谢菲尔德大学和印第安纳大学的物理学家提出了一种将暗物质与隐藏的第五维度联系起来的新理论，表明其难以捉摸的性质可能归因于这个附加维度的几何形状。这项发表在《物理评论 D》上的研究表明，暗物质可能与一种被称为暗光子的理论粒子在这个隐藏的维度中共存。
该模型引入了“暗物质共振”的概念，当暗物质粒子的质量按照第五维度的形状精确排列时，就会发生暗物质共振。这种对准现象与以正确频率振动的乐器进行比较。与之前需要对粒子质量进行微调的模型不同，谢菲尔德团队声称他们的理论不需要进行此类调整，因为共振是从额外维度的数学框架中自然产生的。
研究人员解释说，这种共振可以增强宇宙历史特定时期（尤其是早期宇宙）暗物质的相互作用，同时解释其当前近乎惰性的状态。领导这项研究的蔡玉岱博士表示：“以前的许多共振暗物质模型都将共振视为一种假设。这项工作为其提供了可能的更深层次的起源：共振可能直接来自隐藏维度的几何形状。”
这个理论框架连接了基础物理学中的两个重大挑战：暗物质的性质和额外空间维度的可能存在。因此，该理论为物理学家提供了新的实验预测，有助于未来的研究。蔡补充道：“我们的研究为物理学家寻找暗物质提供了明确的新目标，同时将基础物理学中两个最重要的想法联系起来。”
这篇论文建立在有关超维模型中质量共振结构的早期研究的基础上，并于 2025 年初首次作为预印本发布。谢菲尔德大学已成为暗物质研究的关键参与者，此前曾在《自然天文学》上发表过有关暗物质和中微子之间相互作用的文章。
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