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暗物質(zhì)是現(xiàn)代宇宙學(xué)的基石之一，其質(zhì)量約占宇宙總物質(zhì)的85%，但其微觀物理本質(zhì)至今仍是未解之謎。宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)為研究暗物質(zhì)的性質(zhì)提供了獨特的“天然實驗室”。通過精確測量宇宙從誕生初期（如微波背景輻射）到現(xiàn)今（如星系分布與引力透鏡）的演化，可反演并約束暗物質(zhì)的物理性質(zhì)。近日，中國科學(xué)院紫金山天文臺等團隊，通過分析宇宙早期的微波背景輻射和晚期的弱引力透鏡觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了暗物質(zhì)與中微子之間存在微弱相互作用。宇宙學(xué)中存在一個長期未解的難題——“S8沖突”，即由早期宇宙觀測數(shù)據(jù)推算出的物質(zhì)聚集程度，反常性高于直接觀測晚期宇宙所得到的結(jié)果。基于這一矛盾結(jié)論，研究團隊提出理論假設(shè)，如果暗物質(zhì)并非完全“惰性”，而是能與中微子發(fā)生微弱的非引力相互作用，這種超越引力的效應(yīng)將抑制宇宙小尺度結(jié)構(gòu)的形成，進而或解決該難題。為驗證該理論，研究團隊對不同尺度和時期的宇宙學(xué)數(shù)據(jù)，分別開展了獨立與聯(lián)合分析。研究發(fā)現(xiàn)，反映早期宇宙的阿塔卡馬宇宙學(xué)望遠(yuǎn)鏡高精度數(shù)據(jù)，以及反映晚期宇宙的暗能量巡天弱引力透鏡數(shù)據(jù)，均獨立顯示出暗物質(zhì)—中微子的相互作用強度趨向“非零”。聯(lián)合所有數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，暗物質(zhì)—中微子相互作用的統(tǒng)計顯著性提升至約3σ，強度約為10?4。這一相互作用強度可使早期與晚期宇宙的結(jié)構(gòu)生長參數(shù)S8趨于一致。該研究結(jié)果顯示出宇宙學(xué)探測基礎(chǔ)物理新規(guī)律的強大能力，為宇宙學(xué)領(lǐng)域的“S8沖突”難題提供了可能性解決方案。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然-天文學(xué)》（Nature Astronomy）上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金、科技部重點研發(fā)計劃等的支持。論文鏈接二維后驗分布投影