星云中的巨大黑洞

据信，我们宇宙的大约 85% 由暗物质组成，暗物质是一种不与光相互作用的假设材料。所以它既不反射也不发射也不吸收任何光线，因此我们不能直接看到这种不寻常的物质形式。然而，为了理解和解释暗物质的本质，科学家们创造了各种模型。

令人惊讶的是，一项新的研究排除了对暗物质的一种流行解释，称为类轴子粒子 (ALP) 共生模型。排除 ALP 意味着科学家现在在进行暗物质研究时将不得不考虑更少的模型。这将提高他们研究工作的速度和准确性，并使我们更接近了解宇宙中最奇怪的现象。

为什么科学家要整合 ALP 共生模型？

ALP 共生模型

在深入了解 ALP 模型之前，您首先需要了解轴子。由于物理标准模型没有给出关于中子、反物质和暗物质的任何细节，一组粒子物理学家提出了轴子的存在。假设的基本粒子在 1977 年的 Peccei-Quinn 理论中首次被提及。

虽然，最初提出轴子来解释中子的电荷共轭和宇称相关特性。后来的研究人员发现，这些假设的粒子也可以在解释暗物质和反物质（两者是不同的）方面发挥重要作用。人们相信轴子共同形成了我们宇宙中的暗物质。

研究人员在他们的研究论文中进一步解释了基本的暗物质粒子，“轴子是假设的、巨大的自旋 0 粒子，最初是作为对量子色动力学中强电荷宇称 (CP) 问题的优雅解决方案的结果提出的。 (QCD)。轴子的弱相互作用特性，再加上理论预测和暴胀前后的早期宇宙产生机制，同时使它们成为引人注目的暗物质候选者。”

过去的研究表明，只有将 ALP 共生模型应用于物理标准模型后，才能解释暗物质和重子（形成常规物质的粒子状质子和中子）的密度。这可以通过将轴子与其他亚原子粒子（例如电子和核子）耦合来完成。

为了整合轴子以克服标准模型的局限性，物理学家采用了广泛接受的SMASH 模型（标准模型轴子跷跷板希格斯门户膨胀）。SMASH 模型表明每个轴子的质量应在 50 到 200 微电子伏特 (μeV) 之间。

ALP 共生模型

ORGAN 实验中使用的光环检测器

APL 模型的研究是基于在 ORGAN（振荡共振组 AxioN）实验期间获得的初步结果。ORGAN 是西澳大利亚大学的一个项目，它是一个光环搜索程序，旨在发现具有大质量的轴子。光环检测方法涉及在谐振腔内使用均匀但强大的静态磁场。

包括 ORGAN 在内的许多实验都认为轴子的质量介于 62 和 207 μeV 之间，而 ALP 模型侧重于存在于低质量范围内的轴子，即 63 至 67 μeV 之间。有趣的是，在研究过程中，科学家们没有发现任何 63 到 67 μeV 范围内的轴子表明不存在暗物质。

基于这些发现，研究人员得出结论，由于在 APL 共生模型下研究的质量范围表明不存在轴子，因此不能再用它来解释暗物质的性质。这些结果将在缩小和简化未来暗物质研究方面发挥重要作用。

该研究发表在《科学进展》杂志上。