科学家发现暗物质可能由暗光子组成的新线索

暗物质可能由加热我们宇宙的超轻暗光子组成：这是最近发表在《物理评论快报》上的一项研究提出的新情景。作者说，这一假设与哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪(COS)所做的观测非常一致，后者测量了“宇宙网”，即充满空间的复杂而脆弱的细丝网络星系之间。

COS收集的数据表明，宇宙星际细丝比标准结构形成模型的流体动力学模拟预测的要热。

“由于暗光子能够转化为低频光子并加热宇宙结构，”科学家们解释说，“他们可以很好地解释实验信息。”该研究由SISSA研究人员与特拉维夫大学、诺丁汉大学和纽约大学的研究人员合作开展。

“暗光子是暗物质的良好候选者”

“暗光子是假设的新粒子，它们是暗区新力的力载体，就像光子是电磁力的力载体一样，”作者JamesS.Bolton(诺丁汉大学)和AndreaCaputo(CERN)和特拉维夫大学)、HongwanLiu(纽约大学)和MatteoViel(SISSA)解释。

“然而，与光子不同的是，它们可以有质量。特别是，超轻暗光子——质量比电子小20个数量级——是暗物质的一个很好的候选者。”

暗光子和常规光子也有望像不同类型的中微子一样混合，从而使超轻暗光子暗物质转化为低频光子。这些光子将加热宇宙网，但与其他基于天体物理过程(例如恒星形成和银河风)的加热机制不同，这种加热过程在密度不是很大的区域也更加分散和有效。

缺失的元素

MatteoViel解释说，“通常，宇宙细丝被用来探测暗物质的小尺度特性，而在这种情况下，我们首次使用低红移星际介质数据作为量热计，以检查我们是否所有的加热过程知道足以重现数据。我们发现情况并非如此：缺少一些东西，我们将其建模为暗光子产生的贡献“。

这项工作确定了暗光子的质量和混合与调和观察与模拟之间差异所需的标准模型光子;这一努力可以推动进一步的理论和观察研究，以探索暗光子构成暗物质的令人兴奋的可能性。