我校物理與電子信息學院粒子物理團隊在粒子物理領域取得重要研究進展，相關成果以“Footprints of axion-like particle in pulsar timing array data and James Webb Space Telescope observations”為題，于中科院一區期刊《Science China-Physics, Mechanics & Astronomy》發表。
自2015年LIGO實驗首次探測到引力波信號以來，全球引力波研究進入了快速發展階段。引力波被稱為“時空的漣漪”，是愛因斯坦廣義相對論的重要預言。近期，中國脈沖星計時陣列（CPTA）、北美納赫茲引力波天文臺（NanoGrav）、歐洲脈沖星計時陣列（EPTA）及澳大利亞帕克斯脈沖星計時陣列（PPTA）等實驗組發表了隨機引力波背景存在的最新證據。
粒子物理團隊研究探討了“類軸子粒子”所產生的引力波。分析表明，這些粒子在演化過程中形成的“疇壁”可以通過原初黑洞或蟲洞的方式釋放引力波，從而為隨機引力波背景提供能量。此外，這些“疇壁”周圍的能量密度增強區域可能是早期星系形成的種子，為詹姆斯·韋伯望遠鏡（JWST）觀察到的高紅移星系的形成提供了理論支持。這項研究不僅為粒子物理學和宇宙學之間的聯系提供了新的視角，還為我們理解宇宙的起源和演化提供了重要的理論框架。
此項成果由我校物電學院的郭書源博士（第一作者）、劉學文副教授、以及祝斌教授（通訊作者）與南京師范大學的武雷、吳永成教授，以及俄羅斯南聯邦大學的Maxim Khlopov教授共同合作完成。此項研究得到了國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省高等教育科技計劃項目的支持。
文章鏈接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-024-2445-1
圖：對類軸子粒子質量和軸子-光子耦合系數1/Fa的限制。其中藍色和紅色區域是JWST和PTA實驗結果所傾向的參數區域，其他顏色填充區域及曲線為軸子實驗的限制。
來稿時間：9月20日 審核：劉希斌 責任編輯：安興爽
