L'objectif de cette thèse est de développer un instrument - récepteur hétérodyne à 600 GHz basé sur un mélangeur Schottky pour améliorer la sensibilité de la spectroscopie moléculaire en laboratoire, combiné avec l'analyse des molécules d'intérêt astrophysique.Le spectre de rotation de deux molécules organiques complexes d'intérêt astrophysique, 13C isotopologues du cyanure d'éthyle, 13CH313CH213CN et du méthoxyisocyanate, CH3ONCO, ont été étudiées dans les gammes de fréquences millimétrique et sub- millimétrique avec le spectromètre à balayage rapide du laboratoire PhLAM. Ces molécules seront recherchées à l’aide de radio télescopes tels que : celui de l’IRAM 30m, ALMA et NOEMA afin de détecter leur présence dans le milieu interstellaire. D'autre part, la spectroscopie moléculaire de laboratoire dans la gamme THz nécessite le développement instrumental pour améliorer les performances du spectromètre : sensibilité, résolution, précision, etc. Nous avons conçu, développé et testé un récepteur hétérodyne Schottky à 600 GHz avec le spectromètre à balayage rapide à PhLAM. / The objective of this PhD thesis is to develop an instrument - a 600 GHz Schottky heterodyne receiver for more sensitive molecular spectroscopy in the laboratory, combined with the analysis of the molecules of astrophysical interest.The rotational spectrum of two complex organic molecules of astrophysical interest, triple- 13C isotopologues 13CH313CH213CN of ethyl cyanide and methoxyisocyanate, CH3ONCO, have been studied in millimeter and sub-millimeter ranges with fast scan DDS spectrometer in PhLAM. These molecules will be searched by radio telescopes as IRAM 30m, ALMA and NOEMA in order to detect their presence in the interstellar medium. On the other hand, laboratory molecular spectroscopy requires the development in instrumentation that can improve the total performance of a spectrometer, its sensitivity, resolution, accuracy measurement etc. We have designed, developed a 600 GHz Schottky heterodyne receiver, and tested it with fast scan DDS spectrometer in PhLAM.

Les molécules diatomiques alcalin-hélium, appelées également exciplexes, ont jusqu'à présent été l'objet de travaux théoriques sur la modélisation des atmosphères de naines brunes. Depuis quelques années, elles interviennent dans l'étude des mécanismes de formation de dimères alcalins dans un état triplet excité au sein de nanogouttes d'hélium. Or à ce jour, la structure électronique de ces exciplexes est peu connue expérimentalement et théoriquement, la courbe d'énergie potentielle de l'état fondamental présentant un puits de potentiel de faible profondeur (0.5cm-1<De<2cm-1) difficilement observable et modélisable. En vue de déterminer avec précision la structure électronique de ces molécules (courbes d'énergie potentielle sur un large domaine de distance internucléaire, constantes spectroscopiques, moments dipolaires), nous avons développé une méthode de potentiel effectif basée sur l'utilisation de potentiel modèle l-dépendant et de pseudopotentiel, incluant pour la première fois l'interaction spin-orbite. Les résultats obtenus pour les molécules LiHe, NaHe et RbHe sont présentés sans et avec les effets spin-orbite. Bien que l'ensemble des courbes d'énergie potentielle présente un caractère essentiellement dissociatif, des puits de potentiel de profondeur non négligeable (De>500cm-1) et des bosses sont prédites pour des états moléculaires peu et très excités. La comparaison de l'ensemble des résultats aux données disponibles dans la littérature s'avère satisfaisante et ces prédictions pourront être utilisées à terme dans la mise en place d'expériences de spectroscopie de dimères alcalins dans des nanogouttes d'hélium. / Up to now, alkali-helium diatomic molecules have been the subject of theoretical investigations on the modelization of dark dwarf atmospheres. Since few years, they are also involved in the interpretation of the formation of alkali dimer in helium nanodroplets, the alkali dimer being formed in a triplet excited state. Despite these recent activities, the electronic structure of these molecule remains quite unknown and difficult to study both experimentally and theoretically since the dissociation energy of the ground state is seen to be lower than 2 cm-1 (0.5cm-1<De<2cm-1). So in view to determine with accuracy the electonic structure of these molecules (potential energy curves on large domain of internuclear distance, dipole moments), we have developped an effective potential method based on the use of l-dependant model potentials and pseudopotential including the spin-orbit interaction for the first time. A theoretical study of LiHe, Nahe and RbHe is reported without and with the spin-orbit effects. Although potential energy curves are mainly dissociative, some potential wells with no negligeable depth (De>500cm-1) and humps are found for the lowest and highly excited states. Both results are compared with available data and is seen to be very satisfying. Most of these predictions could be used in alkali dimer spectroscopy experiments in helium nanodroplets.

