duffy and Y. J. Kim and I. M. Savukov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.01721},
year = {2018}
}