作者:英格丽德·法德利
（同organic）有机 图示说明了轴子在有和没有暗光子混合的情况下演化的差异
信用:胡克，马克斯-塔瓦雷斯& amp蔡
轴子和暗光子是最有希望揭示新物理的两种粒子
轴子标量场解释了中子没有电偶极矩的原因，而暗光子类似于负责电磁的规则光子，但它质量很大，耦合更弱
过去，许多研究早期宇宙动力学的宇宙学家提出了聚焦于轴子或暗光子的理论
另一方面，探索早期宇宙中这两种粒子之间相互作用的研究仍然很少
考虑到这一点，马里兰大学和约翰·霍普金斯大学的研究人员最近进行了一项研究，旨在调查早期宇宙中轴子和暗光子之间的相互作用
他们发表在《物理评论快报》上的论文研究了一系列例子，其中一个轴子在背景磁场中与一个巨大的暗光子混合
进行这项研究的研究人员之一古斯塔沃·马克斯-塔瓦雷斯(Gustavo Marques-Tavares)告诉Phys，“虽然有大量文献介绍了只有这两种粒子之一的理论的宇宙演化，但我们对理解早期宇宙中这两种粒子的相互作用如何导致新的特征很感兴趣，并最终发现了与它们的混合相关的非常有趣的行为。”
（同organic）有机
“我们观察到的新效应与其他更普遍认为的混合类型截然不同
" 首先，马克斯-塔瓦雷斯和他的同事着手发展一种物理假设或直觉
为了做到这一点，他们解决了通常应用于复杂分析问题的特定方程的简化版本
一旦他们有了物理直觉，他们就使用两种数学技术WKB近似法和绝热近似法——来获得他们所关注的问题的一系列可能的解决方案
研究人员随后将他们确定的近似解与精确的数值解进行了比较，发现两者相当匹配
总的来说，他们认为大质量玻色子场之间的单导数混合可能会促使场动力学发生实质性的变化
更具体地说，它可以延迟经典振荡的开始，减少甚至消除由哈勃膨胀引起的摩擦，哈勃膨胀是宇宙膨胀的速度
研究人员用大量例子进一步描述了他们研究的现象，这些例子强调了轴子和暗光子之间相互作用的可能性
马克斯-塔瓦雷斯说:“在许多方面，光标量场和矢量场在宇宙演化中的表现更像经典场，而不是量子粒子。”
“我们发现，与不包括暗光子混合的理论相比，我们的方法大大提高了轴子的振幅
因为储存在磁场中的能量密度随着振幅的增加而增加，这导致轴子的最终能量密度更大，从而可以解释宇宙中所有的暗物质
" 这组研究人员最近的工作介绍了突出轴子和暗光子之间的单导数混合效应的计算，这与更典型的质量混合或动力学混合相反
马克斯-塔瓦雷斯和他的同事提出的结果也强调了未来研究的新方向，旨在更好地理解粒子间单导数混合的影响，特别是在早期宇宙中
在他们的下一项研究中，研究人员计划更仔细地研究暗光子，因为它们很容易观察，因此成为受欢迎的暗物质候选物
马克斯-塔瓦雷斯说:“在早期宇宙中，暗光子的产生是出了名的棘手，因此，它们很难解释所有的暗物质。”
“让我们增加轴子数量的机制也可以用来增加暗光子的数量，让它们成为暗物质的候选者
我们计划探索我们提出的应用于暗光子的新机制
"
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