量子相干性与隐形宇宙：亚辐射作为暗物质机制
星系天体物理
2026-05-12 v5 量子物理
摘要
暗物质在银河系星系状暗区中的起源是 astrophysics 中最深刻的未解之谜，可能从普通原子氢的量子力学中找到意想不到的答案。我们表明，处于热平衡状态的氢气中量子纠缠和相干性自然导致亚辐射，即辐射抑制，使气体在发射、透射入射辐射和实际上无碰撞三个方面同时呈现暗性。这三个性质正是与暗物质相关的性质，从单一底层物理机制出发：气体中 Dicke 态的纠缠结构。将此框架应用于银河系暗物质星系状暗区的21 cm 线，我们发现该处于亚辐射极限 regime，其中强烈抑制的自发和激发强度恰好相互抵消。高速云的冷中性核心，具有接近100 K的观测温度和约100:1的暗可见质量比，与此图景一致。我们的结果表明，银河系星系状暗区中显著比例的非发光物质可能是熟悉的原子氢，其量子合作行为使其难以察觉；这一解决方案或许一直潜伏于眼前。
引用
@article{arxiv.2412.16663,
title = {Quantum coherence and the invisible Universe: Subradiance as a dark matter mechanism},
author = {Martin Houde and Fereshteh Rajabi and Lamies Sati and Vahid Anari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16663},
year = {2026}
}
备注
Main text: 20 pages, Total: 36 pages,6 figures