論文の概要: Axion search with a quantum-limited ferromagnetic haloscope
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.08940v1
- Date: Fri, 24 Jan 2020 10:27:44 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 03:02:50.711420
- Title: Axion search with a quantum-limited ferromagnetic haloscope
- Title（参考訳）: 量子制限強磁性ハロスコープによる軸索探索
- Authors: N. Crescini, D. Alesini, C. Braggio, G. Carugno, D. D Agostino, D. Di
Gioacchino, P. Falferi, U. Gambardella, C. Gatti, G. Iannone, C. Ligi, A.
Lombardi, A. Ortolan, R. Pengo, G. Ruoso, L. Taffarello
- Abstract要約: 強磁性軸索ハロスコープは、電子スピンとの相互作用を利用して、銀河の形でダークマターを探索する。
その結果,約120MHzの周波数帯におけるDM-アキションと電子カップリング定数の最適値が得られた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A ferromagnetic axion haloscope searches for Dark Matter in the form of
axions by exploiting their interaction with electronic spins. It is composed of
an axion-to-electromagnetic field transducer coupled to a sensitive rf
detector. The former is a photon-magnon hybrid system, and the latter is based
on a quantum-limited Josephson parametric amplifier. The hybrid system consists
of ten 2.1 mm diameter YIG spheres coupled to a single microwave cavity mode by
means of a static magnetic field. Our setup is the most sensitive rf
spin-magnetometer ever realized. The minimum detectable field is
$5.5\times10^{-19}\,$T with 9 h integration time, corresponding to a limit on
the axion-electron coupling constant $g_{aee}\le1.7\times10^{-11}$ at 95% CL.
The scientific run of our haloscope resulted in the best limit on DM-axions to
electron coupling constant in a frequency span of about 120 MHz, corresponding
to the axion mass range $42.4$-$43.1\,\mu$eV. This is also the first apparatus
to perform an axion mass scanning by changing the static magnetic field.
- Abstract（参考訳）: 強磁性ハロスコープは、電子スピンとの相互作用を利用して、アキソンの形でダークマターを探索する。
感度rf検出器に結合した軸-電磁場変換器からなる。
前者は光子-マグノンハイブリッド系であり、後者は量子制限ジョセフソンパラメトリック増幅器に基づいている。
ハイブリッドシステムは、静磁場によって単一のマイクロ波共振器モードに結合された直径2.1mmのyig球体からなる。
我々の装置は史上最も感度の高いrfスピン磁気センサだ。
最小検出可能なフィールドは5.5\times10^{-19}\,$Tで9hの積分時間を持ち、アキシオン電子結合定数 $g_{aee}\le1.7\times10^{-11}$ 95% CL に対応する。
我々のハロスコープの科学的な実行により、約120MHzの周波数範囲におけるDM-アキションの電子結合定数に対する最大の限界は、42.4$-$43.1\,\mu$eVである。
これはまた、静磁場を変化させて軸イオン質量走査を行う最初の装置でもある。
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