近期,，我校物理與電子信息學(xué)院粒子物理團(tuán)隊(duì)祝斌副教授與劉學(xué)文副教授提出一種新的物理機(jī)制,，能夠解釋繆子反常磁矩、質(zhì)子半徑之謎和輕質(zhì)量暗物質(zhì)問題,。該成果以《Probing the flavor-specific scalar mediator for the muon (g-2) deviation, the proton radius puzzle and the light dark matter production》為題正式發(fā)表在權(quán)威自然科學(xué)綜合性學(xué)術(shù)刊物《中國科學(xué)：物理學(xué)力學(xué) 天文學(xué)》英文版(SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, SCPMA)。
最近,，美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的E989實(shí)驗(yàn)以極高的精度測量了繆輕子的反常磁矩(Muon g-2),，研究人員發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)模型理論預(yù)言值存在4.2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差（注：通常5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差被視為確定的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)），這一結(jié)果引起了國際物理學(xué)界的廣泛關(guān)注,。除此之外,，多年來在一系列測量繆子型類氫原子(Muonic hydrogen)的實(shí)驗(yàn)中，人們發(fā)現(xiàn)質(zhì)子電荷半徑與電子-質(zhì)子散射等實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果有著顯著偏差,，即著名的質(zhì)子半徑之謎,。祝斌副教授與劉學(xué)文副教授綜合分析了兩方面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了基于5維算符的特定味道標(biāo)量模型（flavor-specific scalar model）,。研究發(fā)現(xiàn),，質(zhì)量為MeV量級的標(biāo)量粒子通過同時(shí)與繆輕子和下夸克耦合可以成功的解釋繆子g-2異常和質(zhì)子半徑之謎。在論文中,，他們還研究了模型中存在的輕暗物質(zhì)的產(chǎn)生機(jī)制,，并發(fā)現(xiàn)早期運(yùn)動(dòng)學(xué)平衡退耦對暗物質(zhì)遺跡密度會(huì)產(chǎn)生至少10%的影響。最后,，他們指出將來NA62等高精度探測實(shí)驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)對該理論機(jī)制的檢驗(yàn),，這將對新物理研究具有重要指導(dǎo)意義。
該論文獲得了評審專家的高度評價(jià),，已正式在線發(fā)表于SCPMA期刊,。此項(xiàng)研究得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金,、山東省高等教育科技計(jì)劃項(xiàng)目的支持,。文章鏈接：https://doi.org/10.1007/s11433-021-1819-5。
注：SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy (SCPMA,英文版)是中國科學(xué)院主管,、中國科學(xué)院和國家自然科學(xué)基金委員會(huì)共同主辦的綜合性學(xué)術(shù)刊物,。英文版SCPMA被SCI、EI,、ADS等數(shù)據(jù)庫收錄, 2020年影響因子為5.122, Q1區(qū),中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心期刊分區(qū)表物理大類1區(qū)Top,、物理綜合類1區(qū)。
