轴子是一种极轻的假想粒子，最初被提出用于解决强相互作用中的时间对称性（即弱相互作用中的 CP 违背）问题，同时也被视为最有前景的暗物质候选。

湿稀释冰箱的最后阶段，它承载并冷却底部的腔体和读取电子设备（各种线路）。它由许多板组成，允许在每个阶段冷却系统：从室温到约70毫卡的最低温度。图片中缺少的磁铁完全包裹着腔体，但没有接触它。图片来源：QUAX。

由于轴子与普通物质的相互作用极弱，且在强磁场中可偶尔转化为光子（即射频光），人们用“哈洛斯波”（haloscope）——在磁场中的微波腔体——来捕捉这种微弱的光子信号。

QUAX（Quest for Axions/QUaerere AXion）是由意大利多家实验室共同组建的国际团队，实验场地设在劳拉诺（Legnaro）和弗拉斯卡蒂（Frascati）两所国家核物理研究所。最近，团队在《Physical Review Letters》上公布了利用装置在强磁场中的铜腔体进行的轴子搜索结果。腔体采用“贝壳式”可调节机制，可改变其共振频率，从而扫描轴子可能的质量范围。

实验采用了低噪声量子放大器和高灵敏度天线链路，在 40 μeV 以上的质量区间内进行搜索——这是此前实验难以覆盖的高质量区域。

虽然未发现任何符合轴子-光子转换的超低功率峰值，但实验验证了腔体的可调频特性和全自动化搜索能力，为未来更广阔频率范围的探索奠定了技术基础。

实验中使用的腔体：一个铜腔体，可通过贝壳状机构打开，带有调音机构的细节。图片来源：QUAX

QUAX 计划在两家实验室继续深化搜索：扩大腔体尺寸、提升放大器灵敏度，并进一步自动化整个数据采集流程，使设备能够连续自主运行。

若未来在某个频率上检出轴子信号，即可首次直接观测到暗物质；若仍未出现，至少能排除一批理论模型，为暗物质研究提供更严格的边界。

总之，轴子搜索正逐步从理论到实验的长距离跨越：通过高频哈洛斯波的精准调谐，科学家们正在逐步逼近可能隐藏在宇宙早期的微小暗物质粒子，期待能在不久的将来揭开暗物质的神秘面纱。

勇编撰自论文"Search for Postinflationary QCD Axions with a Quantum-Limited Tunable Microwave Receiver".The Physical Review Letters.2025相关信息，文中配图若未特别标注出处，均来源于自绘或公开图库。