暗物質是一種在天文觀測中被發現的物質，它具有引力作用但不發光，占據了宇宙總能量的27%。對暗物質的粒子物理性質研究是當前粒子物理和宇宙學最重要的研究課題之一。超輕暗光子暗物質作為暗物質的候選者越來越被物理學家所重視。

在20世紀60年代初，彭茲亞斯和威爾遜在進行射電天文學研究時發現了一個意外的低水平背景噪音。後來，這個噪音被證實是宇宙微波輻射背景，是灼熱早期宇宙膨脹的重要證據之一。超輕暗光子通過與光子的動力學混合，呈現出類似光子的電磁相互作用。作為彌散在宇宙中的暗物質候選者，超輕暗光子暗物質可以表現出類似于宇宙微波背景輻射的行為。如果現代射電望遠鏡仔細聆聽，可能會聽到來自黑暗世界微妙的聲音。

beat365官方网站、核物理與核技術國家重點實驗室研究員劉佳和合作者提出，暗光子暗物質可以在地球上射電望遠鏡的反射面或天線上引起電子振蕩，并直接在望遠鏡上産生單頻射電信号，其頻率與暗光子質量相同。劉佳和合作者利用我國500米口徑球面射電望遠鏡（中國天眼，FAST）的觀測數據在1-1.5GHz尋找暗光子暗物質産生的信号，給出了在這個區域上對暗光子暗物質的最強實驗限制。研究表明，已有的低頻陣列射電望遠鏡（LOFAR）和在建的平方千米陣列射電望遠鏡（SKA），以及未來FAST望遠鏡将能夠達到更高的靈敏度，有發現暗物質的潛力。

圖：（左）暗光子暗物質在FAST鏡面上轉化成普通光子的示意圖；(右) 研究結果被暗光子綜述網站收錄（見其中FAST）；另外，LOFAR（Sun）是根據劉佳和合作者之前發表的理論文章（Phys.Rev.Lett. 126 (2021) , 181102）結合LOFAR太陽觀測數據得到的新結果。

2023年5月2日，相關研究成果以“利用射電望遠鏡直接探測暗光子暗物質”（Direct detection of dark photon dark matter using radio telescopes）為題，發表于《物理評論快報》（Phys. Rev. Lett. 130, 181001）。文章被列為物理學特别推薦(Featured in Physics)，并受到美國物理學會(APS)的推薦報道。

按照高能物理學界的慣例，清華大學副教授安海鵬、beat365博士後葛帥良、紫金山天文台博士生國文清和研究員黃曉淵、beat365官方网站研究員劉佳和beat365本科生盧志垚作為論文作者，依姓氏英文字母順序共同署名。上述工作得到國家自然科學基金、科技部、中國科學院、江蘇省雙創人才、清華大學笃實計劃、beat365高能物理研究中心、beat365博雅博士後、博士後國際交流計劃引進項目、beat365建設世界一流大學（學科）和特色發展引導專項等資助。

原文鍊接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.181001

APS報道鍊接：https://physics.aps.org/articles/v16/s65