核坍缩超新星中重轴子的延时伽马射线特征

在 MeV 至 GeV 量级质量且高能标衰变常数超过约 $10^8$ GeV 的条件下，与量子电动力学和量子色动力学均有耦合的重轴子可能普遍产生于例如轴子宇宙的构造中。在这项工作中，我们利用 Fermi-LAT 针对四颗近期超新星（SN）：Cas A、SN1987A、SN2023ixf 和 SN2024ggi 的数据，提供了迄今为止对此类重轴子存在最灵敏的搜寻。我们考虑了通过核过程和电磁过程在原中子星核中产生的重轴子，以及随后轴子衰变为光子的过程。虽然先前的工作曾使用在超新星爆发期间观测到 SN1987A 的 Solar Maximum Mission 搜寻来自 SN1987A 的伽马射线，但我们表明，对于寿命大于约 10 年的轴子，使用 Fermi Large Area Telescope 数据可将流量灵敏度提高约五个数量级。我们没有发现重轴子的证据，并排除了大片此前未探索的参数空间。