Le travail de recherche présenté concerne l'étude théorique des molécules LuBr et LuI qui sont considérées comme des molécules d'intérêt astrophysique. Les calculs ont été effectués en utilisant les méthodes de chimie quantique usuelles pour ce type de molécules comme les méthodes Hartree-Fock Self-Consistent Field (SCF) , Complete Active Space Self-Consistent Field (CAS-SCF) et les méthodes d'interaction de configurations multi-référence (MRCI) avec la correction de Davidson. Pour cela, la chaîne de programmes MOLPRO a été utilisée. Les courbes d'énergie potentielle ont été déterminées pour un grand nombre d'états électroniques dans un premier temps sans considérer l'interaction spin-orbite puis en l'incluant. Les constantes spectroscopiques (position d'équilibre (Re), l'énergie d'excitation (Te) et la fréquence harmonique (we) ont été déduites et comparées aux rares résultats expérimentaux disponibles dans la littérature pour ces deux molécules. / This work concerns the theoretical study of the electronic structure of two molecules of astrophysical interest, LuBr and LuI. Ab-initio methods have been used as Self-Consistent Field (SCF) method, Complete Active Space Self-Consistent Field (CAS-SCF) method and MRCI calculations including Davidson correction. Calculations have been performed through MOLPRO. Potential energy curves have been determined for numerous electronic states first without the spin-orbit coupling and afterwards with this interaction. Spectroscopic constants as equilibrium position (Re), excitation energy (Te) and harmonic frequency (we) have been deduced and compared with available experimental data for these two molecules.

Orientador: Edson A. B. Stedile / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Parana, Setor de Ciencias Exatas / Resumo: Consideramos aqui uma corda cósmica descrita por uma lagrangeana de interação , envolvendo um campo vetorial de calibre do grupo U(l), minimalmente acoplado a um campo escalar. Também foi adicionado um termo de interação gravitacional, considerado na forma escalar. Obtivemos as equações de campo decorrentes desta lagrangeana e efetuamos um acoplamento destas com as equações de Einstein. A seguir resolvemos numericamente o sistema de equações e obtivemos expansões polinomiais para os campos. Tais expansões permitiram determinar o termo de segunda ordem, para o déficit angular causado pela corda. / Abstract: Here we consider a cosmic string described by an interaction Lagrangian and including a U(l) gauge vector field, minimally coupled to a scalar field. This Lagrangian includes also a gravitation interacting scalar term. The field equations have been obtained from the above Lagrangian, and we coupled these equations to Einstein’s equations. Such a system of equations has been solved numerically and we derived polynomial expantions for the fields which describe the string. With the above solutions we have determined the second order corrections to the angulat deficit, produced by the string.

