本报讯（记者杨晨）电子科技大学物理学院特聘研究员王志伟与瑞典隆德大学教授Roman Pasechnik、斯德哥尔摩大学博士后研究员Pierluca Carenza合作，提出一种全新的暗物质候选者——复合的重型轴子类粒子（GALP）。近日，相关论文发表于《物理评论快报》。

暗物质是维系星系旋转、宇宙结构形成的关键，至今未被直接探测到。过去几十年，科学家设想了各种可能的暗物质粒子。其中，轴子是一种非常轻、与光作用极弱的假想粒子，一直是研究焦点。但轻轴子的理论模型存在许多挑战，比如必须非常轻才足够稳定，否则就会很快衰变成光子而无法存活。正因如此，人们普遍认为“重轴子”并不适合作为暗物质。

新研究表明，暗物质不一定由极轻的轴子构成，也可能由质量非常大但与光几乎不发生相互作用的“暗胶球”组成。这些粒子由“暗胶子”凝聚而成，其稳定性来自一种隐秘的重型费米子，它与普通物质的微弱联系可能留下了宇宙中可被探测的痕迹。

研究者提出一种全新物理框架，其中“轴子类粒子”不再是一个基本粒子，而是由一种“暗色力”中的“暗胶子”缔合而成的“暗胶球”。这些暗胶球具有轴子般的行为，但质量大得多，甚至达上万亿亿电子伏特。这些重轴子类粒子的衰变路径被一种非常重的“暗费米子”屏蔽，从而极大延长了寿命。这种机制在无需人为微调的情况下，自然产生了一种强烈抑制的光子耦合，使得这些重粒子既稳定又“隐身”。

这项工作开辟了探索“重型轴子暗物质”的新方向，大幅扩展了暗物质搜寻空间。论文还系统分析了可实现的参数范围，并指出这些重粒子有望通过未来的天文观测间接探测到，例如由极缓慢衰变释放的微弱伽马射线信号。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/49pk-z8c8