利用引力波探测器的辅助长度信道搜寻超轻矢量暗物质

近来，通过测量引力波探测器臂腔中振荡的长度变化来搜寻超轻暗物质受到了相当多的关注。尽管引力波探测器对测量差分臂长变化极为灵敏，但对暗物质的灵敏度被大幅削弱，因为暗物质效应主要对臂腔测试质量是同等的。此处我们提议使用辅助长度信道，其测量功率循环腔和信号循环腔长度以及差分迈克尔逊干涉仪长度的变化。利用辅助干涉仪比两个臂腔更不对称的事实，可增强对暗物质的灵敏度。我们表明，当我们的方法应用于采用蓝宝石测试质量和熔融石英辅助镜的低温引力波探测器 KAGRA 时，对质量低于 $7\times 10^{-14}$ eV 的 $U(1)_{B-L}$ 规范玻色子暗物质的灵敏度可大幅提升。我们显示，KAGRA 可在约 $1.5 \times 10^{-14}$ eV 质量处探测超过一个数量级尚未探索的参数空间，而无需对现有干涉仪作任何修改。