Absorption de la matière noire axionique dans un milieu magnétisé

La détection de la matière noire axionique plus lourde qu'un meV est entravée par sa petite longueur d'onde, ce qui limite le volume utile des expériences traditionnelles. Ce problème peut être évité en détectant directement les excitations en milieu, dont les énergies ∼meV–eV sont découplées de la taille du détecteur. Nous montrons que pour toute cible à l'intérieur d'un champ magnétique, le taux d'absorption des axions couplés électromagnétiquement dans les excitations en milieu est déterminé par la fonction diélectrique. En conséquence, la pléthore de cibles candidates précédemment identifiées pour les recherches de matière noire sub-GeV peut être réutilisée comme détecteurs d'axions à large bande. Nous trouvons qu'une exposition d'un kg par an avec des niveaux de bruit comparables aux mesures récentes est suffisante pour explorer l'espace des paramètres actuellement inexploité par des tests en laboratoire. Une réduction du bruit de seulement quelques ordres de grandeur peut permettre une sensibilité à l'axion QCD dans la plage de masse ∼10 meV–10 eV. Publié par la Société américaine de physique en 2024.