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科学家实现空腔光晕仪电磁动力学中轴子-光子跃迁的量子计算
作者:小柯机器人 发布时间:2023/12/16 22:30:04

近日,南开大学的Tong Li&Rui-Jia Zhang及其研究团队取得一项新进展。经过不懈努力,他们实现空腔光晕仪电磁动力学中轴子-光子跃迁的量子计算。相关研究成果已于2023年12月15日在国际知名学术期刊《中国物理C》上发表。

本文利用量子电磁动力学(QEMD)中新的轴子相互作用哈密顿量,实现了均匀电磁场中轴子-单光子跃迁速率的量子计算。这一量子计算结果表明,在轴子光晕仪实验中,通过谐振腔可以提高转换率。此外,研究人员还展示了利用新的轴子-光子耦合进行空腔搜索的潜力。

据悉,威腾效应揭示了磁单极子中电荷的存在以及轴子与双子之间可能存在的关联。基于20世纪60年代由Schwinger和Zwanziger提出的量子电磁动力学(QEMD),可以可靠地构建轴子-双子动力学。此外,一般的低能轴子-光子有效场理论也可以通过使用“广义对称”语言,利用高型对称和背景规范场来实现。

附:英文原文

Title: Quantum calculation of axion-photon transition in electromagnetodynamics for cavity haloscope

Author: Tong Li, Rui-Jia Zhang

Issue&Volume: 2023-12-15

Abstract: The Witten effect implies the presence of electric charge of magnetic monople and the possible relationship between axion and dyon. The axion-dyon dynamics can be reliably built based on the quantum electromagnetodynamics (QEMD) which was developed by Schwinger and Zwanziger in the 1960's. A generic low-energy axion-photon effective field theory can also be realized in the language of “generalized symmetries” with higher-form symmetries and background gauge fields. In this work, we implement the quantum calculation of the axion-single photon transition rate inside a homogeneous electromagnetic field in terms of the new axion interaction Hamiltonian in QEMD. This quantum calculation can clearly imply the enhancement of conversion rate through resonant cavity in axion haloscope experiments. We also show the promising potentials on the cavity search of new axion-photon couplings.

DOI: 10.1088/1674-1137/ad0620

Source: http://hepnp.ihep.ac.cn/article/doi/10.1088/1674-1137/ad0620

期刊信息

Chinese Physics C《中国物理C》,创刊于1977年。隶属于中国科学院高能物理研究所,最新IF:3.6

官方网址:http://hepnp.ihep.ac.cn/
投稿链接:https://mc03.manuscriptcentral.com/cpc