【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】可见物质，如构成恒星和地球的物质，只占宇宙的5%，有人提出暗物质必须占宇宙的23%。但迄今为止，管进行了深入的研究，但事实证明实际上不可能确定所涉及的粒子。约翰内斯古腾堡大学(JGU)的研究人员现在提出了一种新的暗物质理论，这意味着暗物质粒子可能与通常假设的非常不同。特别是理论涉及到暗物质粒子，它们极其轻，几乎是电子的100倍，这与许多传统的暗物质粒子形成鲜明对比。
英仙座星系群的x射线图像，距离地球约2.4亿光年。星系和星系团发出的x射线辐射仍然给天体物理学家带来了许多难题。特别是可能为神秘暗物质的性质提供线索。图片版权：Photo courtesy of NASA
根据共同理论暗物质必须存在，否则恒星就不会像事实上那样继续围绕星系中心旋转。对于暗物质来说，最受青睐的候选之一就是所谓的弱相互作用大粒子，即弱相互作用粒子。例如研究人员正在意大利的Gran Sasso地下实验室进行研究。但是最近在天体粒子物理学领域的科学出版物越来越多地认为，在暗物质问题上WIMPs不太可能是可行的。美因茨大学的约阿希姆·科普教授说，也正在积极寻找可能的替代方案。这位物理学家和他的同事Vedran Brdar, Jia Liu和Xiao-Ping想要仔细观察2014年几个独立团体的观察结果。这些小组报告了先前未被探测到的光谱线的存在，其能量为3.5千电子伏(keV)，来自遥远星系和星系团的x射线光。这种不寻常的x射线辐射可能为暗物质的性质提供了线索。此前有人指出，暗物质粒子可能会衰变，从而产生x射线。
然而Joachim Kopp的团队在基于mainz的精密物理、基础交互和物质结构(PRISMA)上的团队正在采取另一种方法。由暗物质湮灭产生的x射线辐射。PRISMA的研究人员提出了一个场景，其中两个暗物质粒子相撞，导致它们相互湮灭。这类似于发生的情况，例如当一个电子与它的反粒子，一个正电子相遇。长期以来人们一直认为，如果暗物质是由光粒子构成的，就不可能观测到暗物质的湮灭。“已经将新模型进行了详细审查，并将其与实验数据进行了比较，这一切都比旧模型更好。根据Kopp的模型，暗物质粒子将是一种只有几千伏电子伏的费米子，通常被称为惰性中微子。这种轻量的暗物质通常被认为是有问题的，因为它很难解释星系是如何形成的。
到目前为止已经能够处理这些问题，暗物质湮灭是一个两步过程的假设，在这一背景下是至关重要的:在这一过程的初始阶段，形成了一个中间状态，随后分解为观察到的x射线光子。计算结果表明所产生的x射线特征与观测结果密切相关，从而为这些观测提供了一个新的解释。与此同时新模型本身是如此的普遍，它将为寻找暗物质提供一个有趣的起点，即使它发现2014年发现的谱线有不同的起源。JGU的理论物理学家和实验物理学家目前正在研究欧空局任务e-ASTROGRAM，它的目标是分析之前未达到的天体物理x射线辐射。
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参考：物理评论通讯
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：美因茨大学
编译：中子星
审校：博科园
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