超新星对‘QCD 阿克森类粒子’的限制

本文探讨了与夸克和胶子耦合的大质量阿克森类粒子（ALPs），称为‘QCD ALPs’，其侧重于相关的低能可观测量。与胶子和夸克耦合的 ALPs 不仅在 QCD 规模以下诱导出核相互作用，这与 ALPs 在超新星（SNe）中的产生相关，然而也自然地与类似 QCD-阿克森的光子耦合。我们讨论了高能 ALP 理论与其有效耦合与核子和光子之间的关系。所诱导的光子耦合允许质量 $m_a\gtrsim1$ MeV 的 ALPs 高效衰变为光子，天体观测结果严格限制了 ALP 参数空间。我们表明，结合与 SN 事件相关的论证，能排除 ALP-核子耦合至 $g_{aN}\gtrsim 10^{-11}- 10^{-10}$（当 $m_a\gtrsim1$ MeV 时）——此前尚未受到约束的参数空间区域。