用于轴子搜索的对称调谐大体积圆锥壳腔

在早前一篇论文中，提出了一类新薄壳腔以规避传统轴子晕镜的陡峭频率标度。在本后续工作中，我们看到广义圆锥几何能为这些大体积厘米波腔提供鲁棒的频率调谐。圆锥壳腔的决定频率的维度在调谐过程中对称且均匀地改变，保持对外部螺线管场的高轴子耦合效率（形状因子）。进一步表明，这种可调几何不限于圆锥。我们给出了任意体积填充圆锥壳腔的一般构造方法，并对所建数值模型获得直接解。已实现设计中最大的是蜿蜒的“脑”形腔，可在 20% 频率范围内调谐。该腔的扫描速率比当前一代实验中使用的按比例缩放的圆柱腔大三个数量级。扫描速率如此大幅改进的前景应推动制造及其他实现技术的研发努力。若能克服这些工程挑战，基于腔的轴子晕镜可在高于几 GHz 的频率下保持竞争力。我们提出了一种在 20 GHz（~ 80 $\mu$eV）使用脑形腔阵列的实验配置，并与其他类似频率的提案进行比较。