Dans cette thèse, notre étude porte sur les défauts topologiques en cosmologie et en physique de la matière condensée. Nous proposons d’étudier l’analogie entre les défauts qui apparaissent dans ces domaines. Par exemple, nous discutons l’analogie entre les cordes cosmiques et les disinclinaisons présentes dans les cristaux liquides. Cependant, nous concentrons nos efforts sur l’étude de la gravité et des aspects géométriques des défauts linéaires; cordes cosmiques «ondulées» et les disinclinaisons hyperboliques. Le champ gravitationnel des cordes ondulées est analogue à celui des cordes régulières mais avec un potentiel newtonien non nul. Pour cette raison, outre le fait que l’espace-temps a une géométrie conique, les cordes produisent également une traction gravitationnelle sur les objets situés dans leur voisinage. Ceci a pour conséquence: l’apparition de nouveaux effets en plus de la lentille gravitationnelle. En réalité, nous constatons que les champs massiques et non-massiques sont confinés au voisinage de la corde quand nous examinons la propagation non perpendiculaire à son axe. Cette affirmation est basée sur l’analyse des trajectoires et l’application du formalisme ondulatoire. Enfin, nous proposons la conception d’un guide d’onde optique ayant l’indice de réfraction spécifique permettant de simuler l’effet des cordes ondulées en laboratoire. Bien que la disinclinaison hyperbolique soit très similaire à la disinclinaison ordinaire, le milieu résultant est un métamatériau anisotrope dans lequel le rapport entre les permittivités ordinaire et extraordinaire est négatif. En fait, notre analyse concernant la disinclinaison hyperbolique étant très proche de la précédente pour la corde ondulée, nous appliquons alors le formalisme ondulatoire avec des traitements d’optique géométrique pour comprendre la propagation de la lumière. Nous trouvons que pour un agencement spécifique du champ directeur du cristal liquide hyperbolique, la lumière est confinée et dirigée vers l’axe du métamatériau. Plus précisément, on obtient un dispositif optique qui concentre les rayons de lumière, quelles que soient les conditions d’injection / In this thesis, we study topological defects in cosmology and condensed matter physics. We propose to investigate the analogy between defects that appear in these two realms with respect to aspects of formation and gravity. For instance, we discuss the analogy between cosmic strings and disclinations existing in liquid crystals. In particular, we concentrate our efforts on the study of gravity/geometric aspects of two linear defects: wiggly cosmic string and hyperbolic disclination. The gravitational field of wiggly strings is analogous to the one of regular strings, but with a non-vanishing Newtonian potential. For that reason, besides the spacetime has conical geometry, the string also produces gravitational pullings on objects located in its vicinity. This new fact leads to new effects in addition to the already expected gravitational lensing. In fact, we find that both massive and massless fields are confined to the string when we examine non-perpendicular propagation to the string axis. This statement is based on the analysis of trajectories and by applying the wave formalism. Finally, we propose the design of an optical waveguide having the specific refractive index likely to simulate the effects of wiggly strings in the laboratory. Even though the hyperbolic disclination is very similar to the ordinary one, the resulting medium is an anisotropic metamaterial, in which the ratio between ordinary and extraordinary permittivities is negative. In fact, as our analysis concerning the hyperbolic medium is very close to the previous one for the wiggly string, we also apply the wave formalism together with geometrical optics treatment to understand how light propagates. Interestingly, we find that for one specific director field arrangement of the hyperbolic liquid crystal metamaterial, light is confined and directed to the metamaterial axis. More specifically, we come into possession of an optical device that concentrates light rays, no matter how they are injected in it

