Future directions in the microwave cavity search for dark matter axions

International Journal of Modern Physics A

Volumn 29, Issue 19, 2014, Pages

  Shokair, T M ^a   Root, J ^a   Van Bibber, K A ^a   Brubaker, B ^b   Gurevich, Y V ^b   Cahn, S B ^b   Lamoreaux, S K ^b   Anil, M A ^c   Lehnert, K W ^c   Mitchell, B K ^c   Reed, A ^c   Carosi, G ^d  

^a University of California at Berkeley   (United States)

^b Yale University   (United States)

^c UNIVERSITY OF COLORADO   (United States)

^d LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Axion; dark matter; Josephson parametric amplifiers; microwave cavity; superconductivity

Indexed keywords

EID: 84905482144     PISSN: 0217751X     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1142/S0217751X14430040     Document Type: Article

References (37)

1. R. Peccei and H. Quinn, Phys. Rev. Lett. 38, 1440 (1977);
2. Phys. Rev. D. 16, 1791 (1977).
3. S. Weinberg, Phys. Rev. Lett. 40, 223 (1978).
4. F. Wilczek, Phys. Rev. Lett. 40, 279 (1978).
5. P. Svrček and E. Witten, J. High Energy Phys. 06, 051 (2006).
6. P. Sikivie, Lect. Notes Phys. 741, 16 (2008).
7. M. S. Turner, Phys. Rep. 197, 67 (1990).
8. G. G. Raffelt, Phys. Rep. 198, 1 (1990).
9. P. Sikivie, Phys. Rev. Lett. 51, 1415 (1983);
10. Phys. Rev. D 32, 2988 (1985).
11. J. E. Kim, Phys. Rev. Lett. 43, 103 (1979).
12. M. A. Shifman, A. I. Vainshtein and V. I. Zakharov, Nucl. Phys. B 166, 493 (1980).
13. M. Dine, W. Fischler and M. Srednicki, Phys. Lett. B 104, 199 (1981).
14. A. R. Zhitnitsky, Sov. J. Nucl. Phys. 31, 260 (1980).
15. R. H. Dicke, Rev. Sci. Instr. 17, 268 (1946).
16. S. DePanfilis, A. C. Melissinos, B. E. Moskowitz, J. T. Rogers, Y. K. Semertzidis, W. U. Wuensch, H. J. Halama, A. G. Prodell, W. B. Fowler and F. A. Nezrick, Phys. Rev. Lett. 59, 839 (1987).
17. W. U. Wuensch, S. De Panfilis-Wuensch, Y. K. Semertzidis, J. T. Rogers, A. C. Melissinos, H. J. Halama, B. E. Moskowitz, A. G. Prodell, W. B. Fowler and F. A. Nezrick, Phys. Rev. D 40, 3153 (1989).
18. C. Hagmann, P. Sikivie, N. S. Sullivan and D. B. Tanner, Phys. Rev. D 42, 1297 (1990).
19. S. J. Asztalos, G. Carosi, C. Hagmann, D. Kinion, K. van Bibber, M. Hotz, L. J. Rosenberg, G. Rybka, J. Hoskins, J. Hwang, P. Sikivie, D. B. Tanner, R. Bradley and J. Clarke, Phys. Rev. Lett. 104, 1297 (2010).
20. M. Mück, M.-O. André, J. Clarke, J. Gail and C. Heiden, Appl. Phys. Lett. 72, 2885 (1998).
21. M. Mück, M.-O. André, J. Clarke, J. Gail and C. Heiden, Appl. Phys. Lett. 75, 3545 (1999).
22. M. Mück and J. Clarke, J. Appl. Phys. 88, 6910 (2000).
23. S. J. Asztalos, L. J. Rosenberg, K. van Bibber, P. Sikivie and K. Zioutas, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 56, 293 (2006).
24. CAST Collab. (M. Arik, S. Aune, K. Barth, A. Belov, S. Borghi, H. Brauninger, G. Cantatore, J. M. Carmona, S. A. Cetin, J. I. Collar, E. Da Riva, T. Dafni, M. Davenport, C. Eleftheriadis, N. Elias, G. Fanourakis, E. Ferrer-Ribas, P. Friedrich, J. Galan, J.A. Garcia, A. Gardikiotis, J. G. Garza, E.N. Gazis, T. Geralis, E. Georgiopoulou, I. Giomataris, S. Gninenko, H. Gomez, M. Gomez Marzoa, E. Gruber, T. Guthorl, R. Hartmann, S. Hauf, F. Haug, M. D. Hasinoff, D. H. H. Hoffmann, F. J. Iguaz, I. G. Irastorza, J. Jacoby, K. Jakovcic, M. Karuza, K. Konigsmann, R. Kotthaus,M. Krcmar, M. Kuster, B. Lakic, P.M. Lang, J. M. Laurent, A. Liolios, A. Ljubicic, V. Lozza, G. Luzon, S. Neff, T. Niinikoski, A. Nordt, T. Papaevangelou, M. J. Pivovaroff, G. Raffelt, H. Riege, A. Rodriguez, M. Rosu, J. Ruz, I. Savvidis, I. Shilon, P. S. Silva, S. K. Solanki, L. Stewart, A. Tomas, M. Tsagri, K. van Bibber, T. Vafeiadis, J. Villar, J. K. Vogel, S. C. Yildiz and K. Zioutas), accepted by Phys. Rev. Lett., arXiv:1307.1985.
