通过微波谐振腔探测暗物质轴子

的电场分量（Ez）。因此，在一个较好的近似下，我们得到了E = (0,0,Ez)。电场功率与E 和B 的点积(Ez*Bz) 成比例。设计该实验是为了如果腔体中存在由轴子产生的光子，最大化该耦合，并得到尽可能强的信号。

下图显示了对应的二维仿真。

腔体二维仿真中的电场。

二维仿真和三维仿真的结果完全相同。使用二维仿真足以理解TM010 模式，而且计算速度更快。

在下图所示的仿真中，沿一个调谐杆的角度位置绘制了谐振频率。

圆柱形腔体仿真中的谐振频率vs. 调谐杆位置

仿真显示该谐振腔设计可用于~500-700 MHz 区间内的探测。

该结果与AMDX 团队所发表的结果类似。不同之处是仿真中所用谐振腔和调谐杆的属性和精确尺寸与ADMX 中所用的不同。

严格来讲，不含调谐杆的谐振模式才能被归入TM010 分类。含有调谐杆的谐振模式其实也与TM010 相似。不过，我们无须依赖基模来获取磁场与电场之间的耦合。其他模式也可以给出适当的耦合。

下图显示的扫描中包含了与TM010 相似的相邻模式。它在~740-800 MHz 区间内较敏感。图中还包括与三维仿真的对比。

两个相邻模式的谐振频率vs. 调谐杆位置包含与三维仿真的对比。

应注意到，更高阶的模式也可以使用。通过使用这些模式，我们有可能在无需更改谐振腔整体尺寸的情况下扫描更大的频率范围。

ADMX 的最新升级

根据近期的一场演讲报告，ADMX 最近有一些主要升级。大学的实验团队已经准备开始"对暗物质轴子的终极探索"实验。在演讲报告中，ADMX 的代表Gray Rybka 充满自信地宣布"如果轴子真的存在，我们就能找到它。"

来源：COMSOL-China微信号