Bibliography: p. 157-167. / ii, 180 p. : ill. ; 30 cm. / Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University Library. / Presents results of searches made with the Buckland Park and SUGAR data sets for Ultra High Energy gamma-ray emission from certain astrophysical objects. / Thesis (Ph.D.)--University of Adelaide, Dept. of Physics and Mathematical Physics, 1994

Το Δεκέμβρη του 2013 στην Κέντρο Παιδείας Επιστημών της Πάτρας εγκαταστάθηκε και έλαβε μετρήσεις ένας σταθμός HELYCON τριών ανιχνευτών σπινθηρισμών και μία κεραία LOFAR. Σκοπός μας ήταν η καταγραφή Εκτεταμένων Ατμοσφαιρικών Καταιονισμών τόσο με το σταθμό HELYCON όσο και με την κεραία η οποία λειτούργησε με σήμα σκανδαλισμού από το σταθμό. Στην εργασία αυτή περιγράφεται η μέθοδος με την οποία βαθμονομήθηκε ο συγκεκριμένος σταθμός, η λειτουργία του καθώς και η ανάλυση των μετρήσεων. Αρχικά περιγράφεται η διαδικασία με την οποία βαθμονομούνται οι φωτοπολλάπλασιαστές στο εργαστήριο φυσικής του Ελληνικού Ανοικτού Πανεπιστημίου. Στην συνέχεια παρουσιάζονται τα στάδια από τα οποία περνάει ένας ανιχνευτής ώστε να εκτιμηθούν τα λειτουργικά του χαρακτηριστικά. Τέλος πραγματοποιούνται μετρήσεις βαθμονόμησης της ομάδας ανιχνευτών που θα αποτελέσουν ένα σταθμό HELYCON. Η εργασία ολοκληρώνεται με την ανάλυση των δεδομένων και τη σύγκρισή τους με τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την προσομοίωση Monte Carlo. Η συμφωνία του πειράματος και της προσομοίωσης επιβεβαιώνουν την αξιόπιστη λειτουργία του σταθμού. Όλες οι παραπάνω διαδικασίες γίνονται σύμφωνα με την μεθοδολογία που παρουσιάζεται στη διδακτορική διατριβή του Δρ. Μπουρλή. / The subject of the current work is the extensive air showers, their Detection and reconstruction.

Due to the recent success, in terms of accuracy and precision, of a number of strontium optical lattice optical frequency standards, and the classification of the 5s² ¹S₀ to 5s5p ³P₀ transition in neutral strontium as a secondary definition of the SI unit of the second, many new strontium lattice clocks are under development. The strontium optical lattice clock (Sr OLC) at the National Physical Laboratory (NPL) is one such project. This thesis describes the design and build of the NPL Sr OLC, discussing the considerations behind the design. Details of the first cooling stage are given, which includes the characterisation of a novel permanent-magnet Zeeman slower by measurements of the longitudinal velocity distributions and loading of the MOT at 461 nm. Development of a narrow linewidth laser system at 689 nm is described, which is used for initial spectroscopy of the second-stage cooling transition. In particular, this work describes progress towards two independent ultra-narrow linewidth clock lasers. The new generation of strontium lattice clock experiments have focused on characterising the systematic frequency shifts and reducing their associated fractional frequency uncertainties, as well as reducing the fractional frequency instability of the measurement. One focus of the Sr OLC at NPL is to help characterise the frequency shift of the clock transition due to black-body radiation (BBR), which is currently the largest contributor to the uncertainty budget of the measured clock frequency. Our approach, discussed here, is to make a direct, differential measurement of the shift with the atoms housed alternately in environments of differing temperatures. Better characterisation and control of the BBR frequency shift of the strontium clock transition is crucial for the future of the Sr OLC as a leading frequency standard.

