暗物质轴子起源的案例获得了牵引力

在一项关于轴子运动的新研究中，研究人员提出了一种被称为“动力学失调”的情景，该情景极大地强化了轴子/暗物质等价性的论据。这一新颖的概念回答了与暗物质起源相关的关键问题，并为正在进行的探测工作提供了新的途径。这项发表在“物理评论快报”上的研究是由密歇根大学高级研究所和加州大学伯克利分校的研究人员进行的。

多项独立观测证实了暗物质的存在，但其真正身份仍是个谜。根据这项研究，轴子速度提供了对暗物质之谜的关键洞察。之前的研究工作已经成功地解释了宇宙中暗物质的丰富性；然而，某些因素，例如具有更强普通物质相互作用的轴子产生不足，仍然没有被探索。

通过赋予轴子场一个非零的初始速度，研究小组发现了一种机制--称为动力学失调--在早期宇宙中产生的轴子比传统机制多得多。这种由轴子移位对称性破坏而产生的运动，极大地修正了传统的轴子暗物质丰度计算方法。此外，这些动力学允许轴子暗物质与普通物质发生更强烈的反应，超出了传统失准机制的预测。

“关于轴子的大量文献是建立在假设轴子场在早期宇宙中最初是静态的基础上的，”高等研究所的Keisuke Harigaya说。相反，我们发现轴子场最初可能是动态的，这是有轴子的量子引力理论的结果。

研究小组的两名成员，Keisuke Harigaya和Raymond Co，之前在研究“轴发生”中探索了轴子动力学的概念，该研究解释了物质超过反物质的原因可能是QCD轴子场的初始速度不为零。这项研究还提供了一个框架，用于对围绕暗物质的问题产生新的见解。

密歇根大学的雷蒙德说：“这种新的动力学失调机制预示着轴子具有更大的相互作用强度，可能会在计划中的实验搜索中被发现。”“我们新的轴子动力学的发现为理论和实验粒子物理和宇宙学开辟了一条尚未探索的研究途径。”

到目前为止，Axion已被证明具有令人难以置信的多功能性。这种粒子最初被提出是为了解决为什么中子在含有带电成分的情况下不会与电场相互作用的谜团。前IAS教授弗兰克·威尔切克(Frank Wilczek)创造了Axion一词，他在1978年担任高级研究所自然科学学院成员时，在“物理评论快报”(Physical Review Letters)上发表了他的里程碑式的发现。

该研究所简介高级研究院是世界上最重要的理论研究和智力研究中心之一。IAS位于新泽西州普林斯顿，致力于跨科学和人文学科的独立研究。该研究所成立于1930年，座右铭为“真与美”，致力于推进知识的前沿，而不考虑立即应用。从IAS创始人阿尔伯特·爱因斯坦教授到当今最重要的思想家，IAS使大胆的、不墨守成规的、领域领先的研究成为可能，提供长期实用和新技术，以意想不到的方式导致社会的创新和富裕。

每年，该研究所都会欢迎200多名世界上最有前途的研究人员和学者，他们都是各自领域的杰出领导者，由一个常设学院挑选和指导。IAS由历史研究、数学、自然科学和社会科学四个学院组成，在引入新理解方面创造了令人震惊的记录，并负责跨学科和代际取得不可否认的进步，从开发第一台存储程序计算机到在美国将艺术史确立为一门学科。它现在和过去的教职员工和成员中有34名诺贝尔奖获得者，60名菲尔兹奖牌获得者中的42名，22名阿贝尔奖获得者中的19名，以及许多麦克阿瑟院士和沃尔夫奖获得者。