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暗物质的候选者轴子和暗光子之间,是否还可以相互作用?

世界暗物质的候选者,轴子和暗光子是揭开新物理学“暗物质”奥秘面纱两种最有期望的粒子类型,轴子标量场解说了中子没有电偶极矩的原因,而暗光子类似于发生电磁的规矩光子,但它的质量和耦合程度要弱得多。在曩昔,…

世界暗物质的候选者,轴子和暗光子是揭开新物理学“暗物质”奥秘面纱两种最有期望的粒子类型,轴子标量场解说了中子没有电偶极矩的原因,而暗光子类似于发生电磁的规矩光子,但它的质量和耦合程度要弱得多。在曩昔,许多研讨前期世界动力学的世界学家提出了专心于轴子或暗光子的理论。另一方面,探究前期世界中这两种粒子之间相互作用的研讨依然很少。考虑到这一点,马里兰大学和约翰霍普金斯大学科学家进行了一项研讨:

旨在研讨前期世界中轴子和暗光子之间的相互作用,其研讨成果宣布在《物理谈论快报》期刊上,研讨了一系列轴子与布景场中大质量暗光子能否相互作用。展开这项研讨的研讨人员之一古斯塔沃·马奎斯-塔瓦雷斯说:虽然有很多关于这两种粒子中,只要一种粒子理论的世界学演化文献,但咱们有爱好了解这两种粒子在前期世界中的相互作用怎么会导致新特征,并终究发现与它们混合相互作用相关十分风趣的行为。

研讨调查到的新效应,与其他更遍及被以为的混合类型天壤之别。首要,研讨人员着手开展一个物理假说,为了做到这一点,他们处理了一般适用于杂乱剖析问题特定方程的简化版别。研讨使用了两种数学技能,即WKB近似和绝热近似,以取得研讨所重视问题的一系列或许处理方案。然后确认的近似解与准确数值解进行了比较,发现两者匹配得相当好。整体而言,研讨人员以为,大质量玻色场之间的单一导数混合,或许会促进场动力学发生实质性改变。

轴子和暗光子之间相互作用

更具体地说,它能够推延经典振动的开端,削减乃至消除哈勃常数发生的影响,哈勃常数是世界胀大的速度。研讨人员经过一些比如进一步描绘了研讨的现象,这些比如突出了轴子和暗光子之间相互作用的或许性。在许多方面,光标量场和矢量场的行为更像经典场,而不是量子粒子的世界演化。研讨发现,与不包括暗光子混合的理论比较,研讨办法大大增强了轴子的振幅。

由于场中存储的能量密度跟着振幅添加而添加,这导致轴子的终究能量密度更大,使其能够解说世界中的一切暗物质。研讨人员引入了一些核算,这些核算突出了轴子和暗光子之间的一阶导数混合影响,而不是更典型的质量混合或动力学混合。其研讨结果也为未来的研讨指明晰新方向,旨在更好地了解粒子之间一阶导数混合的影响,特别是在前期世界中。

在研讨团队的下一项研讨中,研讨人员方案更密切地研讨暗光子,由于它们很简单调查,因而已经成为广受欢迎的暗物质候选者。在前期世界中,暗光子的发生问题是出了名的扎手,因而,对科学家来说,解说一切的暗物质都具有挑战性。添加轴子数量的相同机制,也能够用来添加暗光子的数量,让它们成为暗物质候选者,研讨下一步方案探究所提出适用于暗光子的新机制。

博科园|研讨/来自:马里兰大学/约翰霍普金斯大学

CopyrightScience X Network/Ingrid Fadelli/Phys

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