我校物理與電子信息學(xué)院粒子物理團(tuán)隊(duì)在粒子物理領(lǐng)域取得重要研究進(jìn)展，相關(guān)成果以“Footprints of axion-like particle in pulsar timing array data and James Webb Space Telescope observations”為題，于中科院一區(qū)期刊《Science China-Physics, Mechanics & Astronomy》發(fā)表。
自2015年LIGO實(shí)驗(yàn)首次探測(cè)到引力波信號(hào)以來(lái)，全球引力波研究進(jìn)入了快速發(fā)展階段。引力波被稱為“時(shí)空的漣漪”，是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的重要預(yù)言。近期，中國(guó)脈沖星計(jì)時(shí)陣列（CPTA）、北美納赫茲引力波天文臺(tái)（NanoGrav）、歐洲脈沖星計(jì)時(shí)陣列（EPTA）及澳大利亞帕克斯脈沖星計(jì)時(shí)陣列（PPTA）等實(shí)驗(yàn)組發(fā)表了隨機(jī)引力波背景存在的最新證據(jù)。
粒子物理團(tuán)隊(duì)研究探討了“類軸子粒子”所產(chǎn)生的引力波。分析表明，這些粒子在演化過(guò)程中形成的“疇壁”可以通過(guò)原初黑洞或蟲(chóng)洞的方式釋放引力波，從而為隨機(jī)引力波背景提供能量。此外，這些“疇壁”周圍的能量密度增強(qiáng)區(qū)域可能是早期星系形成的種子，為詹姆斯·韋伯望遠(yuǎn)鏡（JWST）觀察到的高紅移星系的形成提供了理論支持。這項(xiàng)研究不僅為粒子物理學(xué)和宇宙學(xué)之間的聯(lián)系提供了新的視角，還為我們理解宇宙的起源和演化提供了重要的理論框架。
此項(xiàng)成果由我校物電學(xué)院的郭書(shū)源博士（第一作者）、劉學(xué)文副教授、以及祝斌教授（通訊作者）與南京師范大學(xué)的武雷、吳永成教授，以及俄羅斯南聯(lián)邦大學(xué)的Maxim Khlopov教授共同合作完成。此項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、山東省高等教育科技計(jì)劃項(xiàng)目的支持。
文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-024-2445-1
圖：對(duì)類軸子粒子質(zhì)量和軸子-光子耦合系數(shù)1/Fa的限制。其中藍(lán)色和紅色區(qū)域是JWST和PTA實(shí)驗(yàn)結(jié)果所傾向的參數(shù)區(qū)域，其他顏色填充區(qū)域及曲線為軸子實(shí)驗(yàn)的限制。
來(lái)稿時(shí)間：9月20日 審核：劉希斌 責(zé)任編輯：安興爽
