我校物理与电子信息学院粒子物理团队在粒子物理领域取得重要研究进展，相关成果以“Footprints of axion-like particle in pulsar timing array data and James Webb Space Telescope observations”为题，于中科院一区期刊《Science China-Physics, Mechanics & Astronomy》发表。

自2015年LIGO实验首次探测到引力波信号以来，全球引力波研究进入了快速发展阶段。引力波被称为“时空的涟漪”，是爱因斯坦广义相对论的重要预言。近期，中国脉冲星计时阵列（CPTA）、北美纳赫兹引力波天文台（NanoGrav）、欧洲脉冲星计时阵列（EPTA）及澳大利亚帕克斯脉冲星计时阵列（PPTA）等实验组发表了随机引力波背景存在的最新证据。

粒子物理团队研究探讨了“类轴子粒子”所产生的引力波。分析表明，这些粒子在演化过程中形成的“畴壁”可以通过原初黑洞或虫洞的方式释放引力波，从而为随机引力波背景提供能量。此外，这些“畴壁”周围的能量密度增强区域可能是早期星系形成的种子，为詹姆斯·韦伯望远镜（JWST）观察到的高红移星系的形成提供了理论支持。这项研究不仅为粒子物理学和宇宙学之间的联系提供了新的视角，还为我们理解宇宙的起源和演化提供了重要的理论框架。

此项成果由我校物电学院的郭书源博士（第一作者）、刘学文副教授、以及祝斌教授（通讯作者）与南京师范大学的武雷、吴永成教授，以及俄罗斯南联邦大学的Maxim Khlopov教授共同合作完成。此项研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省高等教育科技计划项目的支持。

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11433-024-2445-1

图：对类轴子粒子质量和轴子-光子耦合系数1/Fa的限制。其中蓝色和红色区域是JWST和PTA实验结果所倾向的参数区域，其他颜色填充区域及曲线为轴子实验的限制。

来稿时间：9月20日 审核：刘希斌 责任编辑：安兴爽