使用原子钟和磁力计探索超轻至亚MeV暗物质窗口

暗物质的质量可能会超过超轻候选物质的质量，mχ〜10-21eV，并远远超过GeV。常规实验室搜索对接近弱规模的一系列质量敏感，而需要新技术来探索该领域之外的候选人。特别是较轻的候选者由于其较小的动量而难以检测。在这里，我们研究了两个不需要动量即可检测暗物质的实验装置：原子钟和共磁计。这些实验通过非常精确地测量不同角动量原子态之间的能量差来探测耦合到物质自旋的暗物质。在大多数暗物质模型中这种耦合都是可能的（甚至是自然的），并且我们将当前的实验灵敏度转化为对不同暗物质模型的暗示。结果发现，取决于模型，当前原子钟和共磁计的约束在质量范围mχ〜10-21-103eV中可以具有竞争力。