兰州大学刘玉孝教授在《Physics Reports》发表综述文章

发布日期:2022-05-26 作者:    编辑:夏雪宁    来源:物理学院

近日,兰州大学万博manbetx网页版在线登录网址/兰州理论物理中心刘玉孝教授与国际同行Dharam Vir Ahluwalia教授等在物理学顶级综述期刊《Physics Reports》上发表了题为“Mass dimension one fermions: Constructing darkness”的综述文章【Physics Reports 967 (2022) 1-43】。

宇宙是由什么组成的?星系旋转曲线、引力透镜效应、宇宙大尺度结构以及微波背景辐射等天文观测结果表明,宇宙大约68%的组分是暗能量,27%是暗物质,而只有5%是粒子物理标准模型(SM)所描述的已知物质(也称为发光物质)。也就是说,宇宙组分的95%是我们还不了解的暗物质和暗能量。暗能量导致了我们当前的宇宙处于加速膨胀阶段,而暗物质则形成了宇宙的大尺度结构。然而,目前普遍认为暗物质和暗能量都不参与电磁相互作用,是看不见的,二者对物理学提出了严峻的挑战。近几十年来,寻找暗物质的理论和实验信号一直是物理学和天文学的重大问题。目前,暗物质有各类候选者,例如弱作用大质量粒子(WIMP)、轴子及类轴子、超对称粒子、超大质量粒子、惰性中微子、Kaluza-Klein粒子、原初黑洞等。然而,不管是直接探测还是间接探测,目前各类实验仍未观测到这些暗物质候选者的迹象。

在上述综述文章中,刘玉孝与合作者系统地介绍了暗物质的一种新的候选者——电荷共轭算符的本征旋量(ELKO)。在四维时空情况下,不同于标准模型中自旋为1/2、质量量纲为3/2Driac旋量场,ELKO描述了自旋为1/2但质量量纲为1的费米子。由于其质量量纲与标准模型中的费米子不一致,阻止了ELKO进入标准模型的二重态(the SM doublets),这扩展了标准模型的量子场。这些从头构建的新旋量场不具备通常的 U(1)不变性(因此具有darkness性质),这使得ELKO成为暗物质的一种自然候选者。

论文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0370157322001223

https://arxiv.org/abs/2205.04754

新闻背景:

Physics Reports》是物理学和交叉科学类最具影响力的国际综述性期刊之一,专门发表该领域各研究方向全球知名专家撰写的综述性论文,对相关领域的发展具有非常重要的引领和指导作用。该期刊2021年影响因子为25.6,每期一般发表一篇论文,全部由杂志编辑邀约在相关领域做出突出贡献的专家学者撰稿。

据悉,上面提到的这篇综述是兰州大学万博manbetx网页版在线登录网址近年来在《Physics Reports》上发表的第三篇综述文章,同时这也是兰州大学理论物理交流平台升级为兰州理论物理中心(基金委理论物理专款在全国资助建设的第三个理论物理研究中心)以来发表的第一篇高水平综述文章。兰州理论物理中心的介绍参见:

https://lctp.lzu.edu.cn/jjy.jsp?urltype=tree.TreeTempUrl&wbtreeid=1023