Σε αυτήν την εργασία συζητάμε κυρίως τις ηλιακές παρατηρήσεις οι οποίες προτείνουν την ύπαρξη του σωματιδίου axion. Η αρχή λειτουργίας των ηλιακών τηλεσκοπίων που χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση των ηλιακών axions μπορεί να βρίσκεται πίσω από την απροσδόκητη ηλιακή εκπομπή ακτίνων X, ακόμη και επάνω από 3.5 keV από τα μη ενεργά active regions. Επειδή αυτό συνδέεται με τα ηλιακά μαγνητικά πεδία και παρουσιάζει την αναμενόμενη B2 εξάρτηση, που είναι χαρακτηριστική για την αλληλεπίδραση τους με μαγνητικά πεδία. Τα μαγνητικά πεδία γίνονται σε αυτό το πλαίσιο ο καταλύτης και όχι η ειδάλλως πιθανή/απροσδιόριστη πηγή ενέργειας των ηλιακών ακτίνων X. Επιπλέον, ίσως μπορέσουμε (ίσως και όχι) να είμαστε σε θέση να αναδημιουργήσουμε πλήρως τον υποτιθέμενο ενσωματωμένο συντονισμό αλληλεπίδρασης των axions στον ήλιο και, να είμαστε σε θέση (ή και όχι) να τον αντιγράψουμε σε ένα επίγειο πείραμα. Τα σήματα των ηλιακών axions μπορεί να είναι παροδικές εκλάμψεις ακτίνων X ή συνεχής ακτινοβολία, όπως π.χ. από την κορώνα η οποία εκ πρώτης όψεος παραβιάζει το δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής καθώς και το νόμο Planck περί ακτινοβολίας μέλανος σώματος. Για την κατανόηση του προβλήματος της ηλιακής κορώνας και των άλλων ηλιακών μυστηρίων, όπως είναι οι ηλιακές καταιγίδες, οι ηλιακές κηλίδες, οι κατανομές χημικών στοιχείων, κ.λ.π., καταλήγουμε τουλάχιστον σε δύο νέα ‘εξωτικά σωματίδια’, όπως είναι: α) παγιδευμένα ‘βαριά’ axions τύπου Kaluza-Klein τα οποία διασπώνται ακτινοβολώντας και επιτρέπουν μια συνεχή αυτο-ακτινοβολία του ήλιου, μέσω της αυθόρμητης διάσπασής τους σε δύο φωτόνια. Αυτή η διεργασία εξηγεί την ξαφνική αναστροφή θερμοκρασίας στα ~2000 χλμ επάνω από την επιφάνεια του ήλιου. β) εξερχόμενα ‘ελαφριά’ axions, τα οποία αλληλεπιδρούν με τα τοπικά μαγνητικά πεδία μέσω της χαρακτηριστικής εξάρτησης (~B2). Η αλληλεπίδραση αυτή εξαρτάται από πολλές παραμέτρους, μία εκ των οποίων είναι η συχνότητα πλάσματος του περιβάλλοντος χώρου. Η συχνότητα αυτή θα πρέπει να ταιριάζει με τη μάζα ηρεμίας του axion, προκειμένου να έχουμε τον επιθυμητό συντονισμό. Η αναμενόμενη συμπεριφορά αυτών των δυο κατηγοριών αυτή εξηγεί τα κατά τα άλλα απρόβλεπτα παροδικά, αλλά ταυτόχρονα και συνεχή, ηλιακά φαινόμενα. Κατόπιν, η ενεργειακή κατανομή των φωτονίων ενός υποψήφιου φαινομένου άγνωστης προέλευσης μπορεί να ‘φωτογραφίσει’ το σημείο γέννησης των axions. Παραδείγματος χάριν, αυτό θα μπορούσε να προτείνει ότι ηλιακή κορώνα θερμοκρασίας ~2MK έχει τις ρίζες της στο πάνω μέρος της «ζώνης ακτινοβολίας» (radiation zone) ακόμα κι αν αυτό από μόνο του δεν μπορεί να εξηγήσει προφανώς την τόσο απότομη περιοχή μετάπτωσης μεταξύ της χρωμόσφαιρας και της κορώνας. Το προβλεφθέν μαγνητικό πεδίο Β ≈ 10 – 50 Τ στην αποκαλούμενη tachocline σε ακτίνα ~0.7R๏, κάνει αυτήν την περιοχή μια πιθανή νέα πηγή ηλιακών axions. Σε κάθε περίπτωση, η πολλαπλή σκέδαση φωτονίων μέσω του φαινομένου Compton ενισχύει τη μετατροπή φωτονίων από axions, δεδομένου ότι τα axions δεν μπορουν να αλληλεπιδράσουν πολλές φορές και έτσι δραπετεύουν. Καταλήγουμε λοιπόν στο συμπέρασμα ότι η ενεργειακή κατανομή κάτω από περίπου 100 eV είναι ένα νέο παράθυρο για τις αναζητήσεις axion. Εντυπωσιακά, αυτή η ενεργιακή κατανομή συμπίπτει με το γεγονός ότι: α) οι ενέργειες των φωτονίων που προκύπτουν από την αυθόρμητη διάσπαση των axions για μια εξωτερική αυτο-ακτινοβολία του ήλιου, πρέπει να διαπεράσουν μέχρι την ‘περιοχή μετάπτωσης’ στα ~2000 χλμ επάνω από την ηλιακή επιφάνεια, και β) με την κύρια συνιστώσα της ηλιακής φωτεινότητας ακτίνων X χαμηλής ενέργειας, η οποία είναι άγνωστης προέλευσης. Κατά συνέπεια, τα άμεσα/έμμεσα σήματα υποστηρίζουν τα axions ως μια εξήγηση της αινιγματικής συμπεριφοράς του ήλιου. Π.