近日，物理与光电工程学院物理学系张孟超副教授指导的本科生在学术期刊《Physical Review D》（物理学Top期刊）上发表论文《Asymmetric dark matter with a spontaneously broken U(1)`: Self-interaction and gravitational waves》（Phys.Rev.D 107 (2023) 9, 095027）。物理学系本科生陈孜恩为论文第一作者、叶凯芮为第二作者，张孟超副教授为通讯作者。

图1.文章发表页面截图

目前，人类对于暗物质的性质依然所知甚少。近年来的天文学观测以及数值模拟结果表明，暗物质在星系中的散射截面可能比学术界之前预想的要大很多。之前的理论研究工作，一般是通过引入一个媒介粒子来得到一个较大的暗物质散射截面。但是这样的理论模型通常会受到宇宙微波背景辐射的强烈限制。在本工作中，研究小组考虑了正-反暗物质之间的不对称。通过引入这种不对称，宇宙微波背景辐射的限制可以很自然的被规避掉。另外，这种不对称暗物质模型还会在宇宙早期产生一阶相变，其产生的随机引力波信号频率正好落在未来引力波探测实验的敏感范围。

图2.不对称暗物质模型产生的引力波信号

张孟超副教授一直致力于超出标准模型新物理研究。本次研究工作得到了国家自然科学基金项目的资助。

论文链接：https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.107.095027

文图：张孟超

编辑：吴可泰

校对：陈科球

初审：黄晶晶

终审：幸江涛