新研究表明暗物质可能是由暗光子构成的

根据发表在《物理评论快报》上的一项新研究，暗物质有可能是由超轻的暗光子组成的，它们可能在加热宇宙方面发挥了作用。据研究人员称，这一假设与哈勃太空望远镜上的宇宙起源光谱仪（COS）的观测结果非常吻合，该望远镜观测到星系之间存在的被称为"宇宙网"的复杂而分散的丝状网络。

从超级计算机模拟得到的宇宙网的二维投影。资料来源：Ewald Puchwein博士和Sherwood-Relics合作项目

COS收集的数据表明，宇宙星系间的细丝比结构形成的标准模型的流体力学模拟预测的温度更高。

"由于暗光子将能够转化为低频光子并加热宇宙结构，"科学家解释说"它们可以很好地解释实验信息。"

这项研究是由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进行的。

"暗光子是假设的新粒子，它是暗部门新力量的力的载体，就像光子是电磁力的力的载体一样。"作者詹姆斯-S-博尔顿（诺丁汉大学）、安德里亚-卡普托（欧洲核子研究中心和特拉维夫大学）、刘洪万（纽约大学）和马特奥-维尔（SISSA）解释。"然而，与光子不同，它们可以有质量。特别是，超轻的暗光子，其质量比电子的质量小20个数量级，是暗物质的一个很好的候选者。"

暗光子和普通光子也有望像不同类型的中微子一样混合，让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，但与其他加热机制不同，基于天体物理过程，如恒星形成和银河系风，这种加热过程更加分散，在密度不大的区域也很有效。

Matteo Viel解释说。"通常，宇宙丝被用来探测暗物质的小规模特性，而在这种情况下，我们首次使用低红移星系间介质数据作为热量计，以检查我们所知的所有加热过程是否足以重现数据。我们发现情况并非如此：有一些东西缺失了，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与标准模型光子的混合，以调和观测和模拟之间的差异；研究人员的努力可以推动进一步的理论和观测调查，以探索暗光子可能构成暗物质这一令人兴奋的可能性。