宇宙中存在着大量无法通过电磁信号直接观测的未知物质，被称为暗物质，其中暗光子是一种重要的理论候选粒子。作为超出标准模型理论的新粒子，暗光子通过与光子动能项的混合，具有和光子相似的电磁相互作用；与光子不同的是，暗光子本身具有质量，与带电粒子的相互作用远远小于光子。
近日，中国科学院新疆天文台脉冲星团组高志福研究员与巴西里约热内卢州立大学Luiz Carlos Garcia de Andrade博士合作，首次发现了暗光子在爱因斯坦-卡坦-霍尔斯特引力理论框架下诱导产生的特殊效应，并测定了关键物理参数—Barbero-Immirzi（BI）。该研究成果发表在《Eur. Phys. J. C》(2025, 85:433)。
Barbero-Immirzi（BI）参数作为圈量子引力（Loop Quantum Gravity，LQG)，理论中的关键参数，可能对引力波的产生、传播以及与物质的相互作用等方面产生影响、通过对BI参数的研究，可以探索其与暗物质、暗能量之间的潜在联系，有望为解决宇宙中暗物质和暗能量的谜团提供新的思路和方法。此外，爱因斯坦-卡坦-霍尔斯特引力理论作为广义相对论的一种重要扩展，在传统的曲率基础上进一步引入了空间的“挠率”（torsion）。挠率可以简单理解为空间-时间的一种扭曲性质，它和物质的自旋存在联系，对于深入研究物质和引力场的相互作用等方面有一定的作用。
研究团队创新性地发现了挠率与另一种暗物质候选粒子—轴子之间的相互转化机制，成功地证明了暗光子能够通过特定的引力耦合作用诱导产生BI参数。通过理论推导与数值模拟，研究团队还深入地探讨了暗光子的磁螺度不稳定性，首次揭示了轴子的振荡频率如何受到BI参数的调控。
研究人员表示，此成果不仅深化了我们对宇宙早期演化过程的理解，也为在大型强子对撞机（Large Hadron Collider，LHC）等高能实验中探测新物理现象提供了有力的理论支持。
BI参数与迹挠率质量的分布直方图论文连接：article/10.1140/epjc/s10052-025-14065-5
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