美物理學家新設想：暗物質粒子或為暗磁單極子

據物理學家組織網近日報道，美國物理學家提出了一種新的暗物質候選者——暗磁單極子。而且他們認為，隨著相關技術的不斷成熟，可以通過探測電子通過時相位的變化探測到暗磁單極子的存在。

暗物質據信占宇宙的四分之一以上，其余大部分是更神秘的暗能量。我們無法直接看到暗物質，但暗物質的引力決定了遙遠星系和其他天體的形狀。

中國科學院高能物理研究所副研究員郭萬磊13日接受科技日報記者采訪是介紹說，暗物質通常認為是由一些尚待發現的粒子組成，其中最受青睞的候選者是弱相互作用有質量粒子(WIMP)。但經科學家多年努力追尋，WIMP迄今仍未“現身”。

在最新研究中，加州大學戴維斯分校物理學教授約翰·泰恩帶領的團隊提出了一種新觀念：暗物質粒子是一種與暗光子相互作用的暗磁單極子，暗光子與普通光子之間會有微弱的耦合作用。

泰恩解釋稱，磁單極子的行為與磁鐵的南極或北極的行為類似。盡管量子理論預測了磁單極子的存在，但從未在實驗中發現過。暗磁單極子會與暗光子和暗電子相互作用，其作用方式正如理論預測電子和光子與磁單極子相互作用一樣。

物理學家保羅·迪拉克曾預測，在磁單極子附近做圓周運動的電子的波函數中會出現相位變化——同一個電子從磁單極子的任意一側通過，其相位在另一側會略有變化，即所謂的“阿哈羅諾夫-玻姆效應(AB)”效應。

因此泰恩認為，可以根據電子通過暗磁單極子時相位的變化來探測到暗磁單極子。而且，這種暗磁單極子必須被太陽激發，然后歷時一個月到達地球，以光速千分之一的速度行進。

不過，泰恩也指出，這種相位的改變非常微弱，比探測到引力波所需的相位改變都小，所需的技術還有待進一步成熟。

郭萬磊表示：“最新研究首次提出利用阿哈羅諾夫-玻姆效應來探測暗磁單極子，這一想法有助于尋找暗物質，同時也值得我們進一步研究其應用。”