报告时间/Time：2023年6月9日10:00 (10:00, June 9, 2023)

报告地点/Venue：物质科研楼C1602会议室(Room C1602, Material Science Building)

报告题目/Topic：轴子暗物质的共振腔探测研究

报告摘要/Abstract：标准模型已经被实验证实, 故寻找超出标准模型的新物理是粒子物理最重要的前沿课题。强 CP 问题的最佳解决方案是 Peccei-Quinn (PQ) 机制，并预言了轴子。轴子是冷暗物质的候选者，如果质量约为 50 μeV, 其剩余丰度与目前的观测值相符合。特别是轴子及其推广类轴子与主要超出标准模型的新物理如超对称，大统一理论，超弦理论，和暴涨等都存在紧密地联系。因此，轴子是非常有希望的超出标准模型的新物理。轴子探测方案很多,但是目前只有共振腔探测实验才能真正检验公认的 QCD 轴子暗物质模型。目前轴子暗物质的共振腔探测实验都是质量从小到大的方式扫描寻找轴子，并且已有技术能探测到的轴子质量上限是 40 μeV， 相应频率是 10 GHz. 我们采用弯道超车策略，直接扫描轴子的质量范围约为 32-40 μeV，其相应频率是 8-10 GHz. 特别是我们的轴子质量扫描范围比将来同时期的其它国际实验的更大更接近暗物质轴子的理论预言值，故我们的实验更有希望首先发现轴子，取得开拓性成果。我们拟研制具有两杆，多杆以及粗杆加环块的 8-10 GHz 的共振腔，具有特定频率响应范围和放大倍数的低噪声 JPA，以及微波单光子探测器等。我们的实验是在低温共振腔内加 14T 的磁场，将轴子转化为相应频率的光子，并观测光子信号。改变共振腔中杆和环块的位置将改变频率，我们将扫描的轴子质量范围约为 32-40 μeV. 同时我们将研究微波单光子探测器，为将来探测更重的轴子奠定扎实的基础。

报告人简介/Biography：李田军，中国科学院理论物理研究所研究员，博士生导师，2005年12月入选中国科学院“引进杰出人才计划”； 2018年享受政府特殊津贴等。研究方向包括粒子物理; 超对称；大统一理论； 超弦唯象；宇宙学；轴子实验等。