Supernova production of axion-like particles coupling to electrons, reloaded
高能物理 - 唯象学
2026-04-14 v3 高能天体物理现象
摘要
我们重访了作用于电子的轴类粒子(ALP)在相对论性等离子体中的树级产生机制。我们明确演示了伪标量耦合与导数耦合之间的等价性，首次纳入之前被忽略的过程——半子弹产生(gamma e-->a e)和偶极子湮灭(e+e-->a gamma)，并推导了碰撞(g-->g a)产生率的解析表达式，使ALP通量评估更具计算效率。此外，我们评估了由于电子热质量修正、电子-电子库仑相互作用以及Landau-Pomeranchuk-Migdal效应引起的产生率不确定性。ALP辐射率已作为ALP质量、温度和电子化学势作为函数公开于公共仓库。最后，我们检讨了ALP产生及随后衰变对天体物理观测的影响，推导出ALP与电子耦合的主要限制。在小耦合时，主要限制来自之前被忽略的衰变a-->e+e gamma，除非出现火球形成情形，其中SN 1987A X射线观测提供最佳探针。在大耦合时，限制由能量沉积论证主导，采用最新制定的捕获 regime 方案。
引用
@article{arxiv.2503.15630,
title = {Supernova production of axion-like particles coupling to electrons, reloaded},
author = {Damiano F. G. Fiorillo and Tetyana Pitik and Edoardo Vitagliano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.15630},
year = {2026}
}
备注
Revised version with corrected Compton emission rate, consistent with the Erratum published in PRD