利用银河系中心的数据探测并规范轴子暗物质
- 项目计划:
- 优配研究金
- 项目年份:
- 2024/25
- 项目负责人:
- Dr Chan, Man Ho
- (科学与环境学系)
观测数据指出我们的宇宙存在着一些无法看见但具有质量的物质,现时并没有任何标准模型的粒子能够具备这些物质的全部特性,故此科学家便以「暗物质」来统称这些宇宙中无法看见的物质。在过去数十年间,不同的理论粒子曾被提议作为暗物质的候选粒子。当中一种称为轴子的粒子,一方面能够解决粒子物理中的重要问题—CP破缺问题;另一方面,轴子拥有质量而且相当稳定,并与普通物质几乎没有任何交互作用,故此轴子便成为了其中一种最为热门的暗物质候选粒子。近年的研究特别关注于两种类型的轴子:1. QCD轴子和2. 超轻轴子。由于这两种轴子具备与暗物质几乎一致的特性,故此它们成为了热门的轴子暗物质类型。在这研究项目,我们将会集中研究这两种类型的轴子暗物质,透过利用银河系中心的观测数据来侦测轴子暗物质的讯号和规范轴子暗物质的特性。对于QCD轴子,理论指出它们能够在强磁场的环境中转变成为可被射电望远镜侦测得到的光子。由于银河系中心拥有大量强磁场的中子星,我们提议利用新疆南山射电望远镜来观测来自银河系中心轴子暗物质转变成光子的讯号。而对于超轻轴子,电脑模拟指出这些超轻轴子能够在银河系中心演化成一个拥有固定密度核心的暗物质结构,这种结构能够影响那些正在围绕银河系中心超大质量黑洞公转的星体运动,透过三颗这类型的星体(S2, S12和S13)轨迹,我们能够判断银河系中心是否拥有一个具有固定密度核心的暗物质结构并规范超轻轴子的质量。我们的结果能够促进未来实验对轴子的发现和研究,并会于学术期刊、学术会议和公众讲座中发表。