据 meiguo.com 于 2025 年 11 月 9 日收到的消息 ‣ 理论物理学家提出新假设认为暗物质可能由被推入扭曲第五维度的费米子构成。这项发表在《欧洲物理学杂志C》的研究指出,假想粒子可充当连接可见宇宙与隐藏维度的门户,为解释暗物质提供新路径。研究团队通过数学推导和观测数据检验,证明该理论框架的可行性,同时尝试解决粒子物理学中的等级问题和味道之谜。

扭曲额外维度理论源于1920年代卡鲁扎-克莱因的五维时空模型。1999年兰德尔-桑德鲁姆提出革命性方案,认为第五维度呈"扭曲"几何,使可观测宇宙成为四维"膜",而引力可渗透整个五维空间。西班牙格拉纳达大学和德国美因茨大学研究团队在此基础上发现,描述费米子质量的方程暗示存在新标量场,其波函数沿第五维度非平凡分布。
研究团队解释,若暗物质由第五维度中的费米子组成,新标量粒子能连接可见物质与暗物质。这一理论可自然解释暗物质关键特征:宇宙中约85%的物质通过引力效应影响星系运动,却与光无相互作用。模型计算显示,通过参数调整可重现暗物质占宇宙总能量密度26.8%的观测值,且其相互作用微弱性符合探测实验结果。
实验验证面临挑战。新粒子质量过大,超出当前大型强子对撞机能量范围。但物理学家探索间接路径:引力波探测器可能捕捉第五维度费米子暗物质产生的特征信号;下一代天文望远镜观测宇宙大尺度结构将提供约束参数的线索。
该理论不仅关乎暗物质,还涉及等级问题和味道之谜。研究团队提出后续方向,包括探索新粒子在稳定额外维度中的作用及早期宇宙相变历史。
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