25. I. G. Irastorza, F. T. Avignone, S. Caspi, J. M. Carmona, T. Dafni, M. Davenport, A. Dudarev, G. Fanourakis, E. Ferrer-Ribas, J. Galán, J. A. García, T. Geralis, I. Giomataris, H. Gómez, D. H. H. Hoffmann, F. J. Iguaz, K. Jakovčić, M. Krčmar, B. Lakić, G. Luzón, M. Pivovaroff, T. Papaevangelou, G. Raffelt, J. Redondo, A. Rodríguez, S. Russenschuck, J. Ruz, I. Shilon, H. Ten Kate, A. Tomás, S. Troitsky, K. van Bibber, J. A. Villar, J. Vogel, L. Walckiers and K. Zioutas, J. Cosmol. Astropart. Phys. 06, 013 (2011).
26. The IAXO Collab. (E. Armengaud, F. T. Avignone, M. Betz, P. Brax, P. Brun, G. Cantatore, J. M. Carmona, G. P. Carosi, F. Caspers, S. Caspi, S. A. Cetin, D. Chelouche, F. E. Christensen, A. Dael, T. Dafni, M. Davenport, A. V. Derbin, K. Desch, A. Diago, B. Dobrich, I. Dratchnev, A. Dudarev, C. Eleftheriadis, G. Fanourakis, E. Ferrer-Ribas, J. Galan, J. A. García, J. G. Garza, T. Geralis, B. Gimeno, I. Giomataris, S. Gninenko, H. Gomez, D. Gonzalez-Diaz, E. Guendelman, C. J. Hailey, T. Hiramatsu, D. H. H. Hoffmann, D. Horns, F. J. Igual, I. G. Irastorza, J. Isern, K. Imai, A. C. Jakobsen, J. Jaeckel, K. Jakovčić, J. Kaminski, M. Kawasaki, M. Karuza, M. Krčmar, K. Kousouris, C. Krieger, B. Lakić, O. Limousin, A. Lindner, A. Liolios, G. Luzon, S. Matsuki, V. N. Muratova, C. Nones, I. Ortega, T. Papaevangelou, M. J. Pivovaroff, G. Raffelt, J. Redondo, A. Ringwald, S. Russenschuck, J. Ruz, K. Saikawa, I. Savvidis, T. Sekiguchi, Y. K. Semertzidis, I. Shilon, P. Sikivie, H. Silva, H. ten Kate, A. Tomás, S. Troitsky, T. Vafeiadis, K. van Bibber, P. Vedrine, J. A. Villar, J. K. Vogel, L. Walckiers, A. Weltman, W. Wester, S. C. Yildiz and K. Zioutas), CERN-SPSC-2013-022/SPSC-I- 242.
27. R. Bähre, B. Döbrich, J. Dreyling-Eschweiler, S. Ghazaryan, R. Hodajerdi, D. Horns, F. Januschek, E.-A. Knabbe, A. Lindner, D. Notz, A. Ringwald, J. E. von Seggern, R. Stromhagen, D. Trines and B. Willke, The ALPS II Technical Design Report, arXiv:1302.5647v2.
28. S. K. Lamoreaux, K. A. van Bibber, K. Lehnert and G. Carosi, Phys. Rev. D 88, 035020 (2013).
29. S. Darin Kinion, First results from a multiple-microwave-cavity search for dark-matter axions, Thesis, UC Davis (2001).
30. E. I. Smirnova, C. Chen, M. A. Shapiro and R. J. Temkin, J. Appl. Phys. 91, 960 (2002).
31. X. Xi, J. Hwang, C. Martin, D. B. Tanner and G. L. Carr, Phys. Rev. Lett. 105, 257006 (2010).
32. C. M. Caves, Phys. Rev. D 26, 1817 (1982).
33. M. A. Castellanos-Beltran and K. W. Lehnert, Appl. Phys. Lett. 91, 083509 (2007).
34. M. A. Castellanos-Beltran, K. D. Irwin, G. C. Hilton, L. R. Vale and K. W. Lehnert, Nature Phys. 4, 929 (2008).
35. D. I. Schuster, A. A. Houck, J. A. Schreier, A. Wallraff, J. M. Gambetta, A. Blais, L. Frunzio, J. Majer, B. Johnson, M. H. Devoret, S. M. Girvin and R. J. Schoelkopf, Nature 445, 515 (2007).
36. R. Vijay, D. H. Slichter and I. Siddiqi, Phys. Rev. Lett. 106, 110502 (2011).
37. D. Ristè, J. G. van Leeuwen, H.-S. Ku, K. W. Lehnert and L. DiCarlo, Phys. Rev. Lett. 109, 050507 (2012).