由磁白矮星偏振给出的轴子-光子耦合上限

已有研究提出将磁白矮星(MWD)热辐射的偏振测量作为探测轴子-光子混合的手段。离开MWD表面的辐射是非偏振的，但如果低质量轴子存在，则平行于MWD磁场方向偏振的光子可能转化为轴子，从而产生依赖于轴子-光子耦合强度 $g_{a\gamma\gamma}$ 的线偏振。我们使用强场真空双折射存在下的轴子-光子混合形式体系对该过程建模，表明在所有恒星类型中MWD是轴子诱导偏振搜寻最有希望的目标。随后我们考虑来自多个MWD（包括SDSS J135141和Grw+70$^\circ$8247）的线偏振数据，表明在严格考虑天体物理不确定性后，对于轴子质量 $m_a \lesssim 3 \times 10^{-7}$ eV，轴子-光子耦合在95%置信度下被限制为 $|g_{a\gamma\gamma}| \lesssim 5.4 \times 10^{-12}$ GeV$^{-1}$。该上限使先前提出的用轴子解释宇宙对TeV伽马射线异常透明性的说法陷入紧张。我们确定了未来的数据和建模工作可进一步提高轴子灵敏度的MWD目标。