该论文综合了有效理论以及格点臆想成果,第一次对胶子球暗物质(glueball dark matter)的产发怒制举行了严密商讨,并首次细心地给出了暗物质的残留品貌(relic abundance),更正了文献中广博利用的估算值(差一个数量级)。

  描画完全微观全国的准则模型(the Standard Model)被感觉是人类迄今最宏伟的结果之一,仅仅六种夸克、六种轻子、三种相互效力力以及希格斯粒子,仅需要一张纸巾上就不妨写下刻画微观世界(除引力外)收集全体的方程。虽然标准模型如此得胜,而且在地球上的实习室取得过多数次的验证,但在寰宇的尺度上,准则模型远远不够以注脚天下的根基组分。经过寰宇学视察,如着名的微波配景辐射,准则模型所描摹的人类已知物质仅占世界中不到5%。物理学家将宇宙中此外的未知物质称为暗物质(约占26%)及暗能量(约69%)。对暗物质的商讨,依旧成为粒子物理最前沿的题目之一。

  构筑暗物质理论模型必要惬心几个重要条件,暗物质粒子需要在世界的工夫规范上充裕安祥,才没关系生存至今。同时暗物质粒子与绳尺模型中粒子的相互用意需求充实弱,才智已知藏隐于我们眼下。有不少暗物质理论模型顺心这些条款,如驰名的弱彼此影响大材料粒子(WIMP)、轴子(axion)等。在这些模型中,强互相感化暗物质理论具有较大优势。由于暗物质需求富裕重静,他可以警觉标天然就十分幽静的质子或中子,它们属于绳尺模型中强彼此作用复合粒子。以是,只须组织出齐全好像于准绳模型中的强互相影响理论组织的暗物质模型,就没合系自然的落成暗物质的自在性了。常见的强互相效力暗物质候选者有浸子(baryon-like)暗物质及胶球(glueball- like)暗物质。论文团队的事情选择了胶球暗物质。

  描画准绳模型强互相影响的量子色动力学(QCD)理论以为,强互相效力的引子粒子-胶子,可能原委自彼此效用形成拘束态,即胶球。类比于此,暗物质理论无妨构建“暗”胶子来通报暗物质之间的彼此感化,同时“暗”胶子也能造成束厄态即胶球暗物质。

  琢磨强彼此效率暗物质的理论难点在于理论的非微扰性情。物理学家方今应付微观宇宙的确实猜想很大水准取决于理论中相互效用的强弱。当彼此效用充沛弱时,没合系用对比成熟的微扰忖度靠近末了的结果。但当互相效率很强时,微扰揣测就失效了,因而须要希望出新的测度方法来定量商量。该论文的工作正是贯串了有效理论及格点推测功效这两种非微扰办法,初度对胶球暗物质的显现实行了用心的定量揣摸。

  下图为胶球暗物质场随着寰宇温度的演化。以此能够计算出天下中暗物质的能量密度。特别有趣的是,不管场在世界早期的初始值若何,终末都市轻浮到一个固定的值。

  论文团队的工当作琢磨强相互功用暗物质的产愤怒制,出格是正确的定量计算奠定了来源,给出了详尽的推断框架,为进一步商量更为繁杂的强互相作用暗物质模型铺设了讲路。

  王志伟,博士,特聘探讨员,校百人议论中选者,2011年1月- 2016年8月,在加拿大萨斯卡切温大学获得形而上学博士。2016年9月-2019年8月,加拿大滑铁卢大学与丹麦CP3-Origins国家粒子物理优秀琢磨核心合聘博士后商讨员。2019年9月-2021年8月,丹麦CP3-Origins国家粒子物理出色切磋要点(Center of Excellence)博士后琢磨员。2021年9月-2022年9月,瑞典Lund University研究员(高档博士后讨论员),2022年10月至今,电子科技大学“百人探求”特聘商讨员。曾于2017年得到加拿大总督学术金牌,为加拿大授予博士岁月学术成效的最高幸运,并获得University of Saskatchewan全校最佳博士卒业论文,以及Ishwar Gupta物理奖。研究规模为高能理论物理,探究方向聚积在胜过法则模型新物理“唯象”与“理论”的交叉目标,是高能物理理论研究最前沿热门目的之一。比年来在相关领域做出了一系列合键使命,完成学术论文26篇,个中在国际权势学术期刊Phys.Rev.Lett.,JHEP,Phys.Rev.D等发布论文21篇(第一作者及通讯作者19篇,网罗4篇顶尖期刊Phys.Rev.Lett.) ,总引用610次,h-index16,十一再受邀在国际学术群集上作邀请呈报。