近日，國際著名物理學期刊《European Physical Journal C》（中科院二區，自然指數期刊）在線發表了我校2003网站太阳集团陸振煙副教授課題組的研究論文《QCD topology and axion properties in an isotropic hot and dense medium》。本研究的第一作者是2021級物理學專業本科生龔紅方，北京航空航天大學博士生盧琪為共同一作， 陸振煙副教授為通訊作者。論文其他合作者還包括我院2023級在讀研究生王舒鵬、複旦大學博士後劉鹿蒙和南華大學青年教師陳勳博士。

▲EPJC論文首頁

軸子是在20世紀70年代，物理學家為了解決強CP問題而提出的一種中性赝标量粒子。軸子以其微小質量、不帶電荷、長壽命和弱相互作用等特點，被認為可能是宇宙中暗物質的主要成分，并在宇宙演化中扮演關鍵角色。由于其輕微的質量和與标準模型粒子的弱相互作用，軸子在宇宙學和天體物理學領域引起了廣泛關注。

在這項研究中，陸振煙課題組采用了Nambu-Jona-Lasinio（NJL）模型，在有限溫有限密度的條件下，研究了theta真空拓撲磁化率、軸子質量和自耦合常數等方面的性質。研究結果表明，随着溫度和密度的升高，軸子的質量和拓撲磁化率顯著降低，而軸子的自耦合常數在手征相變臨界點附近出現尖峰結構。這一發現暗示，在高密度天體如中子星的環境中，軸子自相互作用可能會顯著增強，從而導緻緻密星體内部軸子的玻色-愛因斯坦凝聚态的形成或進一步增強，從而對暗物質的形成和分布産生重要影響，為我們深入理解暗物質的本質提供了新的視角。

▲軸子自耦合常數随溫度和化學勢的變化關系

陸振煙副教授，從事軸子領域相關研究，指導了多名本科生在國内外高水平期刊上發表相關論文。此前，指導的20級盧琪同學在《物理學報》發表了題為《同位旋非對稱強作用物質狀态方程及熱力學性質》的研究論文。

本研究得到了國家自然科學基金、湖南省自然科學基金、湖南省教育廳科學研究項目以及中國博士後科學基金的資助支持。

正文鍊接：https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-024-13595-8

（一審：賀祖龍  二審：許英  三審：易貴元）