χ., η ανεξήγητη «solar oxygen crisis». Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη σχετικές παρατηρήσεις στους ‘πόρους’, παρατηρείται μια επίσης εντυπωσιακή ~B2 εξάρτηση της κατανομής των χημικών στοιχείων πάνω απο έναν ‘πόρο’. Όλη αυτή η συμπεριφορά μπορεί να εξηγηθεί μέσω της πίεσης ακτινοβολίας απο την εκπομπή ακτίνων X που προέρχονται από τα axions του ηλιακού πυρήνα, ή, ακόμη και από κάποια άλλη εσωτερική ηλιακή πηγή axions. Έτσι, κεραίες αxions θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν / ενσωματώσουν ένα τέτοιο μηχανισμό. Τέλος, η παρατηρηθείσα χαμηλο-ενεργειακή εκπομπή ακτίνων X από τον ‘ήρεμο’ ήλιο στα υψηλότερα πλάτη καθώς επίσης και η εκτεταμένη δραστηριότητα που συνδέεται με τις μαγνητικές δομές, που διασχίζουν το κέντρο του ηλιακού δίσκου, προτείνουν ότι τελικά έχουμε να κάνουμε με ένα σενάριο axions πολλών συνιστωσών. Ένα τέτοιο σενάριο ίσως είναι τελικά στην πράξη, αυτό που εξηγεί γιατί τα ηλιακά axions δεν έχουν προσδιοριστεί / παρατηρηθεί μέχρι τώρα στο καθ’ολα πλούσιο και χωρο-χρονικά μεταβαλλόμενο ηλιακό φάσμα ακτίνων X. Τέλος, υποστηρίζουμε, σε αυτήν την εργασία ότι, τα ηλιακά axions που μετατρέπονται σε (υψηλοενεργειακές) ακτίνες X κοντά στην ηλιακή επιφάνεια μπορούν να ιονίσουν τα ανωτέρω στρώματα. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ισοτροπική Compton σκέδαση και την ενεργειακή υποβάθμιση των φωτονίων. Τα φωτόνια διαδίδονται μέσα στο πλάσμα με πολλαπλές σκεδάσεις Compton (τυχαίος βηματισμός). Και τα δύο φαινόμενα επιτρέπουν για πρώτη φορά την σύνδεση της ηλιακής εκπομπής ακτίνων X με το τυποποιημένο πρότυπο ηλιακών axions. Δηλαδή, έχουμε να κάνουμε όχι μόνο με μια ακτινική εκπομπή ακτίνων X που προέρχονται από το κέντρο του ηλιακού δίσκου αλλά και με ένα ενεργειακό φάσμα που μετατοπίζεται προς όλο και χαμηλότερες ενέργειες. Αυτό είναι κάτι νέο που προέκυψε από αυτήν την εργασία. Επιπλέον, τονίζουμε ότι, από την λογική αυτής της εργασίας προκύπτει το σημείο γέννησης / μετατροπής axions, και μάλιστα ‘φωτογραφίζοντας’ την ηλιακή επιφάνεια. Αυτό το συμπέρασμα είναι πολύ σημαντικό. Διότι, εάν υιοθετήσουμε το ευρέως διαδεδομένο, αντίστροφο φαινόμενο Primakoff, που πιστεύεται ότι προκαλεί αυτήν την αλληλεπίδραση, όπως γίνεται παραδείγματος χάριν στην 2η φάση του πειράματος CAST με το ‘buffer gas’ στους μαγνητικούς σωλήνες, καταλήγουμε για πρώτη φορά σε μια μάζα ηρεμίας ενός σωματιδίου όπως είναι το axion: maxion ≥ 0.01 eV/c2. Αυτό το γεγονός μαζί με την γωνιακή και ενεργειακή κατανομή των ακτίνων Χ, που προέρχονται από axions στην επιφάνεια του ήλιου, προέκυψαν από αυτήν την εργασία. Επίσης, και η ανάλυση των δισδιάστατων κατανομών ηλιακών ακτίνων Χ χαμηλής ενέργειας απο δημοσιευθέντα αρχεία δεδομένων οδήγησε σε νέα αποτελέσματα. / We discuss mainly solar signatures suggesting axion or axion(-like) particles. The working principle of axion helioscopes can be behind unexpected solar X-ray emission, even above 3.5 keV from non-flaring active regions. Because this is associated with solar magnetic fields shows the expected B2- dependence. The magnetic fields become in this framework the catalyst and not the otherwise suspected / unspecified energy source of solar X-rays. In addition, the built–in fine tuning we may (not) be able to fully reconstruct, and, we may (not?) be able to copy in an earth bound experiment. Solar axion signals are transient X-ray brightenings, or, continuous radiation from the corona violating at first sight the second law of thermodynamics and Planck’s law of black body radiation. To understand the corona problem and other mysteries like flares, sunspots, elemental abundances, etc., we arrive at least at two exotica: a) trapped, radiatively decaying, massive axions of the Kaluza Klein type allow a continuous self-irradiation of the Sun, via their spontaneous decay, explaining the sudden temperature inversion ~2000 km above the Sun’s surface and b) outstreaming light axions interact with local fields (~B2), depending crucially, among other parameters on the plasma frequency which must match the axion rest mass, explaining the otherwise unpredictable transient, but also continuous, solar phenomena. Then, the photon energy distribution of a related phenomenon of unknown origin might point at the birth place of involved axions. For example, this could suggest that the ~2 MK solar corona has its axion roots at the top of the radiative zone even though this alone can not explain the steep transition region (TR) between the chromosphere and the corona. The predicted B ≈ 10–50 T at the so called tachocline at ~0.7R, make this place a potential coherent axion source, while the multiple photon scattering enhances the photon-to-axion conversion unilaterally, since axions escape. We conclude that the energy range below some 100 eV is a new window of opportunity for axion searches. Remarkably, it coincides with a) the 10 derived photon energies for an external self-irradiation of the Sun, which has to penetrate until the transition region at ~2000 km above the solar surface, and b) with the bulk of the soft solar X-ray luminosity, which is of unknown origin. Thus, (in)direct signatures support axions or the like as an explanation of enigmatic behavior in the Sun and beyond; e.g., the otherwise unexplained “solar oxygen crisis” taking into account related observations in pores, which also show striking ~B2 – dependence of elemental abundance in a pore. They can be associated with the radiation pressure of the X-ray emission from converted axions from the solar core, or, other as yet unpredicted inner solar axion source. Axion antennas could take advantage of such a feed back. Finally, the observed soft X-ray emission from the quiet Sun at highest latitudes as well as the extended activity associated with magnetic structures crossing the solar disk centre suggest that a multi-component axion(-like) scenario is finally at work, which explains why the solar axions have not been identified / noticed before in the rich and spatiotemporarily changing solar X-ray spectrum. Finally, it is arguing in this work that solar axions converted to (hard) X-rays near the solar surface can ionize the layers above. This gives rise to the isotropic Compton scattering and to the photon energy degradation while the photons propagate inside the plasma. Both effects allow for the first time to reconcile solar X-ray emission with the standard solar axion model, i.e. not only radial X-ray emission distinguishing thus the solar disk center, and, an energy spectrum shifted towards lower and lower energies. Moreover, the concluded place of birth of the axion conversion points at the solar surface. If we assume the widely mentioned coherent inverse Primakoff-effect being behind this interaction, as it is done for example in CAST phase II with buffer gas in the magnetic pipes, then the axion or axion-like rest mass is maxion ≥ 0.01 eV/c^2.